挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計

前言…………挖掘機間介……………國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)…………本設(shè)計的研究內(nèi)容……………………液壓挖掘機結(jié)構(gòu)與工作原理……………液壓挖掘機整機性能…………………液壓挖掘機結(jié)構(gòu)………液壓挖掘機傳動原理…………………液壓挖掘機工況分析及液壓系統(tǒng)設(shè)計方案的確定………………液壓挖掘機的工況……………………挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求………挖掘機液壓系統(tǒng)的分析……………液壓系統(tǒng)方案擬訂…………………液壓系統(tǒng)的設(shè)計…………液壓系統(tǒng)方案及參數(shù)確定…………執(zhí)行元件液壓缸及系統(tǒng)壓力的初選………………計算工作裝置鏟斗液壓缸的主要尺寸……………液壓系統(tǒng)原理圖的制定……………液壓元件的選擇與專用件的設(shè)計……液壓泵的選擇和泵的參數(shù)的計算…………………柴油發(fā)動機的選擇……………………液壓閥的選擇…………其他液壓元件的選擇……*·…油箱容量的確定………壓系統(tǒng)性能驗算…………液壓系統(tǒng)壓力損失…………………液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算…………參考文獻……………………專業(yè)資料分享挖掘機作為我國工程機械的主力機種，被廣泛應(yīng)用于各種各樣的施工作業(yè)中。挖掘機產(chǎn)品的核心技術(shù)就是液壓系統(tǒng)設(shè)計，由于挖掘機的工作條件惡劣，要求實現(xiàn)的動作復(fù)雜，于是它對液壓系統(tǒng)的設(shè)計提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機械液壓系統(tǒng)中最為復(fù)雜的。因此，對挖掘機液壓系統(tǒng)的分析設(shè)計對推動我國挖掘機發(fā)展具有在搜集了國內(nèi)外挖掘機液壓系統(tǒng)相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，了解了挖掘機液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷史，并對挖掘機液壓系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展動態(tài)進行了分析總結(jié)。論文對挖掘機的各種工況進行了分析，系統(tǒng)總結(jié)了挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求。根據(jù)挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求，論文中采用通用多路閥，配以專用控制閥和簡單的電子控制系統(tǒng)，設(shè)計了一套適合我國生產(chǎn)制造的恒功率控制單斗挖掘機液壓系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計課題是型液壓挖掘機。課題以企業(yè)為依托。小型挖掘機由型，并在此基礎(chǔ)上研究了國外的先進機型，設(shè)計出我們挖掘機的液壓系統(tǒng)方按圖，總體裝配圖以及相應(yīng)的部件圖和零件圖。圖紙基本采用二維軟件繪圖。本液壓挖掘機的優(yōu)點是采用伺服先導(dǎo)操縱系統(tǒng)，造型美觀，具備挖掘，抓物，鉆孔，推土，清溝和破碎等功能。平臺可360°旋轉(zhuǎn)，性能可靠，操作舒適，可廣泛應(yīng)用于建筑，市政，供水，供氣，供電農(nóng)林建設(shè)等工程。 液壓挖掘機是一種多功能機械，目前被廣泛應(yīng)用于水利工程，交通運輸，電力工程和礦山采掘等機械施工中，它在減輕繁重的體力勞動，保證工程質(zhì)量。加快建設(shè)速度以及提高勞動生產(chǎn)率方面起著十分重要的作用。由于液壓挖掘機具有多品種，多功能，高質(zhì)量及高效率等特點，因此受到了廣大施工作業(yè)單位的青睞。液壓挖掘機的生產(chǎn)制造業(yè)也日益蓬勃發(fā)展。挖掘機液壓傳動緊密地聯(lián)系在一起，其發(fā)展主要以液壓技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)。由于挖掘機的工作條件惡劣，要求實現(xiàn)的動作很復(fù)雜，于是它對液壓系統(tǒng)的設(shè)計提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機械液壓系統(tǒng)中最為復(fù)雜的。因此，對挖掘機液壓系統(tǒng)的分析設(shè)計已經(jīng)成為推動挖掘機發(fā)展中的重要一環(huán)。挖掘機行業(yè)的發(fā)展歷史久遠(yuǎn)，可以追溯到年0當(dāng)時美國西部開發(fā)，進行鐵路建設(shè)，產(chǎn)生了模仿人體構(gòu)造，有大臂、小臂和手腕，能行走和扭腰類似機械手的挖掘機，它采用蒸汽機作為動力在軌道上行走。但是此后的很長時間挖掘機沒有得到很大的發(fā)展，應(yīng)用范圍也只局限于礦山作業(yè)中。導(dǎo)致挖掘機發(fā)展緩慢的主要原因是其作業(yè)裝置動作復(fù)雜，運動范圍大，需要采用多自由度機構(gòu)，古老的機械傳動對它不太適合。而且當(dāng)時的工程建設(shè)主要是國土開發(fā)，大規(guī)模的筑路和整修場地等，大多是大面積的水平作業(yè)，因此對挖掘機的應(yīng)用相對較少，在一定程度上也限制了挖掘機的發(fā)展。由于液壓技術(shù)的應(yīng)用，二十世紀(jì)四十年代有了在拖拉機上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機。隨著液壓傳動技術(shù)迅速發(fā)展成為一種成熟的傳動技術(shù)，挖掘機有了適合它的傳動裝置，為挖掘機的發(fā)展建立了強有力的技術(shù)支撐，是挖掘機技術(shù)上的一個飛躍。同時，工程建設(shè)和施工形式也發(fā)生了很大變化。在進行大規(guī)模國土開發(fā)的同時，也開始進行城市型土木施工，這樣，具有較長的臂和桿，能裝上各種各樣的工作裝置，能行走、回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)多自由動作，可以切削高的垂直壁面，挖掘深的基坑和溝槽的挖掘機得到了廣泛應(yīng)用。專業(yè)資料分享年在意大利北部生產(chǎn)了第一臺液壓挖掘機。第一臺液壓挖掘機采用定量齒輪泵，中位開式多路閥，工作壓力為，所有執(zhí)行元件互相并聯(lián)連結(jié)。由單泵向個執(zhí)行元件供油。由于早期液壓挖掘機主要采用了定量齒輪泵，不能按需改變供油流量，無法充分利用發(fā)動機的功率，因此其能量損失很大，不能滿足挖掘機復(fù)合動作的復(fù)雜要求，且可操縱性差。另外，早期試制的液壓挖掘機是采用飛機和機床的液壓技術(shù)，缺少適用于挖掘機各種工況的液壓元件，配套件也不齊全，制造質(zhì)量不夠穩(wěn)定。從二十世紀(jì)六十年代到八十年代中期，液壓挖掘機進入了推廣和蓬勃發(fā)展的階段，各國挖掘機制造廠和品種增加很快，產(chǎn)量猛增。年間，液壓挖掘機產(chǎn)量己經(jīng)達到挖掘機總產(chǎn)量的，其時對挖掘機液壓系統(tǒng)的研究也已經(jīng)十分成熟，液壓挖掘機已經(jīng)具有了同步控制系統(tǒng)和負(fù)載敏感系統(tǒng)。自第一臺手動挖掘機誕生以來的多年當(dāng)中，挖掘機一直在不斷地飛躍發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相對成熟穩(wěn)定的階段。目前國際上迅速發(fā)展全液壓挖掘機，對其控制方式不斷改進和革新，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。在危險地區(qū)或水下作業(yè)采用無線電操縱，利用電子計算機控制接收器和激光導(dǎo)向相結(jié)合，實現(xiàn)了挖掘機作業(yè)操縱的完全自動化。所有這一切，挖掘機的全液壓化為其奠定了堅實的基礎(chǔ)，創(chuàng)造了良好的前提。據(jù)有關(guān)專家估算，全世界各種施工作業(yè)場約有至的土石方工程都是由挖掘機完成的。挖掘機是一種萬能型工程機械，目前已經(jīng)無可爭議地成為工程機械的第一主力機種，在世界工程機械市場上己占據(jù)首位，并且仍在發(fā)展擴大。挖掘機的發(fā)展主要以液壓技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)，其液壓系統(tǒng)已成為工程機械液壓系統(tǒng)的主流形式。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和建筑施工現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，液壓挖掘機需要大幅度的技術(shù)進步，技術(shù)創(chuàng)新是液壓挖掘機行業(yè)所面臨的新挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面，挖掘機產(chǎn)品的核心技術(shù)就是液壓系統(tǒng)設(shè)計，所以對其液壓系統(tǒng)的分析研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)國外研究狀況及發(fā)展動態(tài)從世紀(jì)年代液壓傳動技術(shù)開始應(yīng)用在挖掘機上至今，挖掘機液壓系統(tǒng)己經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)成熟的階段。