【正文】 機的主要動作，要考慮全功率驅(qū)動[14]。挖掘作業(yè)時，接通回轉馬達，轉動轉臺，使工作裝置轉到挖掘位置，同時操縱動臂缸小腔進油使液壓缸回縮。土方卸完后，使平臺反轉并降低動臂，直到鏟斗回到作業(yè)點上方，以便進行下一工作循環(huán)[12]。裝置各運動部件之間全部采用銷軸鉸接，以動臂油缸來支撐和改變動臂的傾角，通過動臂油缸的伸縮可使動臂繞下。挖掘機的基本性能決定于各部分的構造、性能及其綜合的效果[11]。4 控制系統(tǒng)液壓挖掘機控制系統(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)等進行控制的系統(tǒng)。通過司機的操縱，將壓力油單獨或同時送往液壓執(zhí)行元件(液壓馬達和液壓油缸)驅(qū)動執(zhí)行機構工作。挖掘機的額定負荷與汽車。單斗液壓挖掘機的作業(yè)過程是以鏟斗(一般裝有斗齒)的切削刃切削土壤并將土裝入斗內(nèi)，斗滿后提升。2 挖掘機液壓系統(tǒng)設計要求對液壓挖掘機一個工作循環(huán)中的四種工況一挖掘工況、滿斗舉升回轉工況、卸載工況和卸載返回工況進行了詳細的分析，總結了每個工況下各執(zhí)行機構的主要復合動作。日本住友公司生產(chǎn)的FJ系列五中新型號挖掘機配有與液壓回路連接的計算機輔助的功率控制系統(tǒng)，利用精控模式選擇系統(tǒng)，減少燃油、發(fā)動機功率和液壓功率的消耗，并延長了零部件的使用壽命。美國提出了考核動強度的動態(tài)設計分析方法。(3) 提高負載能力和可靠性為了提高挖掘機的負載能力，直接的方法是提高其液壓系統(tǒng)工作壓力、流量和功率。(2) 節(jié)能技術的應用目前液壓挖掘機上典型的節(jié)能技術基本上有兩種。(1) 開式向閉式液壓系統(tǒng)的轉變采用三位六通閥，其特點是有兩條供油路，其中一條是直通供油路，另一條是并聯(lián)供油路。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設計理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論斷裂力學、有限元法、優(yōu)化設計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術、疲勞強度分析方法等先進技術應用于液壓挖掘機強度研究方面，不斷提高設備的可靠性。挖掘機的發(fā)展主要以液壓技術的應用為基礎，其液壓系統(tǒng)已成為工程機械液壓系統(tǒng)的主流形式。從二十世紀六十年代到八十年代中期，液壓挖掘機進入了推廣和蓬勃發(fā)展的階段，各國挖掘機制造廠和品種增加很快，產(chǎn)量猛增。隨著液壓傳動技術迅速發(fā)展成為一種成熟的傳動技術，挖掘機有了適合它的傳動裝置，為挖掘機的發(fā)展建立了強有力的技術支撐，是挖掘機技術上的一個飛躍 。由于挖掘機的工作條件惡劣，要求實現(xiàn)的動作很復雜，于是它對液壓系統(tǒng)的設計提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機械液壓系統(tǒng)中最為復雜的。旋轉，性能可靠，操作舒適，可廣泛應用于建筑，市政，供水，供氣，供電農(nóng)林建設SummaryThe excavator is a main consrtuctional machine，which is now widely used in various construction core technique of excavator is hydrau1ic technique. Becauseofthe bad working condition and conmplicated working movements of the excavatot，it has high requitements for its hydraulic the excavator’s hydraulic system is the most plicated one in all constructional machines ,the analysis and research of its hydrau1ic system make very important sens.On the basis of prehensive co11ection of re1ated information about the excavator’s hydraulic system at home and abroad，the main working conditions of the excavator are studied and the design requitments of its hydraulic system are systematically summarized. According to the design pressure pensated hydraulic system is creatively designed using general multiple until value equipped with special contol valve and electronic contor systems,which has useful reference value for the future research and development of the excavator’s hydraulic system in our country.The name of this graduated task is “SWE70H” medium type hydraulic excavator”.This task is本次畢業(yè)設計課題是ＳＷＥ７０Ｈ型液壓挖掘機。