【正文】 第 1 頁 共 53 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題目： 裝載機的流量控制閥與速度控制回路的故障診斷與排除 系 別： 機電工程系 專 業(yè)： 工程機械運用與維護 班 級： 機械 3113班 第 頁 共 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 目錄 第一章 ：機械設(shè)備的概況 第二章 ：裝載機的液壓 系統(tǒng)及 控制閥分類介紹 第三章 ：液壓控制閥的故障分析與維護 第四章 ：速度控制回路的認識 第五章 ：速度控制回路的故障分析與排除 第六章 ：流量控制閥 第七章 ：流量控制閥的故 障及排除 第 頁 共 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 第一章 機械設(shè)備的概況 盡管國產(chǎn)輪式裝載機的技術(shù)發(fā)展水平與西方發(fā)達國家存在著很大的差距，但也應(yīng)該考慮到歷史和國情的原因。目前國產(chǎn)輪式裝載機亦正在從低水平、低質(zhì)量、低價位、滿足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價位、經(jīng)濟實用型過渡。從仿制仿造向自主開發(fā)過渡，各主要廠家也不斷進行技術(shù)投入，采用不同的技術(shù)路線，在關(guān)鍵部件及系統(tǒng)上技術(shù)創(chuàng)新，擺脫目前產(chǎn)品設(shè)計雷同，無自己特色和優(yōu)勢的現(xiàn)狀，正在從低水平的無序競爭的怪圈中脫穎而出，成為裝載機行業(yè)的領(lǐng)先者。其發(fā)展體現(xiàn) 出以下一些趨勢。 大型和小型輪式裝載機，在近幾年的發(fā)展過程中，受到客觀條件及市場總需求量的限制。競爭最為激烈的中型裝載機更新速度將越來越快。 各生產(chǎn)廠家根據(jù)實際情況，重新進行總體設(shè)計，優(yōu)化各項性能指標，強化結(jié)構(gòu)件的強度及剛度，以使銘機可靠性得到提高。 優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能。如動力系統(tǒng)的減振、散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工作裝置的性能指標優(yōu)化及各鉸點的防塵、工業(yè)造型設(shè)計，逐步引進最新的傳動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)技術(shù)，予以國產(chǎn)化、商業(yè)化，降低能耗，提高性能． 利用電子技術(shù)及負荷傳感技術(shù)來實現(xiàn)變速箱 的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機作業(yè)成本。 國外裝載機發(fā)展趨勢 近年來，隨著建筑施工和資源開發(fā)規(guī)模的擴大，對裝載機需求量迅速增加，因而對其可靠性、維修性、安全性和燃油經(jīng)濟性也提出了更高的要求。隨著微電子技術(shù)向工程機械的滲透，現(xiàn)代裝載機械日益向智能化和機電一體化發(fā)展。自20 世紀以來，國外裝載機進入了一個新的發(fā)展時期，在廣泛應(yīng)用新技術(shù)的同時，不斷涌現(xiàn)出新結(jié)構(gòu)和新產(chǎn)品。繼完成提高整機可靠性任務(wù)之后，技術(shù)發(fā)展的重點在于增加產(chǎn)品的電子信息技術(shù)含量和智能化程度。努力完善產(chǎn)品的標準 化、系列化和通用化，改善駕駛?cè)藛T的工作條件，向節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展。 （ 1）系列化、特大型化 系列化是工程機械發(fā)展的重要趨勢。國外著名大公司逐步實現(xiàn)其產(chǎn)品系列化 第 頁 共 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 進程，形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品，同時，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。特大型工程機械的特點科技含量高，研制與生產(chǎn)周期較長，投資大，市場容量有限，市場競爭主要集中在少數(shù)幾家公司。 (2)多用途、超小型化、微型化 推動多用途、超小型化、微型化發(fā)展的因素首先源于液壓技術(shù)的發(fā)展和快速可更換連接裝置的誕生，使得裝載機能在作業(yè)現(xiàn)場完成各種附屬作業(yè)裝 置的快速裝卸及液壓軟管的自動連接。