【正文】 .............................................22 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理 ....................................................................29 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的回路分析 ....................................................................30 ...............................................................................................30 ...............................................................................................31 ...............................................................................................32 ........................................................................................27 ...............................................................................................28 ...............................................................................................29 ...............................................................................................30 4 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................................37 挖掘 機(jī)的功用和對(duì)液壓系統(tǒng)的要求 .........................................................37 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分析 ................................................................................38 挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖 ....................................................................38 液壓系 統(tǒng)分析 .......................................................................................39 液壓元件的選用 .......................................................................................40 泵 .馬達(dá)的選用 .....................................................................................40 液壓閥的選用 .......................................................................................41 液壓缸的選用 .......................................................................................41 輔助元件的選用 ...................................................................................41 5 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算和泵的參數(shù)計(jì)算 .............................................................43 鏟斗液壓缸設(shè)計(jì)算 ...................................................................................43 外負(fù)載計(jì)算 ...........................................................................................43 液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 ............................................................................44 液壓缸強(qiáng)度計(jì)算 ...................................................................................46 泵的參數(shù)計(jì)算 ...........................................................................................40 ........................................................................................48 ........................................................................................49 6 溢流閥的設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................................................................................50 溢流閥的作用 ...........................................................................................50 溢流閥的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................................................51 設(shè)計(jì)要求 ..............................................................................................51 幾何尺寸確定 .......................................................................................52 挖掘機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 靜態(tài)特性計(jì)算 .......................................................................................54 7 設(shè)計(jì)工作總結(jié) ..............................................................................................62 8 技術(shù) 經(jīng)濟(jì) 分析 ..............................................................................................54 致謝 .................................................................................................................65 參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................65 附錄 A ..............................................................................................................66 附錄 B ..............................................................................................................75 前言 液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，是一種廣泛用于建筑、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。液壓技術(shù)是現(xiàn)代挖掘機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)，挖掘機(jī)的發(fā)展又促進(jìn)了液壓技術(shù)的提高。 在建筑工程中，可用來挖掘基坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場(chǎng)地等。據(jù)建筑施工部門統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)容量為 3m 的液壓挖掘機(jī)挖掘 Ⅰ ~Ⅳ級(jí)土壤時(shí)。 4)傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可吸收沖擊和振動(dòng)，操縱省力，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。因此，機(jī)械傳動(dòng)挖掘力不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且還要產(chǎn)生很大的慣性力和沖擊載荷。 挖掘機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4)液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于組織大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)一步提高質(zhì)量和降低成本。 2)根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的類型劃分 根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的不同，液壓挖掘機(jī)可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式及拖式。這種挖掘機(jī)拆裝方便，成本低廉。港口的疏浚工作，第一臺(tái)有確切記載的挖掘機(jī)械是 1796 年英國(guó)人發(fā)明的蒸汽“挖泥鏟”。 國(guó)內(nèi)液壓挖掘機(jī)的發(fā)展概況 我國(guó)從 1967 年開始研制液壓挖掘機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2020 年我國(guó)挖掘機(jī)總銷 售量突破 6 萬臺(tái) ，其中國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)生產(chǎn)企業(yè)銷量總和達(dá)到 萬臺(tái)，成為世界第一大挖掘機(jī)市場(chǎng)。電氣控制系統(tǒng)包括監(jiān)控盤、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、泵控制系統(tǒng)、各類傳感器、電磁閥等 ， 如圖 。大容量低轉(zhuǎn)速的動(dòng)力機(jī)常用同步電動(dòng)機(jī)。 柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使用成本低，在相同的續(xù)駛里程內(nèi)，可以設(shè)置容積小些的油箱。但是蒸汽機(jī)離不開鍋爐，整個(gè)裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高，排氣壓力不能過低，熱效率難以提高；它是 一種往復(fù)式機(jī)器，慣性力限制了轉(zhuǎn)速的提高；工作過程是不連續(xù)的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高。 圖 液壓挖掘機(jī)的多種工作裝置 Fig working device of hydraulic excavator range 常見的液壓挖掘機(jī)的動(dòng)作裝置的功用之一是做挖掘機(jī)工作，根據(jù)斗桿和動(dòng)臂剛性連接可主要分為正鏟和反鏟兩種。但降低了卸土高度，這正符合挖掘機(jī)反鏟作業(yè)的要求。為了滿足各種挖掘機(jī)作業(yè)的 需要，在同一臺(tái)挖掘機(jī)上可配以多種結(jié)構(gòu)型式的鏟斗，如圖。動(dòng)臂有單節(jié)的和雙節(jié)的兩種。 挖掘機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 正鏟 Fig. 1—?jiǎng)颖塾透祝?2—?jiǎng)颖郏?3—加長(zhǎng)臂； 4—斗底油缸； 5—鏟斗； 6—斗桿； 7—斗桿油缸； 8—液壓軟管 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的選擇 按照轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度分為：完全回轉(zhuǎn)（ 360176。 傳動(dòng)方式的比較與選擇 動(dòng)力裝置至驅(qū)動(dòng)輪之間所有傳動(dòng)部件的總稱為傳動(dòng)系統(tǒng)。但近年來在一些作業(yè)或行駛時(shí)阻力變化很大的機(jī)械中，日益廣泛地采用了液力機(jī)械傳動(dòng)或者其他傳動(dòng)方式。 上述種種缺點(diǎn)在阻力變化劇烈及經(jīng)常改 變行駛方向的工況下表現(xiàn)得特別明挖掘機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 顯。輪式機(jī)械廣 泛采用了液力機(jī)械傳動(dòng)。一般，當(dāng)功率大于 450KW 時(shí)，采用電力傳動(dòng)方式較為經(jīng)濟(jì)。 5）液壓傳動(dòng)在能量轉(zhuǎn)化的過程中，特別是在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，其壓力大，流量損失大，故系 統(tǒng)傳動(dòng)效率較低。 2） 與同馬力的輪胎式機(jī)器相比，由于履帶支承面大， 接地比壓?。ㄒ话阈∮冢?，所以在松軟土壤上的下陷深度小，因而滾動(dòng)阻力小，有利于發(fā)揮較大的牽引力。 履帶行走裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是 ：具有較大的牽引力和較低的接地比壓（ 40~ 150KPa） ；穩(wěn)定性好；具有良好的越野性和爬坡能力（坡度達(dá) 50% ~ 100%）；轉(zhuǎn)彎半徑小、機(jī)動(dòng)靈活。 1） 履帶帶長(zhǎng) 1L ： 1L = 1/3LKM （ 21） =? (22? 109 ) 3/1 ? 3874 mm 式中： AK 為尺寸系數(shù)（ ~ ），本設(shè)計(jì)取 LK =； M 為 整機(jī)重量，本設(shè)計(jì) M =22 噸（本設(shè)計(jì)除特殊說明外， M 含義相同）。式中： 2CK 為尺寸系數(shù) (~ 3)。按照不同的功能可將挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分為三個(gè)基本部分：工作裝置系統(tǒng) 、 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)。 3）履帶式挖掘機(jī)的左 、右履帶分別驅(qū)動(dòng)，使挖掘機(jī)行走方便、轉(zhuǎn)向靈活，并且可就地轉(zhuǎn)向，以提高挖掘機(jī)的靈活性。 挖掘機(jī)液壓系