目前國際上先進的挖掘機產(chǎn)品的額定壓力大都在以上，并且隨著材料科學(xué)技術(shù)的進步，有朝著更高的壓力甚至采用超高壓液壓技術(shù)方向發(fā)展的趨勢；流量通常在每分鐘數(shù)百升；功率在數(shù)百千瓦以上。如德國專業(yè)資料分享制造的目前世界上首臺最大的。型全液壓挖掘機，鏟斗容量達液壓油源為臺變量軸向柱塞泵，總流量高達,原動機為臺柴油發(fā)動機，總功率高達由于液壓挖掘機經(jīng)常在較惡劣環(huán)境下持續(xù)工作，其各個功能部件都會受到惡劣環(huán)境的影響系統(tǒng)的可靠性日益受到重視。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設(shè)計理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術(shù)、疲勞強度分析方法等先進技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機強度研究方面，不斷提高設(shè)備的可靠性。美國提出了考核動強度的動態(tài)設(shè)計分析方法。日本制定了液壓挖掘機構(gòu)件的強度評定程序，研制了可靠性信息處理系統(tǒng)使液壓挖掘機的運轉(zhuǎn)率達到,使用壽命超過萬小時。近幾年來，隨著液壓挖掘機產(chǎn)量的提高和使用范圍的擴大，世界上著名的挖掘機生產(chǎn)商紛紛采用各種高新技術(shù)，來提高自己挖掘機在國際上的競爭力，主要表現(xiàn)在五個方面液壓系統(tǒng)逐漸從開式系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)成為研究的重點系統(tǒng)的高壓化和高可靠性發(fā)展趨勢日益凸顯系統(tǒng)的操縱特性上升到很重要的地位液壓系統(tǒng)與電子控制的結(jié)合成為潮流。開式向閉式液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變采用三位六通閥，其特點是有兩條供油路，其中一條是直通供油路，另一條是并聯(lián)供油路。由于這種油路調(diào)速方式是進油節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速同時起作用，其調(diào)速特性受負(fù)載壓力和油泵流量的影響，因此這種系統(tǒng)的操縱性能、調(diào)速性能和微調(diào)性能差。另外，當(dāng)液壓作用元件一起復(fù)合動作時，相互干擾大，使得復(fù)合動作操縱非常困難。由于挖掘機作業(yè)工程中要求對液壓元件能很好地控制其運動速度和進行微調(diào)，而且在其工作的許多工況下要求多個執(zhí)行元件完成復(fù)合動作，而長期以來使用的開式液壓系統(tǒng)無法滿足挖掘機的調(diào)速和復(fù)合動作的要求。近年來在國外的挖掘機液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)了閉式負(fù)載敏感系統(tǒng)。它可以采用一個油泵同時向所有液壓作用元件供油，每一個液壓作用元件的運動速度只與操縱閥的閥桿行程有關(guān)，與負(fù)載壓力無關(guān)，泵的流量按需提供，而且多個液壓作用元件同時動作時相互之間干擾小，因此操縱性好是閉式液壓系統(tǒng)的主要特點。這種系統(tǒng)非常符合挖掘機操作的要求，它操縱簡單，對司機的操縱技巧要求低，在國際上己經(jīng)獲得較廣泛的使用，是挖掘機液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。目前日本小松公司已經(jīng)把大量挖掘機液壓系統(tǒng)從開式系統(tǒng)改為閉式系統(tǒng)了。節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用目前液壓挖掘機上典型的節(jié)能技術(shù)基本上有兩種。即負(fù)載敏感技術(shù)和負(fù)流量控制技術(shù)，目前液壓挖掘機都選用其中一種控制技術(shù)來實現(xiàn)節(jié)能要求。負(fù)載敏感技術(shù)是一專業(yè)資料分享種利用泵的出口壓力與負(fù)載壓力差值的變化而使系統(tǒng)流量隨之相應(yīng)變化的技術(shù)。德國曼內(nèi)斯曼公司研制的一種負(fù)載傳感系統(tǒng)，將其安裝在液壓系統(tǒng)中，可以控制一個或幾個液壓作用元件，而與對其施加的載荷無關(guān)。該系統(tǒng)不僅易于操縱，而且微動控制特性很好。其最大的特點就是可以根據(jù)負(fù)載大小和調(diào)速要求對油泵進行控制，從而實現(xiàn)在按需供流的同時，使調(diào)速節(jié)流損失△控制在很小的固定值，從而達到節(jié)能的目的負(fù)流量控制技術(shù)是通過位于主控制閥后面的節(jié)流閥建立的壓力對主泵的排量進行調(diào)節(jié)的技術(shù)。日前以韓國現(xiàn)代、日本小松和日本日立為代表的許多國外著名品牌的挖掘機生產(chǎn)商都在自己的挖掘機液壓系統(tǒng)中使用了負(fù)流量控制技術(shù)。這種控制技術(shù)具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、可靠性和維修性好等特點，但在起始點為重負(fù)荷下作業(yè)時，因流量與負(fù)載有關(guān)，所以可控制性較差。提高負(fù)載能力和可靠性為了提高挖掘機的負(fù)載能力，直接的方法是提高其液壓系統(tǒng)工作壓力、流量和功率。目前，國際上先進的挖掘機產(chǎn)品的額定壓力大都在以上，并且隨著材料科學(xué)技術(shù)的進步，有朝著更高的壓力甚至采用超高壓液壓技術(shù)方向發(fā)展的趨勢流量通常在每分鐘數(shù)百升功率在數(shù)百千瓦以上。如德國制造的型全液壓挖掘機，鏟斗容量達立方米液壓油源為臺變量軸向柱塞泵，總流量高達,原動機為臺柴油發(fā)動機，總功率高達由于液壓挖掘機經(jīng)常在較惡劣環(huán)境下持續(xù)工作，其各個功能部件都會受到惡劣環(huán)境的影響。系統(tǒng)的可靠性日益受到重視。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設(shè)計理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術(shù)、疲勞強度分析方法等先進技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機強度研究方面，不斷提高設(shè)備的可靠性。美國提出了考核動強度的動態(tài)設(shè)計分析方法。日本制定了液壓挖掘機構(gòu)件的強度評定程序，研制了可靠性信息處理系統(tǒng)，使液壓挖掘機的運轉(zhuǎn)率達到,使用壽命超過萬小時。重視操縱特性挖掘機液壓系統(tǒng)的操縱特性越來越受到重視。日前國際上迅速發(fā)展全液壓挖掘機，不斷改進和革新控制方式，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操作和電氣控制，無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。各種高新技術(shù)的應(yīng)用，使得挖掘機液壓系統(tǒng)操縱特性大大提高。電子一液壓集成控制成為當(dāng)前主要研究目標(biāo)電子控制技術(shù)與液壓控制技術(shù)相結(jié)合的電子一液壓集成控制技術(shù)近年來獲得了巨大發(fā)展，特別是傳感器、計算機和檢測儀表的應(yīng)用，使液壓技術(shù)和電子控制有機結(jié)合，開發(fā)和研制出了許多新型電液自動控制系統(tǒng)，提高了挖掘機的自動化程度，推動著挖掘機的迅猛發(fā)展。目前國外先進品牌的挖掘機在電液聯(lián)合控制方面的研究己趨成熟。美國林肯一貝爾特公司新系列型液壓挖掘機安裝了全自動控制液壓系統(tǒng)，可自動調(diào)節(jié)流量，避免了驅(qū)動功率的浪費。日本住友公司生產(chǎn)的系列五中新型號挖掘機配有與液壓回路連接的計算機輔助的功率控制系統(tǒng)，利用精控模式選擇系統(tǒng)，減少燃油、發(fā)動機功率和液壓功率的消耗，并延長了零部件的使用壽命。國內(nèi)研究情況及發(fā)展動態(tài)從國內(nèi)情況來看，我國挖掘機行業(yè)整體發(fā)展水平較國外緩慢，在挖掘機液壓系統(tǒng)方面的理論還比較薄弱。國內(nèi)大部分挖掘機企業(yè)在挖掘機液壓系統(tǒng)傳統(tǒng)技術(shù)方面的研究具有一定基礎(chǔ)，但由于采用傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的挖掘機產(chǎn)品在性能、質(zhì)量、作業(yè)效率、可靠性等方面均較差，因此采用傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的挖掘機在國內(nèi)市場上基本失去了競爭力，取而代之的是采用各種高新技術(shù)的國外挖掘機產(chǎn)品。先進的挖掘機液壓系統(tǒng)都被國際上一流的生產(chǎn)企業(yè)壟斷，國內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域的研究幾乎是空白，這樣國內(nèi)的挖掘機生產(chǎn)廠家就無法獨立制造出性能優(yōu)異的挖掘機，絕大部分的市場份額都被國外各種品牌的挖掘機所占據(jù)。