【正文】 壓力。此時斗桿收回，動臂抬起，需要保證彼此動作獨立，相互之間無干擾。當單獨采用鏟斗液壓缸進行挖掘時，挖掘軌跡以鏟斗與斗桿的鉸點為中心，鏟斗斗尖所作的圓弧線的長度決定于鏟斗液壓缸的行程。(6)姿態(tài)調(diào)整與保持工況:滿足停放、運輸、檢修等需要。挖掘機的典型作業(yè)流程:，使工作裝置處于挖掘位置，并調(diào)整斗桿、鏟斗至合適位置、鏟斗挖掘作業(yè)、鏟斗卸載圖21液壓挖掘機的工作運動 The work movement of the hydraulic excavator由于液壓挖掘機的作業(yè)對象和工作條件變化較大，主機的工作有兩項特殊要求:①實現(xiàn)各種主要動作時，阻力與作業(yè)速度隨時變化，因此，要求液壓缸和液壓馬達的壓力和流量也能相應(yīng)變化。液壓挖掘機與機械傳動挖掘機一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代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缺少的一種重要機械設(shè)備。根據(jù)2005年挖掘機械協(xié)會統(tǒng)計國內(nèi)的13家主要企業(yè)挖掘機的銷量在2005年比2004年增幅達到了85%，總量占到了整個挖掘機市場將近三分之一，而銷量的話已經(jīng)占據(jù)到全球市場銷量的十分之一。而國內(nèi)的生產(chǎn)商主要有三一、山河、玉柴、福田、柳工和山重建機等企業(yè)。到20世紀70年代末80年代初，長江挖掘機廠和杭州重型機械廠分別研制成功了WY160和WY250等液壓挖掘機產(chǎn)品。挖掘機已經(jīng)經(jīng)歷了130多年的歷史了，最起初的挖掘機都是人為手動式，經(jīng)歷了水蒸汽驅(qū)動，電能力驅(qū)動，和內(nèi)燃機驅(qū)動等多種方式驅(qū)動。小型挖掘機的屬具也是十分豐富的。(2)工作油液的黏度受溫度的影響較大。(5)工作裝置的品種可以擴大。(2)能實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍大。而小型履帶挖掘機主要是在那些路況很差，其他工具比較難弄，而且大型挖掘機不好進入的地方起作用。 174 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 19 工作裝置構(gòu)成與分析 19 液壓缸參數(shù)化設(shè)計 21 液壓缸速度計算及流量選擇 23 液壓缸工作壓力的確定 24 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 24 液壓缸壁厚和外徑的計算以及校核和活塞桿的校核 26 液壓缸油口直徑的計算 28 液壓缸工作行程計算 29 液壓缸安裝距的確定 29 最小導(dǎo)向長度的確定 29 缸體長度的確定 30 油缸強度計算 30 油缸穩(wěn)定性驗算 31 液壓缸的技術(shù)要求 33 液壓缸選型 34 36 37 37 37 37 38 38 液壓泵的確定 39 39 415 工作介質(zhì)及主要元器件選擇 44 工作介質(zhì)的選擇 44 柴油發(fā)動機的選擇 44 液壓閥的選擇 45 其他液壓元件的選型 47 47 49 50 53技術(shù)與經(jīng)濟性分析 55結(jié)論 57致謝 58參考文獻 59附錄A 60附錄B 66 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）前言 液壓挖掘機是一種多功能機械，目前被廣泛應(yīng)用于水利工程，交通運輸，電力工程和礦山采掘等機械施工中。