【正文】 ???????????? ?????????2121 114DdpPPFDcm?? ? ?624 7 2 0 13 .1 4 2 5 1 0 0 .9 1 1 0 .725????? ? ? ? ? ????? ? 圓整取 200D mm? 則缸油塞桿直徑 200 140d D mm? ? ? ? 圓整取 140d mm? ⑵ 缸壁厚 ? 和外徑 1D 的計(jì)算 由上面計(jì)算知按中等壁厚計(jì)算 ? ?? ? CPDPyy ??? ??? ? ?3 2 .5 0 .22 .3 1 1 0 3 2 .5 1 C???? ? ? C?? 圓整取 mm27?? 則外徑 mmDD 25427220211 ?????? ? ⑶ 由挖掘機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡和外型尺寸可得出斗桿缸工作行程 mmL 1755? 167。A mm? 3 540 。斗桿油缸最大作用力位置為動(dòng)臂下放到最低位置，斗桿缸作用力對(duì)斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn)有最大力臂，即對(duì)斗桿產(chǎn)生最大作用力矩，并使斗齒尖和鉸點(diǎn) B、 C 在一條直線上，如圖所示。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 第 3 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 167。 .4 安全性要求 挖掘機(jī)的工作條件惡劣，載荷變化和沖擊振動(dòng)大，對(duì)于其液壓系統(tǒng)要求有良好的過(guò)載保護(hù)措施，防止油泵過(guò)載和因外負(fù)載沖擊對(duì)各個(gè)液壓作用元件的損傷。尤其對(duì)行 走機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，左、右行走馬達(dá)的復(fù)合動(dòng)作問(wèn)題，即直線行駛性也是設(shè)計(jì)中需要考慮的重要一方面。根據(jù)液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)，其液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要滿足以下要求 : 1 動(dòng)力性要求 所謂動(dòng)力性要求，就是在保證發(fā)動(dòng)機(jī)不過(guò)載的前提下，盡量充分地利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，提高挖掘機(jī)的生產(chǎn)效率。 5 行走時(shí)復(fù)合動(dòng)作 在行走的過(guò)程有可能要求對(duì)作業(yè)裝置液壓元件 (如回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂、斗桿和鏟斗 )進(jìn)行調(diào)整。各個(gè)油泵分別向一個(gè)液壓作用元件供 油， 復(fù)合動(dòng)作時(shí)無(wú)相互干擾。由于卸載所需的回轉(zhuǎn)角度不同，隨液壓挖掘機(jī)相對(duì)自卸車的位置而變，因此動(dòng)臂提升速度和回轉(zhuǎn)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)速度的相對(duì)關(guān)系應(yīng)該是可調(diào)整的。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 當(dāng)進(jìn)行溝槽側(cè)壁掘削和斜坡切削時(shí)，為了有效地進(jìn)行垂直掘削，還要求向回轉(zhuǎn)馬達(dá)提供壓力油，產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力，保持鏟斗貼緊側(cè)壁進(jìn)行切削，因此需要同時(shí)向回轉(zhuǎn)馬達(dá)和斗桿供油，兩者復(fù)合動(dòng)作。單獨(dú)采用鏟斗挖掘時(shí)，也有采用雙泵合流的情況。 (2) 滿斗舉升回轉(zhuǎn) :挖掘結(jié)束，動(dòng)臂液壓缸將動(dòng)臂頂起，滿斗提升，同時(shí)回轉(zhuǎn)第 2章挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和分析方法液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)向卸土處，此時(shí)主要是動(dòng)臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動(dòng)作。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 斗桿油缸 動(dòng)臂 油管 動(dòng)臂油缸 鏟斗 斗齒 側(cè)齒 連桿 搖桿 鏟斗油缸 1 斗桿 圖 11 反鏟挖掘機(jī)工作裝置 總之，液壓挖掘機(jī)是由多學(xué)科、多系統(tǒng)組成的有機(jī)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(jī)整機(jī)的最佳性能。