以級的中型液壓挖掘機為例，國產(chǎn)級挖掘機大多數(shù)是歐洲年代初的技術(shù)，同年代初以來在國內(nèi)形成批量的日本小松、日立、神鋼以及韓國大宇、現(xiàn)代等機型相比，其主要差距柴油機功率偏低，液壓系統(tǒng)流量偏小，液壓系統(tǒng)特性差，導(dǎo)致平臺回轉(zhuǎn)速度低，行走速度低，各種性能參數(shù)均偏小，整機性能和作業(yè)效率較國外偏低。本設(shè)計的研究內(nèi)容挖掘機液壓系統(tǒng)方面的技術(shù)多種多樣，本文主要通過國外幾種知名品牌的挖掘機液壓系統(tǒng)為參考對象，對其現(xiàn)有的關(guān)鍵技術(shù)和控制方式進行比較和研究，為挖掘機的液壓系統(tǒng)設(shè)計提供一定的參考信息。挖掘機液壓系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展動態(tài)的分析研究大量搜集國內(nèi)外挖掘機液壓系統(tǒng)方面的相關(guān)技術(shù)資料，系統(tǒng)了解挖掘機液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷史。分析總結(jié)挖掘機液壓系統(tǒng)方面的研究現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展動態(tài)。挖掘機液壓系統(tǒng)設(shè)計要求對液壓挖掘機一個工作循環(huán)中的四種工況一挖掘工況、滿斗舉升回轉(zhuǎn)工況、卸載專業(yè)資料分享工況和卸載返回工況進行了詳細(xì)的分析，總結(jié)了每個工況下各執(zhí)行機構(gòu)的主要復(fù)合動作。根據(jù)液壓挖掘機的主要工作特點，系統(tǒng)地總結(jié)了挖掘機液壓系統(tǒng)設(shè)計要求動力性要求和操縱性要求。挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計分析了傳統(tǒng)挖掘機液壓系統(tǒng)中的單泵定量系統(tǒng)、雙泵定量系統(tǒng)和雙變量泵液壓系統(tǒng)，詳細(xì)分析了其主要優(yōu)點和存在的問題。本文在分析研究了挖掘機液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求，設(shè)計了一套適合我國生產(chǎn)制造的單斗挖掘機液壓系統(tǒng)。本設(shè)計旨在采用通用的多路閥系統(tǒng)，配以專用控制閥和簡單的伺服控制系統(tǒng)液壓挖掘機結(jié)構(gòu)與工作原理液壓挖掘機由于在動力裝置和工作裝置之間采用容積式液壓傳動，靠液體的壓力能進行工作，相對機械傳動具有許多優(yōu)點能無極調(diào)速且調(diào)速范圍大，最大速度和最小速度之比可達能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；快速作用時，液壓元件產(chǎn)生的運動慣性較小，并可作高速反轉(zhuǎn)；傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，可吸收沖擊和振動；操縱省力靈活，易實現(xiàn)自動化控制；易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。因此液壓挖掘機逐步取代機械單斗液壓挖掘機是裝有一只鏟斗并采用液壓傳動進行挖掘作業(yè)的機械。它是目前挖掘機械中重要的機種。單斗液壓挖掘機的作業(yè)過程是以鏟斗一般裝有斗齒的切削刃切削土壤并將土裝入斗內(nèi)，斗滿后提升?；剞D(zhuǎn)至卸上位置進行卸土，卸空后鏟斗再轉(zhuǎn)回并下降到地面進行下一次挖掘。當(dāng)挖掘機挖完一段土后，機械移動一段距離，以便繼續(xù)作業(yè)。因此單斗液壓挖掘機是一種周期作業(yè)的自行式上方機械。液壓挖掘機整機性能液壓挖掘機可分為動力系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，如圖所示。液壓挖掘機作為一個有機整體，其性能的優(yōu)劣不僅與工作裝置機械零部件性能有關(guān)還與液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)性能有關(guān)。專業(yè)資料分享圖液壓挖掘機整體系統(tǒng)圖動力系統(tǒng)挖掘機工作的主要特點是環(huán)境溫度變化大，灰塵污物較多，負(fù)荷變化大，經(jīng)常傾斜工作，維護條件差。因此液壓挖掘機原動力一般由柴油機提供，柴油機具有工作可靠、功率特性曲線硬、燃油經(jīng)濟等特點，符號挖掘機工作條件惡劣，負(fù)荷多變的要求。挖掘機的額定負(fù)荷與汽車。拖拉機不同，汽車和拖拉機指在最高轉(zhuǎn)速下、連同機油泵、發(fā)電機等必要附件，巧分鐘內(nèi)的最大功率挖掘機是指在額定轉(zhuǎn)速下一小時以上的額定功率。挖掘機采用車用柴油機時，最大功率指數(shù)降低。機械系統(tǒng)液壓挖掘機的機械系統(tǒng)部分是完成挖掘機各項基本動作的直接執(zhí)行者，主要包括行走裝置是整個機器的支撐部分，承受機器的全部重量和工作裝置的反力，同時能使挖掘機作短途行駛按照結(jié)構(gòu)的不同，分履帶式和輪胎式?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)使挖掘機上車圍繞中央回轉(zhuǎn)軸作度的回轉(zhuǎn)的機構(gòu)，包括驅(qū)動裝置和回轉(zhuǎn)支撐。工作裝置是挖掘機完成實際作業(yè)的主要組成部分，常用的有反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，而同一種裝置可以有多種結(jié)構(gòu)形式，前面所述的反鏟裝置應(yīng)用最為廣泛。液壓系統(tǒng)液壓挖掘機的回轉(zhuǎn)、行走和工作裝置的動作都由液壓傳動系統(tǒng)實現(xiàn)，原動機驅(qū)動雙聯(lián)液壓泵，把壓力油分別送到兩組多路換向閥。通過司機的操縱，將壓力油單獨或?qū)I(yè)資料分享同時送往液壓執(zhí)行元件液壓馬達和液壓油缸驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作。液壓挖掘機的主要運動有整機行走、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、動臂升降、斗桿收放、鏟斗轉(zhuǎn)動等。這些運動都靠液壓傳動。根據(jù)以上工作要求，把各液壓元件用油管有機地連接起來地組合體既是液壓挖掘機地液壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)地功能是把發(fā)動機地機械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，傳送給油缸、油馬達等轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，再傳動各執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)各種運動和工作過程。液壓系統(tǒng)設(shè)計得合理與否，對挖掘機的性能起著決定性的作用。同樣的元件，若系統(tǒng)設(shè)計不同，則挖掘機性能差異很大。液壓系統(tǒng)習(xí)慣上按主油泵的數(shù)量、功液壓挖掘機控制系統(tǒng)是對發(fā)動機、液壓泵、多路換向閥和執(zhí)行元件液壓缸、液壓馬達等進行控制的系統(tǒng)。電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速進步，使挖掘機有了越來越先進的控制系統(tǒng)，使液壓挖掘機向高性能、自動化和智能化發(fā)展。目前挖掘機研究重點正逐步向智能化機電液控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移。液壓挖掘機結(jié)構(gòu)液壓挖掘機組成為了實現(xiàn)液壓挖掘機的各項功能，單斗液壓挖掘機需要兩個基本組成部分，即機體或稱主機和工作裝置。機體是完成挖掘機基本動作并作為驅(qū)動和操縱挖掘機進行工作的荃礎(chǔ)，可以是履帶牽引車輛或輪式牽引車輛?？杉?xì)分為行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和動力裝置。其中動力裝置、操縱機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)和輔助設(shè)備均可在回轉(zhuǎn)平臺上，總稱上車部分，它與行走機構(gòu)又稱下車部分用回轉(zhuǎn)支撐相連，平臺可以圍繞中央回轉(zhuǎn)軸作的全回轉(zhuǎn)。工作裝置根據(jù)工作性質(zhì)的不同可配備反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，分別完成挖掘、裝載、抓取、起重、鉆孔、打樁、破碎、修坡、清溝等工作。挖掘機的基本性能決定于各部分的構(gòu)造、性能及其綜合的效果。單斗反鏟液壓挖掘機反鏟裝置主要用于挖掘停機面以下的土壤。斗容量小于的中小型液壓挖掘機通常選用反鏟裝置，它分為整體臂式和組合臂式。其中長期作業(yè)條件相似的挖掘機反鏟裝置大多采用整體鵝頸式動臂結(jié)構(gòu)。采用這種動臂有利于加大挖掘深度，且結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。