一方面，工作機械通用性的提高，可以使用戶在不增加投資的前提下充分發(fā)揮設(shè)備本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，為了盡可能地用機械作業(yè)代替人力勞動，提高生產(chǎn)效率，適應(yīng)城市狹窄施工場所以及在貨棧、碼頭、倉庫、農(nóng)舍、建筑物層內(nèi)和地下工程作業(yè)環(huán)境的使用要求。 (3)節(jié)能與環(huán)保 為了提高產(chǎn)品的節(jié)能效果和滿足日益苛刻的環(huán)保要求，國外工程機械公司主要從降低發(fā)動機排放、提高液壓系統(tǒng)效率和減振、降噪等方面入手。近幾年來國外裝載機的設(shè)計和制造進一步體現(xiàn)了以人為本的理念，要為司機提供一個更加舒適的環(huán)境，以到達他們稱之為全自動化型的境地。 (4)計算機管理及故障診斷、遠程監(jiān)控系統(tǒng)及整機智能化 廣泛應(yīng)用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計算機輔助駕駛系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)，不斷研制出集液壓、微電子及信息技術(shù)于一體的智能系統(tǒng)。并廣泛應(yīng)用于工程機械的產(chǎn)品設(shè)計之中，進一步提高產(chǎn)品的性能和高科技含量。例如卡特彼勒公司 90 年代開發(fā)的 F 系列和 G 系列裝載機都安裝有電子計算機監(jiān)控系統(tǒng)，用以取代 E系列裝載機上安裝的電子監(jiān)控系統(tǒng)。其司機臺上裝有條形液晶顯示屏，微機監(jiān)控系統(tǒng)能同時監(jiān)控發(fā)動機燃油液面高度、冷卻水溫、變速箱 油溫和液壓油溫等 11 種功能。該監(jiān)控系統(tǒng)還具有故障診斷能力，并可向司機提供三級報警 . (5)優(yōu)秀的設(shè)計和新結(jié)構(gòu)的不斷涌現(xiàn) 90 年代中末期，部分裝載機上安裝有轉(zhuǎn)速變速集成控制系統(tǒng)，它取消了傳統(tǒng)的方向盤和變速操作桿，將轉(zhuǎn)向和變速操縱集成在一個操作手柄上，并采用簡單的 第 頁 共 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 觸發(fā)方式控制開關(guān)和換擋用的分裝式加速按鈕。利用肘節(jié)的自然動作左右搬動操縱手柄來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，利用大拇指選擇換擋按鈕以實現(xiàn)前進與后退、加速與減速行駛，極大地簡化了操作。 我國裝載機的發(fā)展前景 隨著我國國民經(jīng)濟建設(shè)的調(diào)整發(fā)展，大型輪式裝載機的需求量會有大 幅度上升，特別是西部大 開發(fā)，許多大型工程建設(shè)等，大型輪式裝載機大有用武之地。另外，世界上生產(chǎn)大型輪式裝載 機的國家、企業(yè)也不多，出口前景也非常好，苦于我們還拿不出產(chǎn)品。 1999 年，我國全行業(yè) ZL60 型共銷 28臺， ZL80 型及 ZL100 型一臺也未銷售。因此，我國大型 輪式裝載機可以說是基本上未推向市場。影響推出市場的主要原因是，除開發(fā)水平較低外，主 要是配套件跟不上。大型 輪式裝載機的配套件國內(nèi)基本上沒有，有少量的也是水平低，可靠 性差，不太適用，進口配套件價格又太貴。因此大型輪式裝載機的國內(nèi)市場基本上 被國外大公 司所占領(lǐng)。我國裝載機行業(yè)，特別是主要裝載機制造企業(yè)，應(yīng)抓住我國加入 WTO 后進口件價格 降低的機遇，進口一部分重要的關(guān)鍵部件，同時為盡量降低成本，加大力度開發(fā)一些目前已經(jīng)有能力開發(fā)的零部件，如傳動系統(tǒng)中的驅(qū)動橋、液壓件中的缸、閥等，經(jīng)過精心設(shè)計，開發(fā)出 具有中國特色的大型輪式裝載機。只要我們的產(chǎn)品能占領(lǐng)國內(nèi)市場，也一定能打進國際市場。 國產(chǎn)挖掘裝載機及小型多功能裝載機數(shù)量很少，在我國 ZL30 型以下屬小型裝載機，據(jù) 1999 年全行業(yè)主要企業(yè)統(tǒng)計 ,共銷售小型裝載機有 1546 臺，能占全行 業(yè)的 ％。 國外小型裝載機及小型多功能裝載機，包括挖掘裝載機在內(nèi)，市場份額已相當大。美國的 山貓牌小型多功能裝載機年銷量在 5 萬臺左右，還有美國的凱斯、約翰迪爾、卡特彼勒、英國 的 JCB 公司等的挖掘裝載機及小型多功能裝載機年銷量都在萬臺上?？梢娛澜缡袌錾贤诰蜓b載 機及小型多功能裝載機市場是多么大，而中國目前這類產(chǎn)品基本上還沒有。這類產(chǎn)品特別適用 于市政建設(shè)、中小城鎮(zhèn)建設(shè)、鄉(xiāng)間非等級公路建設(shè)、一般公路的維護保養(yǎng)、港口碼頭作業(yè)，還 有改造環(huán)境、植樹造林等。特別是西部大開發(fā)，這類產(chǎn)品將有廣闊的潛在市 場。