【正文】 合體即是挖掘機的液壓系統(tǒng)。 轉(zhuǎn)向機構(gòu)是用來操縱挖掘機的行駛方向的，根據(jù)行駛和作業(yè)的需要，應(yīng)能穩(wěn)定地直線行駛，并能靈活地改變行駛方向。挖掘機工作的主要特點是環(huán)境溫度變化大，負(fù)荷變化大，經(jīng)常傾斜工作，維護條件差。柴油機熱效率高達(dá)38%，而汽油機為30%；柴油機工作可靠，壽命長排污量小。電氣控制系統(tǒng)包括監(jiān)控盤、發(fā)動機控制系統(tǒng)、泵控制系統(tǒng)、各類傳感器、電磁閥等。采用液壓傳動，能實現(xiàn)無級調(diào)速。第四代產(chǎn)品在第三代的基礎(chǔ)上也已出現(xiàn)，進一步優(yōu)化了整機的性能及配置，電控箱、濕式制動器等新技術(shù)得到了應(yīng)用，并形成了各企業(yè)的專有技術(shù)及專利技術(shù)，使產(chǎn)品以嶄新的面目推場。(3)采用了全密封內(nèi)藏濕式多片式制動器及制動可靠、性能卓越的全液壓制動系統(tǒng)。第三代產(chǎn)品的顯著特點有:(1)工作液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力與國際接軌，由原來普遍的16MPa提高到20MPa以上。進入80年代消化吸收了美國Caterpillar、日本小松等先進技術(shù)，逐步開發(fā)成功了我國第二代挖掘機產(chǎn)品。(6)轉(zhuǎn)向變速集成控制系統(tǒng)—取消傳統(tǒng)的方向盤和變速桿，將轉(zhuǎn)向與變速操縱裝置集成為一個操縱手柄，并采用簡單的觸發(fā)式控制開發(fā)和選檔用的分裝式加速按鈕。同時，使維護工作量減小，設(shè)備利用率提高。伸縮臂是挖掘機的動臂由主臂及伸縮臂組成，伸縮臂可以在主臂內(nèi)伸縮，還可以變幅。 懸掛式液壓挖掘機式將工作裝置安裝在輪胎式拖拉機上，可以達(dá)到一機多用的目的，拆卸方便，成本低廉。 4)液壓元件易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于組織大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，進一步提高了效率和降低成本。 6）一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對運動面可自行潤滑，使用壽命長； 7）很容易實現(xiàn)直線運動/8) 很容易實現(xiàn)機器的自動化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實現(xiàn)更高程度的自動控制過程，而且可以實現(xiàn)遙控。 液壓挖掘機的工作特點和基本類型 1）液壓挖掘機在動力裝置和工作裝置之間采用容積式液壓靜壓傳動，即靠液體的壓力能進行工作，液壓傳動與機械傳動相比有許多優(yōu)點 2）液壓傳動的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來布置。 在鐵路公路建設(shè)中，用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝。 液壓挖掘機在工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利施工、漏天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可少的一種重要機械設(shè)備。 液壓挖掘機是工程機械的一個重要品種，是一種廣泛用于建設(shè)、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機械。它的發(fā)展與應(yīng)用反應(yīng)了一個國家施工機械化的水平。 在建筑工程中，可用來挖掘基坑、拆除舊有建筑物、平整場地等。 在漏天采礦上，可用來剝離表面、采掘礦石和煤，也可用來進行裝載和鉆孔等作業(yè)。 3）重量輕、體積小、運動慣性小、反應(yīng)速度快。 基于液壓傳動的上述特點，液壓挖掘機與機械傳動挖掘機相比，具有以下主要特點： 1)大大的改善了挖掘機的性能，挖掘力大、牽引力大、機器重量輕、傳動平穩(wěn)，作業(yè)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。 （1）根據(jù)行走機構(gòu)的類型來劃分 根據(jù)行走機構(gòu)的不同，可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式和拖式。 拖式挖掘機沒有傳動機構(gòu)，行走時由拖拉機牽引。 國內(nèi)外液壓挖掘機研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 研究現(xiàn)狀國外發(fā)展現(xiàn)狀，為了提高挖掘機的作業(yè)生產(chǎn)率，自90年代以來，各生產(chǎn)廠商在廣泛采用新技術(shù)，相繼研制出許多功能超強的系統(tǒng)。(3)動力電子控制/管理系統(tǒng)—根據(jù)傳動裝置及液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出功率，以滿足不同作業(yè)工況的需要，提高燃料的經(jīng)濟性。(7)負(fù)載感應(yīng)變速系統(tǒng)—根據(jù)負(fù)載狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)車速及發(fā)動機飛輪扭矩，實現(xiàn)高速、小扭矩或低速、大扭矩的動力輸出。它與第一代顯著不同之處，主要是增設(shè)了空調(diào)系統(tǒng)、緊急制動系統(tǒng)、落物保護裝置等。(2)機電一體化水平大大提高。(4)采用了當(dāng)今世界上流行的流線形外觀設(shè)計，并采用了前后玻璃分別為一體的更加優(yōu)美的空調(diào)密封駕駛室。這些都將進一步促進我國挖掘機行業(yè)的技術(shù)進步。每條履帶各自有驅(qū)動的液壓馬達(dá)及減速裝置。從系統(tǒng)仿真建模的角度，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)。為了節(jié)能，各國都在關(guān)注燃燒過程，研究燃用低質(zhì)劣油和非石油制品燃料。因此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，符合挖掘機工作條件惡劣，負(fù)載多變的要求。工作裝置是挖掘機完成實際作業(yè)的主要組成部分，它是帶有液壓缸的空間多桿機構(gòu)。該系統(tǒng)的功能是把發(fā)動機的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(dá)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。(4)控制系統(tǒng)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(dá))等進行控制的系統(tǒng)。挖掘機的控制逐步向智能化機電液控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移。挖掘機主泵由兩個變量柱塞泵組成。主控閥集中了大臂操作、小臂操作、鏟斗操作、回轉(zhuǎn)操作、左行走操作、右行走操作等六種基本操作于一體。在挖掘機液壓系統(tǒng)中，主控閥至行走馬達(dá)的油路就是通過中央回轉(zhuǎn)接頭相連接的。（6）油冷卻器油冷卻器主要有風(fēng)扇組成，工作中的油液在循環(huán)時由于阻力，溫度會逐漸上升，黏度逐漸下降，內(nèi)泄量也會隨之增大。3）行走裝置具有較大的支撐面積或較小的接地比壓，以提高挖掘機的穩(wěn)定性。（1）鏈輪 挖掘機的驅(qū)動力是通過行走馬達(dá)和鏈輪傳給履帶的，因此鏈輪應(yīng)當(dāng)與履帶節(jié)嚙合正確、傳動平穩(wěn)，并且當(dāng)履帶的銷套磨損而伸長時仍能很好的嚙合。這樣就增加了履帶對地面的接觸面積，減少了接地比壓。支重輪的工作條件也比較惡劣，經(jīng)常處于塵土走過中，還時常泡在泥水中，所以要求密封要好。（4）托鏈輪 托鏈輪的結(jié)構(gòu)和支重輪相似，只不過一個是裝在下車履帶架下面，另一個是裝在履帶架上部。組合式履帶的節(jié)距小，繞轉(zhuǎn)性好，使挖掘機行走速度較快，銷軸與襯套硬度較高、耐磨，使用壽命長。 液壓傳動的履帶式行走裝置，挖掘機轉(zhuǎn)向時由安裝在兩邊履帶上、分別由兩臺液壓泵供有的行走馬達(dá)通過對油路的控制，很方便的實現(xiàn)轉(zhuǎn)向或就地轉(zhuǎn)彎，以適應(yīng)挖掘機在各種地面、場地上運動。