剛度相同時，其重量比組合動臂輕，是目前應(yīng)用最廣泛的液壓挖掘鉸接式反鏟是單斗液壓挖掘機最常用的結(jié)構(gòu)型式，動臂、斗桿和鏟斗等主要部件專業(yè)資料分享彼此鉸接，在液壓缸的作用下各部件繞鉸接點擺動，完成挖掘、提升和卸土等動作。如圖所示，整體鵝頸式動臂反鏟挖掘機工作裝置主要由動臂、動臂油缸、斗桿、斗一桿油缸、鏟斗、鏟斗油缸、搖臂、連桿、銷軸等組成。裝置各運動部件之間全部采用銷軸鉸接，以動臂油缸來支撐和改變動臂的傾角，通過動臂油缸的伸縮可使動臂繞下。鉸點轉(zhuǎn)動實現(xiàn)動臂的升降。斗桿鉸接于動臂的上端，由斗桿油缸控制斗桿與動臂相對角度。當(dāng)斗桿油缸伸縮時，斗桿可繞動臂上鉸點轉(zhuǎn)動。鏟斗與斗桿前端鉸接，并通過鏟斗油缸伸縮使鏟斗轉(zhuǎn)動。為增大鏟斗的轉(zhuǎn)角，通常采用搖臂連桿機構(gòu)來和鏟液壓挖掘機工作循環(huán)過程首先液壓挖掘機驅(qū)動行走馬達和配套土方運輸車輛一起進入作業(yè)面，運輸車輛倒車、調(diào)停，?？吭谕诰驒C的側(cè)方或后方。挖掘機司機扳動操縱手柄，使回轉(zhuǎn)馬達控制閥接通，于是回轉(zhuǎn)馬達轉(zhuǎn)動并帶動上部平臺回轉(zhuǎn)，使工作裝置轉(zhuǎn)向挖掘地點，在執(zhí)行上述過程的同時操縱動臂油缸換向閥，使動臂油缸上腔進油，將動臂下降，直至鏟斗接觸地面，然后司機操縱斗桿油缸和鏟斗油缸的換向閥，使兩者的大腔進油，配合動圖反鏟挖掘機工作裝置作以加快作業(yè)進度，進行復(fù)合動作的挖掘和裝載鏟斗裝滿后將斗桿油缸和鏟斗油缸的操縱手柄扳回中位，使鏟斗和斗桿油缸閉鎖，再操縱動臂油缸換向閥，使動臂油缸專業(yè)資料分享的下腔進油，將動臂提升，舉起裝滿土的鏟斗離開工作面，隨即扳動平臺回轉(zhuǎn)換向閥手柄，使上部平臺回轉(zhuǎn)，帶動鏟斗轉(zhuǎn)至運輸車輛上方，再操縱斗桿油缸使鏟斗高度稍降一些，并在適當(dāng)?shù)母叨炔倏v鏟斗油缸使鏟斗卸土。土方卸完后，使平臺反轉(zhuǎn)并降低動臂，直到鏟斗回到作業(yè)點上方，以便進行下一工作循環(huán)。液壓挖掘機傳動原理液壓挖掘機采用三組液壓缸使工作裝置具有三個自由度，鏟斗可實現(xiàn)有限的平面轉(zhuǎn)動，加上液壓馬達驅(qū)動回轉(zhuǎn)運動，使鏟斗運動擴大到有限的空間，再通過行走馬達驅(qū)動行走移位,使挖掘空間可沿水平方向得到間歇地擴大，從而滿足挖掘作業(yè)的要液壓挖掘機傳動示意圖，如圖所示，柴油機驅(qū)動液壓泵，操縱分配閥，將高壓油送給各液壓執(zhí)行元件液壓缸或液壓馬達驅(qū)動相應(yīng)的機構(gòu)進行工作。液壓挖掘機的工作裝置采用連桿機構(gòu)原理，各部分的運動通過液壓缸的伸縮來實現(xiàn)。反鏟工作裝置由鏟斗、斗桿、動臂、連桿及相應(yīng)的三組液壓缸組成。動臂下鉸點鉸接在轉(zhuǎn)臺上，通過動臂缸的伸縮，使動臂連同整個工作裝置繞動臂下鉸點轉(zhuǎn)動。依靠斗桿缸使斗桿繞動臂的上鉸點轉(zhuǎn)動而鏟斗鉸接于斗桿前端，通過鏟斗缸和連桿則使鏟斗繞斗桿前鉸點轉(zhuǎn)動。挖掘作業(yè)時，接通回轉(zhuǎn)馬達，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘位置，同時操縱動臂缸小腔進油使液壓缸回縮動臂下降至鏟斗觸地后再操縱斗桿缸或鏟斗缸，液壓缸大腔進油而伸長，使鏟斗進行挖掘和裝載工作。鏟斗裝滿后，鏟斗缸和斗桿缸停動并操縱動臂缸大腔進油，使動臂抬起，隨即接通回轉(zhuǎn)馬達，使工作裝置轉(zhuǎn)到卸載位置，再操縱鏟斗缸或斗桿缸回縮，使鏟斗翻轉(zhuǎn)進行卸土。卸完后，工作裝置再轉(zhuǎn)至挖掘位置進行第二次挖掘循環(huán)。在實際挖掘作業(yè)中，由于土質(zhì)情況、挖掘面條件以及挖掘機液壓系統(tǒng)的不同，反鏟裝置三種液壓缸在挖掘循環(huán)中的動作配合可以是多樣的、隨機的、鏟斗、斗桿、動臂、連桿、液壓油缸、挖掘裝置、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置圖液壓挖掘機傳動示意圖總之，液壓挖掘機是由多學(xué)科、多系統(tǒng)組成的有機整體，只有在系統(tǒng)層面上的各系統(tǒng)、各學(xué)科協(xié)同優(yōu)化才能獲取挖掘機整機的最佳性能。液壓挖掘機工況分析及液壓系統(tǒng)設(shè)計方案的確定要了解和設(shè)計挖掘機的液壓系統(tǒng)，首先要分析液壓挖掘機的工作過程及其作業(yè)要求，掌握各種液壓作用元件動作時的流量、力和功率要求以及液壓作用元件相互配合的復(fù)合動作要求和復(fù)合動作時油泵對同時作用的各液壓作用元件的流量分配和功率液壓挖掘機的工況液壓挖掘機的作業(yè)過程包括以下幾個動作如圖所示動臂升降、斗桿收放、鏟斗裝卸、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、整機行走以及其它輔助動作。除了輔助動作例如整機轉(zhuǎn)向等不需全功率驅(qū)動以外，其它都是液壓挖掘機的主要動作，要考慮全功率驅(qū)動。圖液壓挖掘機的運動圖由于液壓挖掘機的作業(yè)對象和工作條件變化較大，主機的工作有兩項特殊要求實現(xiàn)各種主要動作時，阻力與作業(yè)速度隨時變化，因此，要求液壓缸和液壓馬達的壓力和流量也能相應(yīng)變化為了充分利用發(fā)動機功率和縮短作業(yè)循環(huán)時間f作過程中往往要求有兩個主要動作例如挖掘與動臂、提升與回轉(zhuǎn)同時進行復(fù)合動作液壓挖掘機一個作業(yè)循環(huán)的組成和動作的復(fù)合主要包括挖掘通常以鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸進行挖掘或者兩者配合進行挖掘，因此，在此過程中主要是鏟斗和斗桿的復(fù)合動作，必要時，配以動臂動作。滿斗舉升回轉(zhuǎn)挖掘結(jié)束，動臂液壓缸將動臂頂起，滿斗提升，同時回轉(zhuǎn)第章挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求和分析方法液壓馬達使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸土妣時主要是動臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動作。卸載轉(zhuǎn)到卸土點時，轉(zhuǎn)臺制動，用斗桿液壓缸調(diào)節(jié)卸載半徑，然后鏟斗液壓缸回縮，鏟斗卸載。為了調(diào)整卸載位置，還要有動臂液壓缸的配合，此時是斗桿和鏟斗空斗返回卸載結(jié)束，轉(zhuǎn)臺反向回轉(zhuǎn)，動臂液壓缸和斗桿液壓缸配合，把空斗放到新的挖掘點，此時是回轉(zhuǎn)和動臂或斗桿的復(fù)合動作。挖掘過程中主要以鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸分別單獨進行挖掘，或者兩者復(fù)合動專業(yè)資料分享作，必要時配以動臂液壓缸的動作。一般在平整土地或切削斜坡時，需要同時操縱動臂和斗桿，以使斗尖能沿直線運動，如圖，所示。此時斗桿收回，動臂抬起，希望斗桿和動臂分別由獨立的油泵供油，以保證彼此動作獨立，相互之間無干擾，并且要求泵的供油量小，使油缸動作慢，便于控制。如果需要鏟斗保持一定切削角度并按照一定的軌跡進行切削時，或者需要用鏟斗斗底壓整地面時，就需要鏟斗、斗桿、動臂三者同時作用完成復(fù)合動作，如圖所示。圖鏟斗底壓整地面圖圖斗尖沿直線切削斜坡圖圖鏟斗底保持一定角度切削圖泵合流。單獨采用鏟斗挖掘時，也有采用雙泵合流的情況。下面以三泵系統(tǒng)為例，來說明復(fù)合動作挖掘時油泵流量的分配情況和分合流油路的連接情況。液壓馬達使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸土處，此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動作。當(dāng)斗桿和鏟斗復(fù)合動作挖掘時，供油情況如圖所示。當(dāng)斗桿油壓接近溢流閥的壓力時，原來溢流的油液此時供給鏟斗有效利用當(dāng)鏟斗和動臂復(fù)合動作挖掘時，由于動臂僅僅起調(diào)解位置的作用，主要是斗桿進行挖掘，因此采用斗桿優(yōu)先合流、雙泵供油，如圖所示。圖三泵供油系統(tǒng)示意圖當(dāng)動臂、斗桿和鏟斗復(fù)合運動時，為了防止同一油泵向多個液壓作用元件供油時于雙泵系統(tǒng)，其復(fù)合動作時各液壓作用元件間出現(xiàn)相互干擾的可能性大，因此需要采用節(jié)流等措施進行流量分配，其流量分配要求和三泵系統(tǒng)相同。當(dāng)進行溝槽側(cè)壁掘削和斜坡切削時，為了有效地進行垂直掘削，還要求向回轉(zhuǎn)馬達提供壓力油，產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力，保持鏟斗貼緊側(cè)壁進行切削，因此需要同時向回轉(zhuǎn)馬達和斗桿供油，兩者復(fù)合動作，如圖所示?；剞D(zhuǎn)馬達和斗桿收縮同時動作，由同一個油泵供油，因此需要采用回轉(zhuǎn)優(yōu)先油路，否則鏟斗無法緊貼側(cè)壁，使掘削很難正常進行。在斗桿油缸活塞桿端回油路上設(shè)置可變節(jié)流閥，此節(jié)流閥的開口度即節(jié)流程度由回轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓力來控制。回轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓力越大，節(jié)流閥開度越小，節(jié)流效應(yīng)越大，則斗圖溝槽側(cè)壁掘削和斜坡掘削時，油泵供油連接情況挖掘過程中還有可能碰到石塊、樹根等堅硬障礙物，往往由于挖不動而需要短時間增大挖掘力，希望液壓系統(tǒng)能暫時增壓，能提高主壓力閥的壓力。