挖掘機產(chǎn)品的核心技術就是液壓系統(tǒng)設計，由于挖掘機的工作條件惡劣，要求實現(xiàn)的動作復雜，于是它對液壓系統(tǒng)的設計提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機械液壓系統(tǒng)中最為復雜的。本人的設計主要致力于分析和設計小型液壓挖掘機工作裝置中斗桿機構液壓系統(tǒng)。swwing plat roof,good quality, controlling fortable, be widely used in construction,supply and city planning.目 錄內(nèi)容提要 ISummary II一 前言 1（一）挖掘機簡介 1（二）國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài) 2（三）本設計的研究內(nèi)容 5二 液壓挖掘機結構與工作原理 5（一）液壓挖掘機整機性能 6（二）液壓挖掘機結構 7（三）液壓挖掘機傳動原理 9三 液壓挖掘機工況分析及液壓系統(tǒng)設計方案的確定 10（一）液壓挖掘機的工況 10（二）挖掘機液壓系統(tǒng)的設計要求 14（三）挖掘機液壓系統(tǒng)的分析 15（四）液壓系統(tǒng)方案擬訂 16四 液壓系統(tǒng)的設計 17（一）液壓系統(tǒng)方案及參數(shù)確定 17（二）執(zhí)行元件液壓缸及系統(tǒng)壓力的初選 18（三) 計算工作裝置鏟斗液壓缸的主要尺寸 19（四）液壓系統(tǒng)原理圖的制定 21五 液壓元件的選擇與專用件的設計 25（一）液壓泵的選擇和泵的參數(shù)的計算 26（二）柴油發(fā)動機的選擇 28（三）液壓閥的選擇 28（四）其他液壓元件的選擇 31（五）油箱容量的確定 33六 液壓系統(tǒng)性能驗算 34（一）液壓系統(tǒng)壓力損失 34（二）液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算 36總 結 41參考文獻 42致 謝 44一 前言液壓挖掘機是一種多功能機械，目前被廣泛應用于水利工程，交通運輸，電力工程和礦山采掘等機械施工中，它在減輕繁重的體力勞動，保證工程質(zhì)量。當時美國西部開發(fā)，進行鐵路建設，產(chǎn)生了模仿人體構造，有大臂、小臂和手腕，能行走和扭腰類似機械手的挖掘機，它采用蒸汽機作為動力在軌道上行走。1950年在意大利北部生產(chǎn)了第一臺液壓挖掘機。目前國際上迅速發(fā)展全液壓挖掘機，對其控制方式不斷改進和革新，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。（二） 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)1 國外研究狀況及發(fā)展動態(tài)從20世紀60年代液壓傳動技術開始應用在挖掘機上至今，挖掘機液壓系統(tǒng)己經(jīng)發(fā)展到了相當成熟的階段。近幾年來，隨著液壓挖掘機產(chǎn)量的提高和使用范圍的擴大，世界上著名的挖掘機生產(chǎn)商紛紛采用各種高新技術，來提高自己挖掘機在國際上的競爭力，主要表現(xiàn)在五個方面: (1)液壓系統(tǒng)逐漸從開式系統(tǒng)的轉變。由于挖掘機作業(yè)工程中要求對液壓元件能很好地控制其運動速度和進行微調(diào)，而且在其工作的許多工況下要求多個執(zhí)行元件完成復合動作，而長期以來使用的開式液壓系統(tǒng)無法滿足挖掘機的調(diào)速和復合動作的要求。德國曼內(nèi)斯曼(Mannesmann)公司研制的一種負載傳感系統(tǒng)，將其安裝在液壓系統(tǒng)中，可以控制一個或幾個液壓作用元件，而與對其施加的載荷無關。功率在數(shù)百千瓦以上。日前國際上迅速發(fā)展全液壓挖掘機，不斷改進和革新控制方式，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操作和電氣控制，無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。先進的挖掘機液壓系統(tǒng)都被國際上一流的生產(chǎn)企業(yè)壟斷，國內(nèi)企業(yè)在該領域的研究幾乎是空白，這樣國內(nèi)的挖掘機生產(chǎn)廠家就無法獨立制造出性能優(yōu)異的挖掘機，絕大部分的市場份額都被國外各種品牌的挖掘機所占據(jù)。本文在分析研究了挖掘機液壓系統(tǒng)的基礎上，根據(jù)挖掘機液壓系統(tǒng)的設計要求，設計了一套適合我國生產(chǎn)制造的單斗挖掘機液壓系統(tǒng)。因此單斗液壓挖掘機是一種周期作業(yè)的自行式上方機械[8]。挖掘機采用車用柴油機時，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地連接起來地組合體既是液壓挖掘機地液壓系統(tǒng)。