這類產(chǎn)品的開發(fā)，今后肯定是以靜液壓件傳動為主，目前世界上小型裝載機、小型 第 頁 共 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 多功能裝載機基本上都是 靜液壓傳動。我國要能真正把這類產(chǎn)品發(fā)展起來，必須有自己的創(chuàng)新。裝載機行業(yè)的廣大企 業(yè)，特別是有能力的大企業(yè)，應(yīng)加大創(chuàng)新力度，去爭我國小型裝載機、小型多功能裝載機、挖掘裝載機等這一巨大的潛在市場。 我國西部 3000 米以上高海拔地區(qū)及沙漠地區(qū)占了很大的面積，在實施西部大開發(fā)中，高原 及沙漠型特殊用途裝載機需要量較大，國內(nèi)目前基本上還沒有這類產(chǎn)品，而國外大公司在這方 面已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品。因此，我國加入 WTO 后，這個巨大的潛在市場很可能被國外大公司所占領(lǐng)。我國的裝載機行業(yè)從現(xiàn)在起應(yīng)該積極行動起來，與有關(guān)科研院所及有關(guān)發(fā)動機等配套件企業(yè)聯(lián)合起來，盡快開發(fā)出具有中國特色的高原、沙漠型特殊用途裝載機，去搶占我國西部這一潛在大市場。 中型輪式裝載機是國內(nèi)最成熟而產(chǎn)量又大大過剩的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品只要“入世”后實行國際采購，提高質(zhì)量、水平、可靠性，那么大批進入國際市場的機遇就在眼前。 第二章 裝載機的液壓 系統(tǒng)及 控制閥分類介紹 一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即 動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。 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。執(zhí)行元件 (如液壓缸和液壓馬達 )的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，驅(qū)動負載作直線往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運動。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。 輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、 第 頁 共 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。液壓系統(tǒng)由信號控制和液壓動力兩部分組成，信號控制部分用于驅(qū)動液壓動力部分中的控制閥動作。液壓動力部分采用回路圖方式表示，以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含 有液壓泵、電動機和液壓輔助元件；液壓控制部分含有各種控制閥，其用于控制工作油液的流量、壓力和方向；執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達，其可按實際要求來選擇。在分析和設(shè)計實際任務(wù)時，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實際運行狀況。 空心箭頭表示信號流，而實心箭頭則表示能量流。基本液壓回路中的動作順序 — 控制元件（二位四通換向閥）的換向和彈簧復(fù)位、執(zhí)行元件（雙作用液壓缸）的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關(guān)閉。 動力元件 裝載機動力元件主要是液壓泵。液壓泵是為液壓傳動提供加壓液體的一種液壓元件， 是泵的一種，它是依靠密封容積變化原理來進行工作的，故一般稱為容積式液壓泵。它的功能是把動力機 (如電動機和內(nèi)燃機等 )的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。液壓泵具有以下特點：具有若干個密封且又可以周期性變化的空間；油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力；具有相應(yīng)的配流機構(gòu)。 控制元件 控制元件主要是變速操縱閥、轉(zhuǎn)向隨動閥、轉(zhuǎn)向流量控制閥、工作裝置液壓系統(tǒng)操縱閥及各部分的溢流閥、安全閥等。 1. 溢流閥、安全閥應(yīng)根據(jù)液體的壓力動作，并對液體的壓力進行控制，其主要性能參數(shù)是控制壓力。裝載機除轉(zhuǎn)向溢流閥為先導 式溢流閥外，其余溢流閥及安全閥均為直動式，各閥均有調(diào)整手輪或調(diào)整螺母。 2. 方向控制閥設(shè)有動臂液壓缸換