【正文】 第 1 頁(yè) 共 53 頁(yè) ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題目： 裝載機(jī)的流量控制閥與速度控制回路的故障診斷與排除 系 別： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 工程機(jī)械運(yùn)用與維護(hù) 班 級(jí)： 機(jī)械 3113班 第 頁(yè) 共 頁(yè) ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 目錄 第一章 ：機(jī)械設(shè)備的概況 第二章 ：裝載機(jī)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(hù) 第四章 ：速度控制回路的認(rèn)識(shí) 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(yè) 共 頁(yè) ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 第一章 機(jī)械設(shè)備的概況 盡管?chē)?guó)產(chǎn)輪式裝載機(jī)的技術(shù)發(fā)展水平與西方發(fā)達(dá)國(guó)家存在著很大的差距，但也應(yīng)該考慮到歷史和國(guó)情的原因。目前國(guó)產(chǎn)輪式裝載機(jī)亦正在從低水平、低質(zhì)量、低價(jià)位、滿足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價(jià)位、經(jīng)濟(jì)實(shí)用型過(guò)渡。從仿制仿造向自主開(kāi)發(fā)過(guò)渡，各主要廠家也不斷進(jìn)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(jì)雷同，無(wú)自己特色和優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)狀，正在從低水平的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)的怪圈中脫穎而出，成為裝載機(jī)行業(yè)的領(lǐng)先者。其發(fā)展體現(xiàn) 出以下一些趨勢(shì)。 大型和小型輪式裝載機(jī)，在近幾年的發(fā)展過(guò)程中，受到客觀條件及市場(chǎng)總需求量的限制。競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的中型裝載機(jī)更新速度將越來(lái)越快。 各生產(chǎn)廠家根據(jù)實(shí)際情況，重新進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，優(yōu)化各項(xiàng)性能指標(biāo)，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度及剛度，以使銘機(jī)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(dòng)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(biāo)優(yōu)化及各鉸點(diǎn)的防塵、工業(yè)造型設(shè)計(jì)，逐步引進(jìn)最新的傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)技術(shù)，予以國(guó)產(chǎn)化、商業(yè)化，降低能耗，提高性能． 利用電子技術(shù)及負(fù)荷傳感技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速箱 的自動(dòng)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(jī)作業(yè)成本。 國(guó)外裝載機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái)，隨著建筑施工和資源開(kāi)發(fā)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)裝載機(jī)需求量迅速增加，因而對(duì)其可靠性、維修性、安全性和燃油經(jīng)濟(jì)性也提出了更高的要求。隨著微電子技術(shù)向工程機(jī)械的滲透，現(xiàn)代裝載機(jī)械日益向智能化和機(jī)電一體化發(fā)展。自20 世紀(jì)以來(lái)，國(guó)外裝載機(jī)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，在廣泛應(yīng)用新技術(shù)的同時(shí)，不斷涌現(xiàn)出新結(jié)構(gòu)和新產(chǎn)品。繼完成提高整機(jī)可靠性任務(wù)之后，技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn) 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(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì)。國(guó)外著名大公司逐步實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品系列化 第 頁(yè) 共 頁(yè) ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 進(jìn)程，形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品，同時(shí)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。特大型工程機(jī)械的特點(diǎn)科技含量高，研制與生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，投資大，市場(chǎng)容量有限，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(dòng)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(jī)能在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)完成各種附屬作業(yè)裝 置的快速裝卸及液壓軟管的自動(dòng)連接。