（二）液壓挖掘機結構1 液壓挖掘機組成為了實現(xiàn)液壓挖掘機的各項功能，單斗液壓挖掘機需要兩個基本組成部分，即機體(或稱主機)和工作裝置。其中長期作業(yè)條件相似的挖掘機反鏟裝置大多采用整體鵝頸式動臂結構。當斗桿油缸伸縮時，斗桿可繞動臂上鉸點轉動。液壓挖掘機的工作裝置采用連桿機構原理，各部分的運動通過液壓缸的伸縮來實現(xiàn)。卸完后，工作裝置再轉至挖掘位置進行第二次挖掘循環(huán)。（2）滿斗舉升回轉:挖掘結束，動臂液壓缸將動臂頂起，滿斗提升，同時回轉第2章挖掘機液壓系統(tǒng)的設計要求和分析方法液壓馬達使轉臺轉向卸土處，此時主要是動臂和回轉的復合動作。 斗尖沿直線平整土地圖 斗尖沿直線切削斜坡圖 鏟斗底壓整地面圖　　　　　　　 鏟斗底保持一定角度切削圖單獨采用斗桿挖掘時，為了提高掘削速度，一般采用雙泵合流，個別也有采用三泵合流。對于雙泵系統(tǒng)，其復合動作時各液壓作用元件間出現(xiàn)相互干擾的可能性大，因此需要采用節(jié)流等措施進行流量分配，其流量分配要求和三泵系統(tǒng)相同。動臂抬升和回轉馬達同時動作時，要求二者在速度上匹配，即回轉到指定卸載位置時，動臂和鏟斗自動提升到合適的卸載高度。 所示?！】斩贩祷毓┯颓闆r發(fā)動機在低轉速時油泵供油量小，為防止動臂因重力作用迅速下降和動臂油缸產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，可采用動臂下降再生補油回路，利用重力將動臂油缸無桿腔的油供至有桿腔。根據(jù)液壓挖掘機的工作特點，其液壓系統(tǒng)的設計需要滿足以下要求[20]: 1動力性要求所謂動力性要求，就是在保證發(fā)動機不過載的前提下，盡量充分地利用發(fā)動機的功率，提高挖掘機的生產(chǎn)效率。尤其對行走機構來說，左、右行走馬達的復合動作問題，即直線行駛性也是設計中需要考慮的重要一方面。（4）安全性要求挖掘機的工作條件惡劣，載荷變化和沖擊振動大，對于其液壓系統(tǒng)要求有良好的過載保護措施，防止油泵過載和因外負載沖擊對各個液壓作用元件的損傷。下面對多路閥液壓系統(tǒng)進行分析：[22]。回油口drl, dr2, dr3, dr4, dr5:通向各個閥桿的先導控制油路。3 提出一種有效、直觀的挖掘機液壓系統(tǒng)的設計方案，并詳細介紹設計的步驟。m3/h最大挖掘深度執(zhí)行元件工作壓力可以根據(jù)總負載值或者主機設備類型選取。計算得λ=41265/85=＜[λ]，故滿足要求。此種調(diào)速方式結構簡單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合。進油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。經(jīng)過上述分析此方案選用液壓控制閥控制系統(tǒng)：①先導型控制系統(tǒng) 換向控制閥的控制形式有直動型（用手柄直接操縱換向閥主閥芯，目前少用）和先導型兩種。而使用負荷傳感變量系統(tǒng)，泵的流量全部用于負載上，泵的壓力僅比負荷壓力大13Mpa；流量控制精度高，不受負荷壓力變化的影響；幾個執(zhí)行元件可以同步運動或以某種速比運動，且互不干擾。完全負荷傳感控制系統(tǒng) 完全負荷傳感控制系統(tǒng)由負荷傳感控制閥和負荷傳感控制變量泵組成帶次級壓力補償閥的負荷傳感系統(tǒng)德國力士樂公司等）在其生產(chǎn)的液壓挖掘機上設置了負荷傳感分流器LUOV（Last Unabhangige Durchfluss Vereilung)系統(tǒng)，其主要作用是：當多個執(zhí)行元件同時工作、所需的流量大于液壓泵的流量時，產(chǎn)生供油不足的現(xiàn)象，這不能使正在工作臺的執(zhí)行元件與負載壓力無關的控制得到保證。在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機床、擠壓機壓力機等場合。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。各回路相互組合時要去掉重復多余的元件，力求系統(tǒng)結構簡單。系統(tǒng)圖中應注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動作，注明各液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵、行程閥。從液壓原理圖可以看出，快速運動時系統(tǒng)的壓力和流量都較大，這時，大小泵同時參加工作，小泵排油壓力和流量均較大?？梢允瓜到y(tǒng)的設計合理，性能優(yōu)良，安裝簡便，維修容易，并保證系正常工作的重要條件。4 液壓閥的結構形式的選擇液壓閥的結構方式分為：管式結構，板式結構。 測壓軟管 ， 最大壓力40Mpa PT3 測壓排氣接頭4 液位液溫計空氣濾清器和直回式回油過濾器的選擇依據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力和流量，系統(tǒng)的發(fā)熱量來選擇，由《機械設計手冊》得：直回式回油過濾器 RFA250*20FY液位液溫計 YWZ200TA液位液溫計 WSSX411，40～80176。（4）膠管的接頭軸線，應盡量放置在運動的平面內(nèi)，避免兩端互相運動時膠管受