動(dòng)臂下鉸點(diǎn)鉸接在轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過(guò)動(dòng)臂缸的伸縮，使動(dòng)臂連同整個(gè)工作裝置繞動(dòng)臂下鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。 (3) 液壓挖掘機(jī)工作循環(huán)過(guò)程 首先液壓挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)行走馬達(dá)和配套土方運(yùn)輸車輛一起進(jìn)入作業(yè)面，運(yùn)輸車輛倒車、調(diào)停，停靠在挖掘機(jī)的側(cè)方或后方。 鉸接式反鏟是單斗液壓挖掘 機(jī)最常用的結(jié)構(gòu)型式，動(dòng)臂、斗桿和鏟斗等主要部件彼此鉸接，在液壓缸的作用下各部件繞鉸接點(diǎn)擺動(dòng)，完成挖掘、提升和卸土等動(dòng)作。 的全回轉(zhuǎn) 。 (4) 控制系統(tǒng) 液壓挖掘機(jī)控制系統(tǒng)是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、多路換向閥和執(zhí)行元件 (液壓缸、液壓馬達(dá) )等進(jìn)行控制的系統(tǒng)。通過(guò)司機(jī)的操縱，將壓力油單獨(dú)或同時(shí)送往液壓執(zhí)行元件 (液壓馬達(dá)和液壓油缸 )驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。挖掘機(jī)的額定負(fù)荷與汽車。回轉(zhuǎn)至卸上位置進(jìn)行卸土，卸空后鏟斗再轉(zhuǎn)回并下降到地面進(jìn)行下一次挖掘。另為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，盡快為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)提供產(chǎn)品質(zhì)量好、可靠性高的液壓挖掘機(jī)，改變大中型液壓挖掘機(jī)長(zhǎng)期依靠進(jìn)口的被動(dòng)局面當(dāng)務(wù)之急是高速發(fā)展我國(guó)液壓挖掘機(jī)。因此，可以肯定液壓挖掘機(jī)的發(fā)展空間很大。 動(dòng)臂油缸 尺寸的計(jì)算 ......................... 22 167。 液壓系統(tǒng)方案擬定 ................................ 14 第 3 章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................................................................... 15 167。 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。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是液壓挖掘機(jī)。挖掘機(jī)產(chǎn)品的核心技術(shù)就是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由于挖掘機(jī)的工作條件惡劣，要求實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作復(fù)雜，于是它對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中最為復(fù)雜的。本人的設(shè)計(jì)主要致力于分析和設(shè)計(jì) 液壓挖掘機(jī) 工作裝置的 液壓系統(tǒng)。 液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能 .............................. 2 167。 斗桿油缸作用力的確定 ....................... 17 167。 各液壓缸和馬達(dá)流量的確定 ....................... 25 167。 中國(guó)挖掘機(jī)市場(chǎng)自 1997 年開(kāi)始已進(jìn)入了一個(gè)較快的發(fā)展時(shí)期， 2021 年與2021 年比較，全國(guó)挖掘機(jī)的產(chǎn)、銷量分別增長(zhǎng) 55％和 56％。 如何設(shè)計(jì)出工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能好、成本低、效率高、維護(hù)使用方 便的液壓系統(tǒng)，必須通過(guò)調(diào)查研究，明確多方面的要求！以下是中型反鏟挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，希望本設(shè)計(jì)能為從事液壓工作的人員獻(xiàn)上微薄之力！ 