滿斗舉升回斗工況分析挖掘結(jié)束后，動臂油缸將動臂頂起，滿斗舉升，同時回轉(zhuǎn)液壓馬達使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸載處，此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)馬達的復(fù)合動作。動臂抬升和回轉(zhuǎn)馬達同時動作時，要求二者在速度上匹配，即回轉(zhuǎn)到指定卸載位置時，動臂和鏟斗自動提升到合適的卸載高度。由于卸載所需的回轉(zhuǎn)角度不同，隨液壓挖掘機相對自卸車的位置而變，因此動臂提升速度和回轉(zhuǎn)馬達的回轉(zhuǎn)速度的相對關(guān)系應(yīng)該是可調(diào)整的。卸載回轉(zhuǎn)角度大，則要求回轉(zhuǎn)速度快些，而動臂的提升速度慢些。在雙泵系統(tǒng)中，回轉(zhuǎn)起動時，由于慣性較大，油壓會升得很高，有可能從溢流閥溢流，此時應(yīng)該將溢流的油供給動臂，如圖所示。在回轉(zhuǎn)和動臂提升的同時，斗桿要外放，有時還需要對鏟斗進行調(diào)整。這時是回轉(zhuǎn)馬達、動臂、斗桿和鏟斗進行復(fù)合動作。斗桿外放相互配合動作，由一個油泵專門向動臂油缸供油，另一個油泵除了向回轉(zhuǎn)馬達和斗桿供油外，還有部分油供給動臂，如圖所示。但是由于動臂提升時油壓較高，單向閥大部分時間處于關(guān)閉狀態(tài)，因此左側(cè)油泵只向回轉(zhuǎn)馬達和斗桿供油。三泵系統(tǒng)的供油情況如圖所示。各個油泵分別向一個液壓作用元件供油，回轉(zhuǎn)至卸載位置時，轉(zhuǎn)臺制動，用斗桿調(diào)節(jié)卸載半徑和卸載高度，用鏟斗油缸卸載。為了調(diào)整卸載位置，還需要動臂配合動作。卸載時，主要是斗桿和鏟斗復(fù)合動作，圖回轉(zhuǎn)舉升供油情況空斗返回工況分析當(dāng)卸載結(jié)束后，轉(zhuǎn)臺反向回轉(zhuǎn)，同時動臂油缸和斗桿油缸相互配合動作，把空斗放在新的挖掘點。此工況是回轉(zhuǎn)馬達、動臂和斗桿復(fù)合動作。由于動臂下降有重力作用，壓力低、變量泵流量大、下降快，要求回轉(zhuǎn)速度快，因此該工況的供油情況為一個油泵的全部流量供回轉(zhuǎn)馬達，另一油泵的大部分油供給動臂，少部分油經(jīng)節(jié)流閥供給斗桿，如圖所示。圖空斗返回供油情況發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時油泵供油量小，為防止動臂因重力作用迅速下降和動臂油缸產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，可采用動臂下降再生補油回路，利用重力將動臂油缸無桿腔的行走時復(fù)合動作在行走的過程有可能要求對作業(yè)裝置液壓元件如回轉(zhuǎn)機構(gòu)、動臂、斗桿和鏟斗進行調(diào)整。在雙泵系統(tǒng)中，一個油泵為左行走馬達供油、另一個油泵為右行走馬達供油，此時如果某一液壓元件動作，使某一油泵分流供油，就會造成一側(cè)行走速度降低，影響直線行駛性，特別是當(dāng)挖掘機進行裝車運輸或上下卡車行走時，行駛偏斜會造成事故。為了保證挖掘機的直線行駛性，在三泵供油系統(tǒng)中，左右行走馬達分別由一個油泵單獨供油，另一個油泵向其它液壓作用元件如動臂、斗桿、鏟斗和回轉(zhuǎn)供油，如圖所示。對于雙泵系統(tǒng)，目前采用以下供油方式①一個油泵并聯(lián)向左、右行走馬達供油，另一個油泵向其他液壓作用元件供油，其多余的油液通過單向閥向行走馬達供油，如圖所示②雙泵合流并聯(lián)向左、右行走馬達和作業(yè)裝置液壓作用元件同時供油，如圖所示。專業(yè)資料分享元件有行走左行建右行走右行走左行定a圖b行走復(fù)合動作時的幾種供油情況C挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求液壓挖掘機的動作繁復(fù)，且具有多種機構(gòu)，如行走機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、動臂、斗桿和鏟斗等，是一種具有多自由度的工程機械。這些主要機構(gòu)經(jīng)常起動、制動、換向，外負(fù)載變化很大，沖擊和振動多，因此挖掘機對液壓系統(tǒng)提出了很高的設(shè)計要求。根據(jù)液壓挖掘機的工作特點，其液壓系統(tǒng)的設(shè)計需要滿足以下要求動力性要求所謂動力性要求，就是在保證發(fā)動機不過載的前提下，盡量充分地利用發(fā)動機的功率，提高挖掘機的生產(chǎn)效率。尤其是當(dāng)負(fù)載變化時，要求液壓系統(tǒng)與發(fā)動機的良好匹配，盡量提高發(fā)動機的輸出功率。例如，當(dāng)外負(fù)載較小時，往往希望增大油泵的輸出流量，提高執(zhí)行元件的運動速度。雙泵液壓系統(tǒng)中就常常采用合流的方式來提高發(fā)挖掘機對調(diào)速操縱控制性能的要求很高，如何按照駕駛員的操縱意圖方便地實現(xiàn)調(diào)速操縱控制，對各個執(zhí)行元件的調(diào)速操縱是否穩(wěn)定可靠，成為挖掘機液壓系統(tǒng)設(shè)計十分重要的一方面。挖掘機在工作過程中作業(yè)阻力變化大，各種不同的作業(yè)工況要求功率變化大，因此要求對各個執(zhí)行元件的調(diào)速性要好。挖掘機在作業(yè)過程中需要各個執(zhí)行元件單獨動作，但是在更多情況下要求各個執(zhí)行元件能夠相互配合實現(xiàn)復(fù)雜的復(fù)合動作，因此如何實現(xiàn)多執(zhí)行元件的復(fù)合動作也是挖掘機液壓系統(tǒng)操縱性要求的一方面。專業(yè)資料分享當(dāng)多執(zhí)行元件共同動作時，要求其相互間不千涉，能夠合理分配共同動作時各個執(zhí)行元件的流盤，實現(xiàn)理想的復(fù)合動作。尤其對行走機構(gòu)來說，左、右行走馬達的復(fù)合動作問題，即直線行駛性也是設(shè)計中需要考慮的重要一方面。如果挖掘機在行使過程中由于液壓泵的油分流供應(yīng)，導(dǎo)致一側(cè)行走馬達速度降低，形成挖掘機意外跑偏，另外，當(dāng)多執(zhí)行元件同時動作時，各個操縱閥都在大開度下工作，往往會出現(xiàn)系統(tǒng)總流量需求超過油泵的最大供油流量，這樣高壓執(zhí)行元件就會因壓力油優(yōu)先供給低壓執(zhí)行元件而出現(xiàn)動作速度降低，甚至不動的現(xiàn)象。因此，如何協(xié)調(diào)多執(zhí)行元件復(fù)合動作時的流量供應(yīng)問題也是挖掘機液壓系統(tǒng)設(shè)計中需要考慮的。挖掘機工作時間長，能量消耗大，要求液壓系統(tǒng)的效率高，就要降低各個執(zhí)行元件和管路的能耗，因此在挖掘機液壓系統(tǒng)中要充分考慮各種節(jié)能措施。當(dāng)對各個執(zhí)行元件進行調(diào)速控制時，系統(tǒng)所需流量大于油泵的輸出流量，此時必然會導(dǎo)致一部分流量損失掉。系統(tǒng)要求此部分的能量損失盡量小當(dāng)挖掘機處于空載不工作的狀態(tài)下，如何降低泵的輸出流量，降低空載回油的壓力，也是降低能耗的關(guān)鍵g挖掘機的工作條件惡劣，載荷變化和沖擊振動大，對于其液壓系統(tǒng)要求有良好的過載保護措施，防止油泵過載和因外負(fù)載沖擊對各個液壓作用元件的損傷?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)和行走裝置有可靠的制動和限速；防止動臂因自重而快帶下降和整機超速溜坡。實現(xiàn)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、組件化和通用化，降低挖掘機的制造成本液壓挖掘機作業(yè)條件惡劣，各功能部件要求有很高的工作可靠性和耐久性由于挖掘機在城市建設(shè)施工中應(yīng)用越來越多，因此要不斷提高挖掘機的作業(yè)性能，降低振動和噪聲，重視其作業(yè)中的環(huán)保性。挖掘機液壓系統(tǒng)的分析挖掘機液壓系統(tǒng)中最重要也是最復(fù)雜的就是多路閥液壓系統(tǒng)。多路閥是挖掘機液壓系統(tǒng)中的重要部件，它確定了液壓泵向各個液壓作用元件的供油路線和供油方式；確定了多個液壓作用元件同時作用時的流量分配情況和如何實現(xiàn)復(fù)合動作；決定了挖專業(yè)資料分享掘機作業(yè)時的運動學(xué)和動力學(xué)特性、動作優(yōu)先和配合以及合流供油和直線行走性等等。它的設(shè)計決定了能否更好地滿足挖掘機的作業(yè)要求和工況要求。挖掘機多路閥液壓系統(tǒng)圖通常十分復(fù)雜，對各種液壓作用元件的供油路線、回油路線以及控制油路等紛雜在一起，很難對整個液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一目了然，這樣就需要花費很多的時間才能將其分析透徹。下面對多路閥液壓系統(tǒng)進行分析：如圖所示。簡化步驟具體為為了突出挖掘機液壓系統(tǒng)的核心部分—多路閥液壓系統(tǒng)，首先去掉液壓泵及其控制油路，各個液壓作用元件及其油路，如動臂、斗桿、鏟斗、回轉(zhuǎn)機構(gòu)和行走裝置，以及多路閥先導(dǎo)液壓操縱系統(tǒng)圖中己經(jīng)去掉了上述部分的油路。對多路閥液壓系統(tǒng)來說，重要的是供油道的設(shè)計。因此可以把上述系統(tǒng)圖進一步簡化，突出核心內(nèi)容。去掉以下部分油泵的負(fù)流量控制連接口和隊回油箱的連接口與各個液壓作用元件的連接口和各個閥桿先導(dǎo)操縱油路連接口桿的先導(dǎo)控制油路與各個液壓作用元件油路有關(guān)的限壓閥、動臂和斗桿的支持閥以及再生閥等。