卸荷回路 15行走限速回路液壓挖掘機利用液壓元件（液壓泵、液壓馬達、液壓缸等）帶動各種構(gòu)件動作，具有如下點：功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕；無極調(diào)速，調(diào)速范圍大；啟動性能好，能實現(xiàn)快速反轉(zhuǎn)；布置靈活，基本不受總體結(jié)構(gòu)的限制；容易實現(xiàn)自動化，操作簡便省力等。給人們減輕了很多的負擔和壓力。它的最高與最低的速度比可達1000：1?？梢耘渲酶鞣N新型的工作裝置，如組合型動臂、伸縮式動臂、底卸式裝載斗等。因而汞礦粉烘干機在高溫和低溫下工作均影響傳動效率。早起挖掘機會在尾部裝個推土板，這不是用來推土的，其實是用來配重用的。而履帶挖掘機是在20世紀被發(fā)明出來的。從1994年開始，美國的卡特彼勒公司、日本的神戶制鋼所、日本的小松制作所、日本的日立建機株式會社、韓國大宇重工、韓國現(xiàn)代重工業(yè)以及德國利勃海爾、德國雪孚、德國阿特拉斯、瑞典沃爾沃等公司先后在中國建立了中外合資、外商獨資挖掘機生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)具有世界先進水平的多種型號和規(guī)格的液壓挖掘機產(chǎn)品。小型挖掘機是說那些整臺機械重量小于或者等于13t的挖掘機，要是小于6t的就叫做微型挖掘機。在2007年，協(xié)會又對21家挖掘機主要廠家的銷售進行統(tǒng)計，在兩千零七年挖掘機銷量達到六萬多臺，而內(nèi)資品牌的占有量又有了提升，已經(jīng)提升至五分之一，達到了13376臺。②為了充分利用發(fā)動機功率和縮短作業(yè)循環(huán)時間，工作過程中往往要求有兩個主要動作(例如挖掘與動臂、提升與回轉(zhuǎn))同時進行復(fù)合動作。(7)其他輔助作業(yè)工況:輔助工作裝置作業(yè)工況。以鏟斗液壓缸進行挖掘時的挖掘行程較短，為了能夠裝滿鏟斗，需要有較大的挖掘力以保證能挖掘較大厚度的土壤，所以一般挖掘機的斗尖最大掘力都在采用鏟斗液壓缸挖掘時實現(xiàn)。如果需要鏟斗保持一定切削角度并按照一定的軌跡進行切削時，或者需要用鏟斗斗底壓整地面時，就需要鏟斗、斗桿、動臂三者同時作用完成復(fù)合動作，見圖2. 2所示。 滿斗舉升回轉(zhuǎn)工況分析滿斗舉升回轉(zhuǎn)的運動消耗的時間、用到的能量以及發(fā)熱量在整個作業(yè)循環(huán)過程中都占了很大的比例，因此我們要盡可能地縮短轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)時間。這時就是回轉(zhuǎn)馬達、動臂、斗桿和鏟斗所進行的復(fù)合動作。這個特點有些類似于滿載回轉(zhuǎn)，但是滿足它的轉(zhuǎn)動慣量相對來講比較小。3 液壓系統(tǒng)及液壓回路的設(shè)計 液壓系統(tǒng)概述 我們說的挖掘機的液壓系統(tǒng)就是幾個機構(gòu)用管路連接起來，成為一體之后能行駛我們要的工作能力的系統(tǒng)。然后駕駛員通過控制那些手柄，腳踏―→先導(dǎo)閥―→工作閥進而實現(xiàn)了我們要的一些動作，在這個系統(tǒng)，為了不讓它的壓力過大，我們會設(shè)置一些像限壓閥，安全閥之類的，那些安全閥對系統(tǒng)有保護和補油的作用。2)挖掘機在工作的時候，會造成很大的沖擊或者是振動，這樣的話就必須要確保液壓系統(tǒng)中的各個液壓元件都要有很好的抗震效果。4，回位－就是等卸完土之后，回到原來的工作地方，準備進行1到4的循環(huán)。正反轉(zhuǎn)：回轉(zhuǎn)液壓馬達由分功率調(diào)節(jié)變量系統(tǒng)中一個液壓泵供油，由手動換向閥7控制旋轉(zhuǎn)方向。均由液壓泵提供油源，泵出口壓力由溢流閥調(diào)定，各個液壓缸過載閥由液壓缸進出油路上的調(diào)壓閥調(diào)定。