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 1 章 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)與工作 原理 液壓挖掘機(jī)由于在動(dòng)力裝置 和工作裝置之間采用容積式液壓傳動(dòng)，靠液體的壓力能進(jìn)行工作，相對(duì)機(jī)械傳動(dòng)具有許多優(yōu)點(diǎn) :能無(wú)極調(diào)速且調(diào)速范圍大，最大速度和最小速度之比可達(dá) 1000:1能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 ； 快速作用時(shí)，液壓元件產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)慣性較小，并可作高速反轉(zhuǎn) ； 傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可吸收沖擊和振動(dòng) ；操縱省力靈活， 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制 ； 易實(shí)現(xiàn) 標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。 167。挖 掘機(jī)采用車用柴油機(jī)時(shí)，最大功率指數(shù)降低。根據(jù)以上工作要求，把各液壓元件用油管有機(jī)地連接起來(lái)地組合體既是液壓挖掘機(jī)地液壓系統(tǒng)。 167。 (2) 單斗反鏟液壓挖掘機(jī) 反鏟裝置主要用于挖掘停機(jī)面以下的土壤。鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂的升降。 167。挖掘作業(yè)時(shí)，接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘位置，同時(shí)操縱動(dòng)臂缸小腔進(jìn)油使液壓缸回縮 。 液壓挖掘機(jī)的工況 液壓挖掘機(jī)的作業(yè)過(guò)程包括以下幾個(gè)動(dòng)作 (如圖 21所示 ):動(dòng)臂升降、斗桿收放、鏟斗裝卸、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)、整機(jī)行走以及其它輔助動(dòng)作。 (4) 空斗返回 :卸載結(jié)束，轉(zhuǎn)臺(tái)反向回轉(zhuǎn)，動(dòng)臂液壓缸和斗桿液壓缸配合，把空斗放到新的挖掘點(diǎn)，此時(shí)是回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂或斗桿的復(fù)合動(dòng)作。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 22 斗尖沿直線平整土地圖 圖 23 斗尖沿直線切削斜坡圖 圖 24 鏟斗底壓整地面圖 圖 25 鏟斗底保持一定角度切削圖 當(dāng)斗桿和鏟斗復(fù)合動(dòng)作挖掘時(shí)，供油情況如圖 26a 所示。回轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓力越大，節(jié)流閥開(kāi)度越小，節(jié)流效應(yīng)越大，則斗桿油缸回油壓力增高，使得油泵的供油壓力也提高。在回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂提升的同時(shí)，斗桿要外放，有時(shí)還需要對(duì)鏟斗進(jìn)行調(diào)整。卸載時(shí)，主要是斗桿和鏟斗復(fù)合動(dòng)作，間以動(dòng)臂動(dòng)作。對(duì)于雙泵系統(tǒng)，目前采 用以下供油方式 :①一河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 個(gè)油泵并聯(lián)向左、右行走馬達(dá)供油，另一個(gè)油泵向其他液壓作用元件供油，其多余的油液通過(guò)單向閥向行走馬達(dá)供油，如圖 28b所示 。雙泵液壓系統(tǒng)中就常常采用合流的方式來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率。因此，如何協(xié)調(diào)多執(zhí)行元件復(fù)合動(dòng)作時(shí)的流量供應(yīng)問(wèn)題也是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要考慮的。由于挖掘河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 機(jī)在城市建設(shè)施工中應(yīng)用越來(lái)越多，因此要不斷提高挖掘機(jī)的作業(yè)性能，降低振動(dòng)和噪聲，重視其作業(yè)中的環(huán)保性。初步設(shè)計(jì)時(shí)按額定斗容及工作條件（土壤級(jí)別），參考有關(guān)資料可初選斗齒最大挖掘力（最大挖掘力 有任務(wù)書(shū)要求為 1 max 120F KN? ），并按反鏟最重要的工作位置 —— 最大挖掘深度時(shí)能保證具有最大挖掘力來(lái)分析確定鏟斗油缸的工作力，如圖所示。 dGq ?? ?dtG 此處 為土壤密度；m31 8 0 0 gk?? / minq m? 25dtG KN?則 15 。 鏟斗油缸尺寸的計(jì)算 ⑴ 鏟斗缸工作壓力的確定 液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定，對(duì)不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。