2) 裝設(shè)斗齒，以增大鏟斗對挖掘物料的線比壓，斗齒及斗形參數(shù)具有較小的單位切削阻力，便于切入及破碎土壤。 工作裝置的主要組成及其特點 工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置，是液壓挖掘機的重要組成部分，它由動臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成。 （1）動臂 動臂是反鏟的主要部件，組合式動臂它用輔助連桿或液壓缸或螺栓連接而成。鏟斗的斗齒采用裝配式，其形式有橡膠卡銷式和螺栓連接式。反鏟挖掘機每一作業(yè)循環(huán)包括挖掘、回轉(zhuǎn)、卸料和返回等四個過程。在回轉(zhuǎn)部分慣性矩已知的情況下，角加速度的大小受轉(zhuǎn)臺最大扭矩的限制，此扭矩不應(yīng)超過行走部分與土壤的附著力矩。轉(zhuǎn)臺的主要承載部分是由鋼板焊接成的抗扭和抗彎剛度很大的箱形框架結(jié)構(gòu)主梁，動臂及其液壓缸酒只承載主梁的吊耳上。液壓挖掘機回轉(zhuǎn)支撐裝置用于承載回轉(zhuǎn)平臺以上機體的重量并實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)原理圖 回轉(zhuǎn)裝置原理工作原理：A、B是回轉(zhuǎn)馬達(dá)的主油口，當(dāng)A是進油口，則B是出油口，當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)停止運轉(zhuǎn)時，這時二位二通電磁換向閥打開，防止馬達(dá)反轉(zhuǎn)。去了輔助動作不需要全功率驅(qū)動以外，其他都是液壓挖掘機的主要動作，要考慮全功率驅(qū)動。此時是斗桿和鏟斗的復(fù)合動作。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。 液壓缸幾何尺寸的計算 由下表可知，挖掘機液壓系統(tǒng)最大負(fù)載約為時易取液壓缸的工作壓力。 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 1）缸筒壁厚的計算 對于低壓系統(tǒng)或16時，液壓缸筒厚度一般按薄壁筒計算：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 () 式中 液壓缸缸筒厚度 Py試驗壓力，當(dāng)工作壓力P16Mpa,Py= Py=, Py= 這里取Py==. D液壓缸內(nèi)徑（m） 缸體材料的許用應(yīng)力（Mpa） 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　()缸體材料的抗拉強度（Mpa） n安全系數(shù) n=~5 一般取n=5對于鍛鋼45許用應(yīng)力?。∕pa）則=(mm)根據(jù)《機械設(shè)計手冊》取D1=100mm2)液壓缸油口直徑的計算 　　　　　　　　　　　　計算公式：do=　　　　　　　　　　 ()式中 d0液壓缸油口直徑（m） D液壓缸內(nèi)徑（m） V液壓缸最大輸出速度(m/min) V0油口液流速度(m/min) 根據(jù)《機械設(shè)計手冊》取v0=7m/min活塞外伸速度 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　v=60Q/A3　　　　　　　　　　　　　　　　　 ()Q=2206+102=514（L/min）A3活塞桿面積 d活塞桿直徑代入數(shù)據(jù)得 d0==（m）取為d0=38mm 液壓系統(tǒng)原理圖的制定 制定基本回路液壓驅(qū)動行走系統(tǒng)按照回路特征分類可以分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。 閉式系統(tǒng)如圖所示，它的特點是:系統(tǒng)中的油液自成循環(huán)，無需通過油箱交換。閉式系統(tǒng)的缺點有:由于沒有大體積的油箱，自然冷卻條件差，油液中的污物也不能在油箱中沉淀，一般都需要加冷卻器，對濾油器的要求也很高，鑒于上述對液壓傳動系統(tǒng)中采用的開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)的分析，對于挖掘機液壓系統(tǒng)的構(gòu)