一方面，工作機(jī)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(jī)械作業(yè)代替人力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，適應(yīng)城市狹窄施工場(chǎng)所以及在貨棧、碼頭、倉(cāng)庫(kù)、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(guó)外工程機(jī)械公司主要從降低發(fā)動(dòng)機(jī)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(lái)國(guó)外裝載機(jī)的設(shè)計(jì)和制造進(jìn)一步體現(xiàn)了以人為本的理念，要為司機(jī)提供一個(gè)更加舒適的環(huán)境，以到達(dá)他們稱之為全自動(dòng)化型的境地。 (4)計(jì)算機(jī)管理及故障診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)及整機(jī)智能化 廣泛應(yīng)用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計(jì)算機(jī)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(jī)械的產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，進(jìn)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(kāi)發(fā)的 F 系列和 G 系列裝載機(jī)都安裝有電子計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，用以取代 E系列裝載機(jī)上安裝的電子監(jiān)控系統(tǒng)。其司機(jī)臺(tái)上裝有條形液晶顯示屏，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能同時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)提供三級(jí)報(bào)警 . (5)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)和新結(jié)構(gòu)的不斷涌現(xiàn) 90 年代中末期，部分裝載機(jī)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(pán)和變速操作桿，將轉(zhuǎn)向和變速操縱集成在一個(gè)操作手柄上，并采用簡(jiǎn)單的 第 頁(yè) 共 頁(yè) ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 觸發(fā)方式控制開(kāi)關(guān)和換擋用的分裝式加速按鈕。利用肘節(jié)的自然動(dòng)作左右搬動(dòng)操縱手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，利用大拇指選擇換擋按鈕以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)與后退、加速與減速行駛，極大地簡(jiǎn)化了操作。 我國(guó)裝載機(jī)的發(fā)展前景 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的調(diào)整發(fā)展，大型輪式裝載機(jī)的需求量會(huì)有大 幅度上升，特別是西部大 開(kāi)發(fā)，許多大型工程建設(shè)等，大型輪式裝載機(jī)大有用武之地。另外，世界上生產(chǎn)大型輪式裝載 機(jī)的國(guó)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(guó)全行業(yè) ZL60 型共銷 28臺(tái)， ZL80 型及 ZL100 型一臺(tái)也未銷售。因此，我國(guó)大型 輪式裝載機(jī)可以說(shuō)是基本上未推向市場(chǎng)。影響推出市場(chǎng)的主要原因是，除開(kāi)發(fā)水平較低外，主 要是配套件跟不上。大型 輪式裝載機(jī)的配套件國(guó)內(nèi)基本上沒(méi)有，有少量的也是水平低，可靠 性差，不太適用，進(jìn)口配套件價(jià)格又太貴。因此大型輪式裝載機(jī)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)基本上 被國(guó)外大公 司所占領(lǐng)。我國(guó)裝載機(jī)行業(yè)，特別是主要裝載機(jī)制造企業(yè)，應(yīng)抓住我國(guó)加入 WTO 后進(jìn)口件價(jià)格 降低的機(jī)遇，進(jìn)口一部分重要的關(guān)鍵部件，同時(shí)為盡量降低成本，加大力度開(kāi)發(fā)一些目前已經(jīng)有能力開(kāi)發(fā)的零部件，如傳動(dòng)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)橋、液壓件中的缸、閥等，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出 具有中國(guó)特色的大型輪式裝載機(jī)。只要我們的產(chǎn)品能占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，也一定能打進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)。 國(guó)產(chǎn)挖掘裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)數(shù)量很少，在我國(guó) ZL30 型以下屬小型裝載機(jī)，據(jù) 1999 年全行業(yè)主要企業(yè)統(tǒng)計(jì) ,共銷售小型裝載機(jī)有 1546 臺(tái)，能占全行 業(yè)的 ％。 國(guó)外小型裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)，包括挖掘裝載機(jī)在內(nèi)，市場(chǎng)份額已相當(dāng)大。美國(guó)的 山貓牌小型多功能裝載機(jī)年銷量在 5 萬(wàn)臺(tái)左右，還有美國(guó)的凱斯、約翰迪爾、卡特彼勒、英國(guó) 的 JCB 公司等的挖掘裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)年銷量都在萬(wàn)臺(tái)上?？