進(jìn)入多路換向閥 A 的壓力油，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)馬 達(dá)、鏟斗缸，同時(shí)經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動(dòng)左行走馬達(dá)；進(jìn)入多路閥 B 的壓力油，驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂缸和斗桿缸，并經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動(dòng)右行走馬達(dá)。但回轉(zhuǎn)加速度過(guò)大會(huì)增加動(dòng)載荷和沖擊，同時(shí)啟動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩的增大也受地面附著條件的限制。 ⑶ 主回路液壓泵的選擇 泵所需總流量 ?? qKq總 式中 K —— 系統(tǒng)滲漏系數(shù)，一般取 ~ ，此處取 ?K ； ?q —— 各動(dòng)作元件同時(shí)動(dòng)作的最大流量之和。油管的內(nèi)徑由下面的公式確定： vQd ? （ 39） 式中 ： Q— 流經(jīng)管路的流量； v— 油管內(nèi)的允許流速。選河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 用六角螺塞（ JB/ZQ44501997）其主要參數(shù)見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第四卷 P17674 表 17878。 167。閥集成塊的設(shè)計(jì)原則為： （ 1）合理選擇集成閥的個(gè)數(shù)，若集成的閥太多，會(huì)使閥塊的體積過(guò)大，設(shè)計(jì)、加工困哪；集成的太少，集成的意義又不大。雖然不是很復(fù)雜，但通過(guò)這一設(shè)計(jì)實(shí)踐，我感到自己在這方面仍存在許多不足之處。適用于建筑工地、道路的土方施工液壓原理圖的設(shè)計(jì)根據(jù)油缸伸縮所完成的挖掘循環(huán)動(dòng)作，保壓性能要求高，且短時(shí)間要求具有較大流量、較高挖掘速度的特點(diǎn)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，油泵做為液壓源用供應(yīng)系統(tǒng)所需壓力油。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)過(guò)程中重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓我學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的東西，學(xué)會(huì)了獨(dú)立設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，以及如何查閱資料。 同時(shí)也感謝機(jī)電學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)，他們給予了我無(wú)私的幫助。各位老師，不僅在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求我，而且在工作、生活中給予了我無(wú)微不至的長(zhǎng)者的關(guān)懷和照顧。并對(duì)液壓系統(tǒng)的液壓原理、操作進(jìn)行了說(shuō)明。著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際情況出發(fā)，有機(jī)的結(jié)合各種傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 （ 4）閥塊設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮有水平或垂直安裝要求的閥，必須符合要求。本次設(shè)計(jì)的是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)，所以采用 分散式配置，不需要進(jìn)行液壓站的設(shè)計(jì)。外型尺寸按 ::1 設(shè)計(jì)，可得出油箱長(zhǎng) ? 寬 ? 高? ?mm160014001000 ??? 。 （ 3）管接頭的選擇 管接頭 采用焊接式管接頭，焊接式管接頭主要由接頭體、螺母和接管組成，在接頭體和接管之間用 O 型密封圈密封。 167。 則 4350 00 0. 5 21FM ? ? ? ? 又 M N m? ? ? ? 0 1 0 8 5 7 6 . 7 2 6 7 8 6 0 . 4 51 . 6BMM N mC? ? ? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 設(shè) 經(jīng)過(guò)四級(jí)減速，傳動(dòng)比 ?????總i 則馬達(dá)所受最大力矩 39。 液壓元件的選擇 序號(hào) 元件名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 1 濾油器 ABZRS0140101X/MA 2 2 冷卻器 2LQFW 1 3 背壓閥 1 4 節(jié)流 閥 MG20G1X/V 1 5 緩沖補(bǔ)油閥組 1 6 雙速閥 24EH10BT 2 7 補(bǔ)油單向閥 1 8 中心回轉(zhuǎn)接頭 1 9 限速閥 DHG043C 1