這些部分與多路閥的連接關(guān)系已經(jīng)知道，所以可以將其放到各個液壓作用元件的油路中去討論。將簡化后的液壓系統(tǒng)連接起來，如圖所示。該系統(tǒng)主要包括個操縱閥，個二位二通閥個插裝閥和一些單向閥及節(jié)流閥。通過簡化后的液壓系統(tǒng)，可以清晰了解液壓泵的壓力油是如何通向各個液壓作用元件，以及在各種操縱情況下，液壓傳動的路線和可能的供油方式、功率分配和流量分配情況。專業(yè)資料分享液壓系統(tǒng)方案擬訂在液壓挖掘機一個工作循環(huán)中的四種工況一挖掘工況、滿斗舉升回轉(zhuǎn)工況、卸根據(jù)液壓挖掘機的主要工作特點，系統(tǒng)地總結(jié)出挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求提出一種有效、直觀的挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計方案，并詳細(xì)介紹設(shè)計的步驟。專業(yè)資料分享液壓系統(tǒng)的設(shè)計液壓履帶式挖掘機采用全功率變量系統(tǒng)，先導(dǎo)液壓操縱，整體式多路閥等先進結(jié)構(gòu)。該機具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作輕便，使用維護安全可靠，發(fā)動機功率利用率高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。根據(jù)作業(yè)需要可配備立方米四種反鏟斗及斗容為和立米方的兩種正鏟斗。廣泛用于建筑施工、市政工程、水電、國防工程和一般礦山采掘，挖掘級土壤。液壓系統(tǒng)方案及參數(shù)確定表液壓履帶式挖掘機主要技術(shù)參數(shù)項目名稱單位標(biāo)準(zhǔn)斗容量發(fā)動機型號發(fā)動機標(biāo)定輸出功率最大挖掘半徑最大挖掘高度最大挖掘深度最大卸載高度回轉(zhuǎn)速度行走速度爬坡能力作業(yè)循環(huán)時間主機長寬度履帶平均接地比壓發(fā)動機額定轉(zhuǎn)數(shù)整機質(zhì)量理論生產(chǎn)率最大挖掘力系統(tǒng)工作壓力履帶板寬度專業(yè)資料分享執(zhí)行元件是液壓系統(tǒng)的輸出部分，必須滿足機器設(shè)備的運動功能、性能要求和結(jié)構(gòu)、安裝上的限制。根據(jù)所要求的負(fù)載運動形態(tài)，選用不同的執(zhí)行元件配置，如下表所示表執(zhí)行元件配置左行走右行走直性行走左液壓馬達右液壓馬達左液壓馬達右液壓馬達工作裝置外擺內(nèi)收動臂液壓缸斗桿液壓缸鏟斗液壓缸回轉(zhuǎn)擺動液壓馬達執(zhí)行元件液壓缸及系統(tǒng)壓力的初選由于鏟斗的內(nèi)收是為了鏟料，而外擺是為了卸料，工作裝置采用了兩根動臂液壓缸、一根斗桿、一根鏟斗油缸。要使機構(gòu)正常工作且具有平穩(wěn)性，兩動臂液壓缸必須同步運動，這就要求任何時刻進出油路的壓力油，必須保持一定的壓力平衡。為此，采用平衡閥控制油路中液壓油的壓力值。根據(jù)挖掘機主要用于建筑施工、礦山的特點，本設(shè)計選擇雙作用單活塞桿式液壓液壓缸參數(shù)的選擇每斗料的重量由卸料斗的尺寸圖按極限情況計算得所挖斗料自重與鏟斗液壓缸產(chǎn)生的推力在卸料斗底板軸承鉸接處轉(zhuǎn)距平衡拉×入拉工作壓力的選定關(guān)系到設(shè)計出和系統(tǒng)是否經(jīng)濟合理；工作壓力低，則要求執(zhí)行元件的容量大，即尺寸大、重量重，系統(tǒng)所需流量也大；壓力過高，則對元件的制造精度和系統(tǒng)的使用維護要求提高，并使容積效率降低。一般是根據(jù)機械的類型來選擇工執(zhí)行元件工作壓力可以根據(jù)總負(fù)載值或者主機設(shè)備類型選取，如表與表所示。表負(fù)載和工作壓力之間的關(guān)系負(fù)載<———>工作壓力—表各類機械常用的系統(tǒng)工作壓力設(shè)備類型精加工機床組合機床農(nóng)業(yè)機械、小型工程機械、工程機械輔助機構(gòu)液壓機、重型機械、大中型挖掘機、起重運輸機械工作壓力由負(fù)載值大小查上表，參考同類型挖掘機，取液壓缸工作壓力為安裝方式選擇缸頭耳環(huán)帶襯套，活塞桿端連接方式選擇桿端外螺紋桿頭耳環(huán)帶襯套。又因其伸縮速度緩慢但壓力大，故選擇帶緩沖，油口連接方式選擇外螺紋。計算工作裝置鏟斗液壓缸的主要尺寸活塞桿直徑與缸筒內(nèi)徑的計算液壓油缸的缸徑、桿徑和工作壓力確定專業(yè)資料分享根據(jù)技術(shù)條件：確定液壓缸徑和桿徑及行程為：缸徑φ,桿徑φ由此計算出液壓系統(tǒng)工作壓力為：缸筒壁厚計算根據(jù)機械設(shè)計手冊，在此液壓系統(tǒng)中，≤δ<,故缸筒壁厚應(yīng)用中等壁厚計算公式，此時：:用來圓整壁厚數(shù)液壓缸內(nèi)最高工作壓力。:缸筒內(nèi)徑故油缸缸筒外圓取缸筒強度校核根據(jù),缸體合成應(yīng)力按下式計算：0:工作壓力，專業(yè)資料分享φφ:油缸缸徑，φφ:油缸桿徑，σδ:缸筒壁厚，δσ活塞桿長度和缸筒長度計算,故油缸根據(jù)設(shè)計要求的行程，來設(shè)計活塞桿的長度；本油缸的行程為,故油缸的活塞桿的長度為,缸筒的長度為活塞桿強度計算活塞桿受拉力最危險截面是兩端連接螺紋的退刀槽橫截面，(取截面直徑較少值)其應(yīng)力計算如下:式中σ為拉應(yīng)力：上面兩公式中，:螺紋擰緊系數(shù)，此處取螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)一般取:活塞桿危險截面處直徑，:螺紋外徑，則：σT下蓋聯(lián)接螺釘強度校核計算螺釘聯(lián)接采用高強度螺釘×螺釘精度等級為級，其強度校核，按照公式((聯(lián)接兩端數(shù)量均為)專業(yè)資料分享σ:螺紋擰緊系數(shù)，此處取螺紋摩擦系數(shù)一般取:螺紋內(nèi)徑，:螺紋外徑，級活塞桿柔度校核計算此處：為折算長度，導(dǎo)向套中心至吊頭尺寸，約活塞桿直徑λ活塞桿許用細(xì)長比，按規(guī)定拉力桿此處λ≤計算得λ×<λ,故滿足要求。液壓系統(tǒng)原理圖的制定制定基本方案制定調(diào)速方案液壓執(zhí)行元件確定之后，其運動方向和運動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機組合實現(xiàn)所要求的動作。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合——容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸專業(yè)資料分享入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達的排量來達到調(diào)速的目的。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高的液壓系統(tǒng)。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。節(jié)流調(diào)速又分別有進油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差經(jīng)過上述分析此方案選用容積節(jié)流調(diào)速。制定壓里控制方案控制元件即各種液壓閥在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥安全閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。液壓挖掘機控制系統(tǒng)是對發(fā)動機、液壓泵、多路換向閥和執(zhí)行元件(液壓缸、液壓馬達)等所構(gòu)成的動力系統(tǒng)進行控制的系統(tǒng)。按控制功能，可分為位置控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)和力(或壓力)控制系統(tǒng)；按控制元件，可分為發(fā)動機控制系統(tǒng)、液壓泵控制系統(tǒng)、多路換向閥控制系統(tǒng)、執(zhí)行元件控制系統(tǒng)和整機控制系統(tǒng)。液壓控制閥控制系統(tǒng)：①先導(dǎo)型控制系統(tǒng)換向控制閥的控制形式有直動型(用手柄直接操縱換向閥主閥芯，目前少用)和先導(dǎo)型兩種。后者是用先導(dǎo)閥控制先導(dǎo)油液，再用先導(dǎo)油液控制換向閥的主閥芯，它又分為機液先導(dǎo)型和電液先導(dǎo)型兩類。②負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)它包括負(fù)荷傳感控制閥和負(fù)荷傳感控制泵(或定量泵)。閥控系統(tǒng)實質(zhì)上是節(jié)流式系統(tǒng)。在液壓挖掘機上，目前常用的是一般的三位六通多路閥，其滑閥的微調(diào)性能和復(fù)合操作性能差。世紀(jì)年代以來，在液壓挖掘機上開專業(yè)資料分享始采用負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)，其控制閃不論是中位開式方式還是中位閉式方式，都附帶有壓力補償閥。采用電子控制壓力補償?shù)囊簤和诰驒C液壓系統(tǒng)與傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)比較，負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：節(jié)省能源消耗。