溢流閥在調(diào)定系統(tǒng)壓力時，其多余的流量最終通過此閥流回到油箱，因此溢流閥閥口是常開的。卸荷回路是設(shè)計是為了讓挖掘機在不工作時液壓泵能以最低的功率運行，從而減少發(fā)動機的燃料消耗。圖34卸荷回路 Unloading loop因此，我選擇穿越換向閥卸荷。當出現(xiàn)馬達停轉(zhuǎn)這種情況時，在高壓油路1上的壓力油油壓會升高，壓力油則會打開緩沖閥3流回油箱，實現(xiàn)卸載和消除液壓沖擊；若馬達反轉(zhuǎn)時，不僅緩沖閥3會卸載和消除液壓沖擊，同時單向閥6打開從油箱吸油對馬達進行補油，而且補油量很大。4 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 工作裝置構(gòu)成與分析在設(shè)計液壓缸的時候，要對其進行全面地研究分析，而且需要收集必要的資料并且加以整理當作設(shè)計的依據(jù)。再根據(jù)這樣的工作條件，在設(shè)計時就要想到到防塵措施；1斗桿油缸；2動臂；3油管；4動臂油缸；5鏟斗；6斗齒；7側(cè)板；8連桿；9曲柄；10鏟斗油缸；11斗桿圖41工作裝置組成圖 The work device of figure圖41為小型挖掘機工作裝置的組成圖和傳動示意圖，其中反鏟工作裝置主要由曲柄連桿鏟斗斗桿1動臂2和相應(yīng)的直線液壓缸4等所組成。上述過程一般只是一種理想化的工作過程。如果速度過高的話就會讓里面的密封件的過熱從而發(fā)生磨損現(xiàn)象，這樣的話就可能讓活塞桿、導(dǎo)向套還有缸筒發(fā)生磨損。液壓缸的額定的工作壓力要根據(jù)我們選的液壓泵的額定壓力的70%來計算。 液壓缸油口直徑的計算油口直徑的計算要根據(jù)液壓缸的最大輸出速度和液流速度來計算，公式如下： (47)式中－液壓缸的油口直徑(m)D－液壓缸的內(nèi)徑(m)－液壓缸的最大輸出運動速度(m/min)－油口的液流速度(m/min)，當單活塞桿進行差動連接的情況下，活塞向外伸出的速度計算公式:式中－液壓缸在差動聯(lián)接時，活塞的外伸速度，可看成油口液流的速度(m/min)－液壓泵的流量(/s) －活塞桿的面積，它的計算公式方法: 公式里的d－活塞桿直徑(m) 所以=代入數(shù)據(jù)，根據(jù)以上公式初選得：=15mm圖43油口簡圖 Oil mouth diagram 液壓缸工作行程計算 液壓缸的工作行程長度，可以根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)的實際工作情況的最大行程來確定，可以查考表35中的系列尺寸來選擇。（b）缸筒的強度驗算缸筒內(nèi)徑和壁厚之比=10=10，就屬于薄壁缸筒，公式如下： = =5mm 可以看出,強度剛好達到要求。導(dǎo)向套和缸筒卡環(huán)安裝時應(yīng)特別注意避免密封件被卡鍵槽或者油孔邊緣擦傷密封系統(tǒng)確定：密封方式密封件說明附圖動密封U型圈+格萊圈U型圈+格萊圈適用于對密封要求嚴格的苛刻的工作條件；格萊圈適用在工作活塞寬度小，高壓，高速的場合，安裝維修方便。流量 輸出扭矩 輸出功率 式中 ——每轉(zhuǎn)的體積排量 ——馬達速率 ——容積效率 ——機械效率按經(jīng)驗公式選取t t取160mm式中G=1721mm驅(qū)動輪節(jié)圓直徑（mm）導(dǎo)向輪工作面直徑取200mm。液壓缸所需流量式中－液壓缸有效作用面積，；－表示的是液壓缸的最大速度，m/s。 =++ =空斗返回:卸載結(jié)束，轉(zhuǎn)臺反向回轉(zhuǎn)，動臂液壓缸和斗桿液壓缸配合，把空斗放到新的挖掘點，此時是回轉(zhuǎn)和動臂和斗桿的復(fù)合動作。 式中 ——液壓泵的最大流量，； ——系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取，大流量取小值，小流量取 大值；——同時動作的執(zhí)行元件所需的最大流量。