梢?jiàn)世界市場(chǎng)上挖掘裝載 機(jī)及小型多功能裝載機(jī)市場(chǎng)是多么大，而中國(guó)目前這類產(chǎn)品基本上還沒(méi)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(jí)公路建設(shè)、一般公路的維護(hù)保養(yǎng)、港口碼頭作業(yè)，還 有改造環(huán)境、植樹(shù)造林等。特別是西部大開(kāi)發(fā)，這類產(chǎn)品將有廣闊的潛在市 場(chǎng)。這類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，今后肯定是以靜液壓件傳動(dòng)為主，目前世界上小型裝載機(jī)、小型 第 頁(yè) 共 頁(yè) ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 多功能裝載機(jī)基本上都是 靜液壓傳動(dòng)。我國(guó)要能真正把這類產(chǎn)品發(fā)展起來(lái)，必須有自己的創(chuàng)新。裝載機(jī)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(zhēng)我國(guó)小型裝載機(jī)、小型多功能裝載機(jī)、挖掘裝載機(jī)等這一巨大的潛在市場(chǎng)。 我國(guó)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(shí)施西部大開(kāi)發(fā)中，高原 及沙漠型特殊用途裝載機(jī)需要量較大，國(guó)內(nèi)目前基本上還沒(méi)有這類產(chǎn)品，而國(guó)外大公司在這方 面已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品。因此，我國(guó)加入 WTO 后，這個(gè)巨大的潛在市場(chǎng)很可能被國(guó)外大公司所占領(lǐng)。我國(guó)的裝載機(jī)行業(yè)從現(xiàn)在起應(yīng)該積極行動(dòng)起來(lái)，與有關(guān)科研院所及有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)等配套件企業(yè)聯(lián)合起來(lái)，盡快開(kāi)發(fā)出具有中國(guó)特色的高原、沙漠型特殊用途裝載機(jī)，去搶占我國(guó)西部這一潛在大市場(chǎng)。 中型輪式裝載機(jī)是國(guó)內(nèi)最成熟而產(chǎn)量又大大過(guò)剩的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品只要“入世”后實(shí)行國(guó)際采購(gòu)，提高質(zhì)量、水平、可靠性，那么大批進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的機(jī)遇就在眼前。 第二章 裝載機(jī)的液壓 系統(tǒng)及 控制閥分類介紹 一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即 動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。 動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)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(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)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(dá) )的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？刂圃?(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(kāi)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(yè) 共 頁(yè) ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 膠管總成、測(cè)壓接頭、壓力表、油位油溫計(jì)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(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成，信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。液壓動(dòng)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(dòng)機(jī)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(dá)，其可按實(shí)際要求來(lái)選擇。在分析和設(shè)計(jì)實(shí)際任務(wù)時(shí)，一般采用方框圖顯示設(shè)備中實(shí)際運(yùn)行狀況。 空心箭頭表示信號(hào)流，而實(shí)心箭頭則表示能量流?；疽簤夯芈分械膭?dòng)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(kāi)啟和關(guān)閉。 動(dòng)力元件 裝載機(jī)動(dòng)力元件主要是液壓泵。液壓泵是為液壓傳動(dòng)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(lái)進(jìn)行工作的，故一般稱為容積式液壓泵。它的功能是把動(dòng)力機(jī) (如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等 )的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。液壓泵具有以下特點(diǎn)：具有若干個(gè)密封且又可以周期性變化的空間；油箱內(nèi)液體的絕對(duì)壓力必須恒等于或大于大氣壓力；具有相應(yīng)的配流機(jī)構(gòu)。 控制元件 控制元件主要是變速操縱閥、轉(zhuǎn)向隨動(dòng)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(dòng)作，并對(duì)液體的壓力進(jìn)行控制，其主要性能參數(shù)是控制壓力。裝載機(jī)除轉(zhuǎn)向溢流閥為先導(dǎo) 式溢流閥外，其余溢流閥及安全閥均為直動(dòng)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(dòng)臂液壓缸換