普通三位六通換向閥無論采用定量泵還是變量泵，總要有一部分油液經(jīng)溢流閥溢掉，浪費了能量。而使用負(fù)荷傳感變量系統(tǒng)，泵的流量全部用于負(fù)載上，泵的壓力僅比負(fù)荷壓力大;流量控制精度高，不受負(fù)荷壓力變化的影響；幾個執(zhí)行元件可以同步運動或以某種速比運動，且互不干擾。普通三位六通閥系統(tǒng)用的是并聯(lián)油路，當(dāng)幾個執(zhí)行元件同時動作時，泵輸出的油液首先流向壓力低的執(zhí)行元件，不能同步。上述的負(fù)荷傳感控制閥只解決了滑閥的微調(diào)性能和復(fù)合操作性能，而沒有解決節(jié)省能源問題。定量泵和負(fù)荷傳感控制閥的系統(tǒng)也沒有節(jié)省能源消耗，因為泵所輸出的流量超過執(zhí)行元件(液壓缸和液壓馬達)所需要的流量時，多余的油液經(jīng)壓力補償閥流回油箱(為保持壓差恒定)變?yōu)闊崮?。只有完全?fù)荷傳感控制系統(tǒng)才能解決節(jié)省能源問題。完全負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)完全負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)由負(fù)荷傳感控制閥和負(fù)荷傳感控制變量泵組成帶次級壓力補償閥的負(fù)荷傳感系統(tǒng)德國力士樂公司等)在其生產(chǎn)的液壓挖掘機上設(shè)置了負(fù)荷傳感分流器(系統(tǒng)，其主要作用是：當(dāng)多個執(zhí)行元件同時工作、所需的流量大于液壓泵的流量時，產(chǎn)生供油不足的現(xiàn)象，這不能使正在工作臺的執(zhí)行元件與負(fù)載壓力無關(guān)的控制得到保證。系統(tǒng)能保證在供油不足時所有執(zhí)行元件的工作速度按正比例下降，以獲得與負(fù)載壓力無關(guān)的控制。制定壓力控制方案：液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護作用。在液壓系統(tǒng)中，需要流量不大的高壓油時可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力?；谝陨峡刂葡到y(tǒng)方案分析本次設(shè)計選用負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)；采用的是雙泵雙回路恒功率控制液壓系統(tǒng)，帶四種功率控制模式、中位負(fù)流量控制，兩液壓主泵按全功指定順序動作方案主機各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。工程機械的操縱機構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。加工機械的各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。另外還有時間控制、壓力控制等。例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當(dāng)泵正常運轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機床、擠壓機壓力機等場合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，回路中的壓力達到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作。選擇液壓動力源液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對長時間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過濾器，進入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護元件的要求，通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施繪制液壓系統(tǒng)圖整機的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成。各回路相互組合時要去掉重復(fù)多余的元件，力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系，避免誤動作發(fā)生。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率。為便于液壓系統(tǒng)的維護和監(jiān)測，在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測元件(如壓力表、溫度計等)。大型設(shè)備的關(guān)鍵部位，要附設(shè)備用件，以便意外事件發(fā)生時能迅速更換，保證主要連續(xù)工作。各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。對于自行設(shè)計的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動作，注明各液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵、專業(yè)資料分享25液壓元件的選擇與專用件的設(shè)計2動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵它們的性能比較如圖5所示表5各種液壓泵性能比較齒輪泵外嚙合葉片泵斜軸式柱塞泵斜盤式柱塞泵排量3m最高壓力0最高轉(zhuǎn)速m0最高效率050對污染敏感性不易受污染影響，隨著齒輪的磨損，效率有所降低葉片磨損時，效率降低到很小配流盤受損傷時效率降低對污染的斜軸式高，配流盤滑靴磨損時效率降低吸油性能轉(zhuǎn)速為00時，允許吸入轉(zhuǎn)m速為00空度為333220m同軸斜式柱塞泵噪聲額定轉(zhuǎn)速300時，噪聲3聲噪聲聲對過濾精度要求易出故障的部位內(nèi)部摩擦副；支承軸套端面、齒引起橡膠密封損壞、泵體內(nèi)孔及兩側(cè)板磨損配油盤三角槽極易堵塞，污染物侵入摩擦副，發(fā)生異常磨損或卡殆，油液清潔和吸油通暢，易出現(xiàn)突發(fā)性故障連桿組件磨損連桿球頭從驅(qū)動軸球窩中脫出，功率調(diào)節(jié)彈簧失效，兩對摩擦副磨損所有變量泵的變量機構(gòu)，三對摩擦副磨損液壓泵的選擇和泵的參數(shù)的計算5液壓泵的工作壓力的確定P是執(zhí)行元件的最高工作壓力對于本系統(tǒng)的最高工作壓力是銷鎖油缸的入口壓力Z?是從液壓泵出口液壓缸之間的管路損失。管路復(fù)雜，進口有調(diào)速閥，則取多液壓缸同時工作時，而且系統(tǒng)使用蓄能器鋪助動力源時，則液壓泵輸出流量公其中系統(tǒng)泄露系數(shù)，取液壓系統(tǒng)工作周期每個液壓缸的工作周期中的總耗油液壓缸的個數(shù)銷鎖油缸的最大流量加料門油缸的最大流量根據(jù)以上可知大泵流量QQ專業(yè)資料分享按照泵的排量99?和P、選擇液壓泵的規(guī)格9P9的值來選擇液壓泵根據(jù)以上求的泵的排量q、q?和P、q的值，按系統(tǒng)中給定的液壓泵的形式，從《機械設(shè)計手冊》第四卷得雙聯(lián)柱塞泵：主泵柱塞式串聯(lián)變量雙泵。最大排量該泵按總功率恒定進行變量、總功率按段進行控制、高壓切斷、中位負(fù)流量控制額定壓力—,系統(tǒng)設(shè)定壓力小流量齒輪,大流量油泵為一液壓缸在整個循環(huán)運動中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的。所需功率變化較大，為滿足整個工作循環(huán)的需要，需按大功率段來確定發(fā)動機的功率。從液壓原理圖可以看出，快速運動時系統(tǒng)的壓力和流量都較大，這時，大小泵同時參加工作，小泵排油壓力和流量均較大。此時，大小泵同時參與工作小泵排油除保證鎖緊力外，還通過順序閥將壓力油供給加料門油缸。泵供油壓力應(yīng)為P取泵的總效率n,泵的總驅(qū)動功率為：考慮大泵到銷鎖油缸路損失，大考慮安全系數(shù)故取查《機械設(shè)計手冊》發(fā)動機參數(shù)表得：液壓閥的選擇選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。本系統(tǒng)工作壓力在左右，所以液壓閥都選用中、高壓閥。液壓閥的作用是控制液壓系統(tǒng)的油流方向、壓力和流量，從而控制整個液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作壓力，執(zhí)行機構(gòu)的動作順序，工作部件專業(yè)資料分享的運動速度、方向，以及變換頻率，輸出力和力矩等。b義分拉小性子定章鹽在液壓系統(tǒng)中，液壓閥的選擇是非常重要的?？梢允瓜到y(tǒng)的設(shè)計合理，性能優(yōu)良，安裝簡便，維修容易，并保證系正常工作的重要條件。不但要按系統(tǒng)功需要選擇各種類型的液壓控制閥，還需要考慮額定壓力，通過流量，安裝形式，動作方式，性能特點因素。根據(jù)液壓閥額定壓力來選擇選擇的液壓閥應(yīng)使系統(tǒng)壓力適當(dāng)?shù)陀诋a(chǎn)品標(biāo)明的額定值。對液壓閥流量的選擇，可以按照產(chǎn)品標(biāo)明的公稱流量為依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品有關(guān)流量曲線來確定。液壓閥的安裝方式的選擇是指液壓閥與系統(tǒng)的管路或其他閥的進出油口的連接方式，一般有三種，螺紋連接方式，板式連接方式，法蘭連接方式。