因此，柴油機功率必然與整機質(zhì)量有一定的函數(shù)關(guān)系，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的得到的經(jīng)驗公式為 式中——柴油機功率。如國內(nèi)最大的柴油機企業(yè)玉柴，就有YC4D、YC4E、YC4F、YC6D、YC6G、YC6W、YC6J等系列。而且通過這些組合閥可以實現(xiàn)一些特定的功能。下面我們從幾個方面來簡述如何更加合理選擇液壓閥。3．液壓閥額定壓力的選擇液壓閥上所標注的壓力都是指額定壓力，在正常的情況下，液壓閥額定壓力的選擇都比液壓系統(tǒng)中的壓力大小大上適當?shù)膲毫χ怠?．液壓閥控制方式的選擇液壓閥的控制方式我們一般用到的有手動的，電動的，還有液動的。本次論文液壓泵吸油管流速設(shè)定為，液壓系統(tǒng)壓油管流速取。油箱的作用是儲油、散熱、沉淀雜質(zhì)、分離油中空氣，并使空氣溢逸出?；赜凸芸谝鼻?5176。在油箱的適當位置要設(shè)吊耳，以便吊運，還要設(shè)置液位計，以監(jiān)視液位。因不受處理條件限制，大型油箱較多采用此方法。考慮油箱內(nèi)表面的防腐處理時，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入使用之間的時間間隔以及經(jīng)濟性，條件允許時采用不銹鋼制油箱無疑是最理想的選擇。油箱體積由于油箱外形不規(guī)則，所以取挖掘機原有參數(shù)油箱散熱面積如果油箱的高寬長之比在之間，油箱的散熱面積可按下式計算： 由于液壓系統(tǒng)運行的故障多數(shù)是由于液壓油的污染和選用不當引起的，其中對液壓油選擇不當、使用不慎，是一個重要方面。噴砂后熱噴涂氧化鋁。常用的方法有：①3）吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠些，之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。開式油箱應(yīng)用較多。所以選擇的鋼管。6．經(jīng)濟方面的選擇我們在選擇液壓閥的時候，一般都是用便宜的液壓閥，這樣才能降低成本，但是前提液壓保證液壓系統(tǒng)的功能，不能說為了讓這個系統(tǒng)做起來很便宜，然后選那些很便宜的但是性能達不到要求的液壓閥。實際的工作壓力主要與各個液壓元件的連接方式有很大的關(guān)系：就像電路一樣，在串聯(lián)回路中，系統(tǒng)中每個位置的流量都是相等的，如果時并聯(lián)回路的話，則流量就相當于各油路流量的總和。然后就是講這些液壓元件連接起來，當然，連接方式也應(yīng)該盡可能的合理。按操縱方式來分類液壓閥可分為：電動閥、手動閥、電液動閥、機動閥和液動閥等。這些系列的分法，一般是根據(jù)技術(shù)來源，缸數(shù)或都是用途來分的。我決定選用東風康明斯柴油發(fā)動機，B系列發(fā)動機下面的型號有EQB125EQB140EQB16017018019021023520等。根據(jù)所計算的液壓泵額定壓力和最大流量通過車友液壓元件產(chǎn)品樣本，選擇與之相當?shù)囊簤罕靡?guī)格型號。它給了整個系統(tǒng)液壓能。 P=16MPa =斗桿液壓缸有效作用面積 活塞桿前進時 為油缸的容積效率，取；將各值帶入式中，得。托鏈輪踏面直徑 取128mm。通常是與鋼絲擋圈配合使用。則最終選擇還是選擇液壓缸內(nèi)徑50mm的液壓缸。設(shè)置導(dǎo)向就是為了讓液壓缸的穩(wěn)定性能夠更好。） 液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d的確定 （41）