安裝方式的選擇要根據(jù)液壓閥的規(guī)格大小，以及系統(tǒng)的簡繁及布置特點來確定。液壓閥的控制方式的選擇液壓閥的控制方式一般有四種，有手動控制，機械控制，液壓控制，電氣控制。根據(jù)系統(tǒng)的操縱需要和電氣系統(tǒng)的配置能力進行選擇。液壓閥的結(jié)構(gòu)形式的選擇液壓閥的結(jié)構(gòu)方式分為：管式結(jié)構(gòu)，板式結(jié)構(gòu)。一般按照系統(tǒng)的工作需要來確定專業(yè)資料分享液壓閥的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)以上的要求來選擇液壓控制閥，所選的液壓閥能滿足工作的需要。所以本液壓系統(tǒng)所選的液壓閥有中、高壓閥。具體規(guī)格型號和名稱見表表液壓控制閥序號名稱及規(guī)格材料數(shù)量不銹鋼截止閥成品電磁溢流閥成品型單向閥成品型單向閥成品蓄能器截止閥成品單向節(jié)流閥成品型單向閥成品疊加式減壓閥成品疊加式單向閥成品電磁換向閥成品疊加式減壓閥成品疊加式雙單向節(jié)流閥成品電液換向閥成品疊加式雙單向節(jié)流閥成品先導(dǎo)式減壓閥成品先導(dǎo)式減壓閥成品電液換向閥成品電磁換向閥成品溢流閥成品單向閥成品疊加式雙單向節(jié)流閥成品溢流閥成品序號名稱及規(guī)格材料數(shù)量高壓球閥成品選用主操作閥采用川崎,最大流量,能實現(xiàn)動臂提升合流、斗桿大小腔合流、斗桿再生回路、行走直線、動臂提升優(yōu)先、回轉(zhuǎn)優(yōu)先、斗桿閉鎖等功能。原理圖如圖所示圖主操作閥原理圖其他液壓元件的選擇壓力繼電器的選擇能夠自動感到壓力變化，但壓力達到預(yù)定壓力時，可以自動將電路進行通斷的儀表。壓力預(yù)定值是根據(jù)壓力控制要求，預(yù)先在壓力校驗臺還是調(diào)定的點觸點動作的壓力值。根據(jù)要求查《機械設(shè)計手冊》得：壓力繼電器壓力表由液壓系統(tǒng)的壓力來選擇壓力表，查《機械設(shè)計手冊》得：I壓力表壓力表測壓軟管和測壓排氣接頭根據(jù)系統(tǒng)的壓力來選擇測壓軟管和測壓排氣接頭，查《機械設(shè)計手冊》得：測壓軟管的有關(guān)參數(shù)：公稱通經(jīng)最大動態(tài)壓力,適用溫度m3/s600C。軟管通徑,最大靜大壓力,化學(xué)性能，耐酸性溶劑。測壓軟管公稱通徑,最大壓力測壓排氣接頭液位液溫計，空氣濾清器和直回式回油過濾器的選擇依據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力和流量，系統(tǒng)的發(fā)熱量來選擇，由《機械設(shè)計手冊》得：直回式回油過濾器液位液溫計液位液溫計空氣濾清器蓄能器的選擇根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定類型和主要參數(shù)。在本液壓系統(tǒng)中，液壓缸在短時間內(nèi)快速運動，由蓄能器來補充供油，則計算公式為：液壓缸有效作用面積—液壓缸的行程液壓泵流量△動作時間由以上公式得△考慮安全系數(shù)和其他方面△取查《機械設(shè)計手冊》得：管道尺寸的確定非橡膠管道的選擇本系統(tǒng)管路很復(fù)雜，取其中主要的幾條來計算，按照公式：≥qv液體流量v流速，對于吸油管一般取以下，對于壓油管aVxV于回油管表計算數(shù)值管路名稱通過流量允許流速管道內(nèi)徑實際取值大泵吸油管小泵吸油胳大泵排油管小泵排油管膠管的選擇根據(jù)工作壓力和按公式得管子的內(nèi)徑選擇膠管的尺寸規(guī)格。高壓膠管的工作壓力對不正常使用的情況下可提高；對于使用頻繁，經(jīng)常扭變的要降低。膠管在使用及設(shè)計中應(yīng)主要下列事項：()膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應(yīng)小于，膠管與管接頭聯(lián)接處應(yīng)留有一段直的部分，此段長不應(yīng)小于管外徑的兩倍。()膠管的長度應(yīng)考慮到膠管在通入壓力油后，長度方向?qū)l(fā)生收縮變形，一般收縮是取,膠管安裝時避免處于拉緊狀態(tài)。()膠管安裝是應(yīng)保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為便于安裝，可沿管長涂以色紋，以便檢()膠管的接頭軸線，應(yīng)盡量放置在運動的平面內(nèi)，避免兩端互相運動時膠管受力。()膠管應(yīng)避免與機械上的尖角部分想接觸和摩擦，以免管子損壞。油箱容量的確定初步確定油箱的有效容積跟據(jù)經(jīng)驗公式來確定油箱的容量式中qv液壓泵每分鐘排出的壓力油的容積a經(jīng)驗系數(shù)已知所選泵的總流量為這樣液壓泵每分鐘排出的壓力油體積為表油箱經(jīng)驗系數(shù)表系統(tǒng)類型行走機械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金系統(tǒng)d√√√√液壓系統(tǒng)性能驗算液壓系統(tǒng)壓力損失本系統(tǒng)較為復(fù)雜，有多個液壓缸執(zhí)行元件動作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管路損失較大的要算快速運動回路，故主要驗算由泵到液壓缸這段管路的損失。沿程壓力損失沿程壓力損失，主要是液壓缸快速運動時進油管路的損失。此管路長為，管內(nèi)徑速運動時通過的流量為,正常運轉(zhuǎn)后的粘度為vmm2ls,油的密度為pm3油在管路的實際流速9>油在管路中呈紊流流動狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為：根據(jù)公式求得沿程壓力損失為局部壓力損失以及局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失Ap以及專業(yè)資料分享通過控制閥的局部壓力損失△p。其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要考慮通過控制閥的局部壓力損失從系統(tǒng)圖中可以看出從大泵的出口到油缸的進油口要經(jīng)過單向閥、電磁換向閥、單向調(diào)速閥、溢流閥。單向閥的額定流量為額定壓力損失電磁換向閥的額定流量為額定壓力損失為單向調(diào)速閥的額定流量為額定壓力損失為。溢流閥的額定流量為額定壓力損失為通過各閥的局部壓力損失之和：從小泵出油口到油缸進油口也要經(jīng)過單向閥、電磁換向閥、單向調(diào)速閥、溢流閥。向閥的額定流量為額定壓力損失電磁換向閥的額定流量額定壓力損失為單向調(diào)速閥的額定流量為力損。溢流閥的額定流量為額定壓力損失為通過各閥的損失之和為通過各閥的損失之和為以上計算結(jié)果是大小是同時工作的所經(jīng)過的管道都是一樣的。則大小泵是同時工作的所以大小泵到油缸之間總的壓力損失為計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)工作時，除執(zhí)行元件驅(qū)動外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式：()液壓泵的功率損失專業(yè)資料分享式中T工作循環(huán)周期();一投入工作液壓泵的臺數(shù)；η各臺液壓泵的總效率；pit第臺泵工作時間();()壓執(zhí)行元件的功率損失式中—液壓執(zhí)行元件的數(shù)量；ηpj液壓執(zhí)行元件的輸入效率；()溢流閥的功率損失式中p溢流閥的調(diào)整壓力();qv經(jīng)過溢流閥回油箱的流量(m/s)。()油液流經(jīng)閥或管道的功率損失式中Ap通過閥或管路的壓力損失()qv由以上各種損失構(gòu)成了整個系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率P=P+D+P+PP該公式適用于回路比較簡單的液壓系統(tǒng)，對于復(fù)雜系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多，一一計算較麻煩，通常用下式計算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率專業(yè)資料分享式中P是液壓系統(tǒng)的總輸入功率，P是輸出的有效功率。對于本系統(tǒng)來說P就是正個工作循環(huán)中的雙泵的平均輸入功率一分別為液壓泵、液壓缸、液壓馬達的數(shù)量；piF、S第臺泵的實際輸出壓力、流量、效率；總的發(fā)熱功率按照公式計算液壓系統(tǒng)的散熱功率液壓系統(tǒng)的散熱渠道主要是油箱表面，但如果系統(tǒng)外接管路較長，而且要考慮管道的散熱功率時，也應(yīng)考慮管路表面散熱。K?油箱的散熱系數(shù)管路的散熱系數(shù)分別為油箱、和管道的散熱面積油溫與環(huán)境溫度之差油箱散熱系數(shù)K見表1冷卻條件K通風(fēng)條件很差~通風(fēng)條件良好N用風(fēng)扇冷卻循環(huán)水強制冷卻√專業(yè)資料分享管道的散熱系數(shù)見表油溫會不斷升高，這時，最大溫差根據(jù)公式當(dāng)油箱的散熱面積不能再加大，或加大一些無濟于事時，需要安裝冷卻器。表外徑選擇(m2℃)風(fēng)速管道外徑根據(jù)散熱要求計算油箱容量在初步確定油箱容積的情況下，驗算其散熱面積是否滿足要求。當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)熱量求出以后，可依據(jù)散熱的要求拉確定油箱的容量。油箱的散熱面積根據(jù)公式油箱的主要設(shè)計參數(shù)如下圖，一般油面的高度為油箱高的倍，與油直接接觸的表面算全散熱面，與油不接觸的表面算半散熱面，油箱的有效容積和散熱面積分別為1油箱的散