【正文】 ……17 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析…………………………………………19 液壓系統(tǒng)方案擬訂………………………………………………204 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………21 液壓系統(tǒng)方案及參數(shù)確定………………………………………21 執(zhí)行元件液壓缸及系統(tǒng)壓力的初選……………………………22 計(jì)算工作裝置鏟斗液壓缸的主要尺寸…………………………23 液壓系統(tǒng)原理圖的制定…………………………………………265 液壓元件的選擇與專用件的設(shè)計(jì)…………………………………31 液壓泵的選擇和泵的參數(shù)的計(jì)算………………………………31 柴油發(fā)動機(jī)的選擇………………………………………………33 液壓閥的選擇……………………………………………………33 其他液壓元件的選擇……………………………………………36 油箱容量的確定…………………………………………………386 壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算……………………………………………………40 液壓系統(tǒng)壓力損失………………………………………………40 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算………………………………………41總 結(jié)………………………………………………………………46參考文獻(xiàn)………………………………………………………………47致　 謝………………………………………………………………49內(nèi)容提要挖掘機(jī)作為我國工程機(jī)械的主力機(jī)種，被廣泛應(yīng)用于各種各樣的施工作業(yè)中。課題以企業(yè)為依托。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 “WY200 medium type hydraulic excavator”.This task is由于挖掘機(jī)的工作條件惡劣，要求實(shí)現(xiàn)的動作很復(fù)雜，于是它對液壓系統(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。隨著液壓傳動技術(shù)迅速發(fā)展成為一種成熟的傳動技術(shù)，挖掘機(jī)有了適合它的傳動裝置，為挖掘機(jī)的發(fā)展建立了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，是挖掘機(jī)技術(shù)上的一個飛躍 。從二十世紀(jì)六十年代到八十年代中期，液壓挖掘機(jī)進(jìn)入了推廣和蓬勃發(fā)展的階段，各國挖掘機(jī)制造廠和品種增加很快，產(chǎn)量猛增。挖掘機(jī)的發(fā)展主要以液壓技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)，其液壓系統(tǒng)已成為工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的主流形式。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設(shè)計(jì)理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計(jì)理論和方法，并將疲勞損傷累積理論斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、電子計(jì)算機(jī)控制的電液伺服疲勞試驗(yàn)技術(shù)、疲勞強(qiáng)度分析方法等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)強(qiáng)度研究方面，不斷提高設(shè)備的可靠性。(1) 開式向閉式液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變采用三位六通閥，其特點(diǎn)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。(2) 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用目前液壓挖掘機(jī)上典型的節(jié)能技術(shù)基本上有兩種。(3) 提高負(fù)載能力和可靠性為了提高挖掘機(jī)的負(fù)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。美國提出了考核動強(qiáng)度的動態(tài)設(shè)計(jì)分析方法。日本住友公司生產(chǎn)的FJ系列五中新型號挖掘機(jī)配有與液壓回路連接的計(jì)算機(jī)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(jī)功率和液壓功率的消耗，并延長了零部件的使用壽命。(2) 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求對液壓挖掘機(jī)一個工作循環(huán)中的四種工況一挖掘工況、滿斗舉升回轉(zhuǎn)工況、卸載工況和卸載返回工況進(jìn)行了詳細(xì)的分析，總結(jié)了每個工況下各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要復(fù)合動作。它是目前挖掘機(jī)械中重要的機(jī)種。因此液壓挖掘機(jī)原動力一般由柴油機(jī)提供，柴油機(jī)具有工作可靠、功率特性曲線硬、燃油經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，符號挖掘機(jī)工作條件惡劣，負(fù)荷多變的要求。(3) 液壓系統(tǒng)液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)、行走和工作裝置的動作都由液壓傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，原動機(jī)驅(qū)動雙聯(lián)液壓泵，把壓力油分別送到兩組多路換向閥。液壓系統(tǒng)習(xí)慣上按主油泵的數(shù)量、功率調(diào)節(jié)方式和回路的數(shù)量來分類。工作裝置根據(jù)工作性質(zhì)的不同，可配備反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，分別完成挖掘、裝載、抓取、起重、鉆孔、打樁、破碎、修坡、清溝等工作。如圖 2. 1 所示，整體鵝頸式動臂反鏟挖掘機(jī)工作裝置主要由動臂、動臂油缸、斗桿、斗一桿油缸、鏟斗、鏟斗油缸、搖臂、連桿、銷軸等組成。挖掘機(jī)司機(jī)扳動操縱手柄，使回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥接通，于是回轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動并帶動上部平臺回轉(zhuǎn)，使工作裝置轉(zhuǎn)向挖掘地點(diǎn)，在執(zhí)行上述過程的同時操縱動臂油缸換向閥，使動臂油缸上腔進(jìn)油，將動臂下降，直至鏟斗接觸地面，然后司機(jī)操縱斗桿油缸和鏟斗油缸的換向閥，使兩者的大腔進(jìn)油，配合動斗桿油缸 動臂 油管 動臂油缸 鏟斗 斗齒 側(cè)齒 連桿 搖桿 鏟斗油缸 1斗桿 反鏟挖掘機(jī)工作裝置作以加快作業(yè)進(jìn)度，進(jìn)行復(fù)合動作的挖掘和裝載:鏟斗裝滿后將斗桿油缸和鏟斗油缸的操縱手柄扳回中位，使鏟斗和斗桿油缸閉鎖，再操縱動臂油缸換向閥，使動臂油缸的下腔進(jìn)油，將動臂提升，舉起裝滿土的鏟斗離開工作面，隨即扳動平臺回轉(zhuǎn)換向閥手柄，使上部平臺回轉(zhuǎn)，帶動鏟斗轉(zhuǎn)至運(yùn)輸車輛上方，再操縱斗桿油缸使鏟斗高度稍降一些，并在適當(dāng)?shù)母叨炔倏v鏟斗油缸使鏟斗卸土。而鏟斗鉸接于斗桿前端，通過鏟斗缸和連桿則使鏟斗繞斗桿前鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動?！∫簤和诰驒C(jī)的工況液壓挖掘機(jī)的作業(yè)過程包括以下幾個動作( 所示):動臂升降、斗桿收放、鏟斗裝卸、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、整機(jī)行走以及其它輔助動作。(4) 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(diǎn)，此時是回轉(zhuǎn)和動臂或斗桿的復(fù)合動作。液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸土處，此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動作[16]。在斗桿油缸活塞桿端回油路上設(shè)置可變節(jié)流閥，此節(jié)流閥的開口度即節(jié)流程度由回轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓力來控制。在雙泵系統(tǒng)中，回轉(zhuǎn)起動時，由于慣性較大，油壓會升得很高，有可能從溢流閥溢流，此時應(yīng)該將溢流的油供給動臂， 所示。為了調(diào)整卸載位置，還需要動臂配合動作。為了保證挖掘機(jī)的直線行駛性，在三泵供油系統(tǒng)中，左右行走馬達(dá)分別由一個油泵單獨(dú)供油，另一個油泵向其它液壓作用元件(如動臂、斗桿、鏟斗和回轉(zhuǎn))供油， 所示。雙泵液壓系統(tǒng)中就常常采用合流的方式來提高發(fā)動機(jī)的功率利用率。因此，如何協(xié)調(diào)多執(zhí)行元件復(fù)合動作時的流量供應(yīng)問題也是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要考慮的。由于挖掘機(jī)在城市建設(shè)施工中應(yīng)用越來越多，因此要不斷提高挖掘機(jī)的作業(yè)性能，降低振動和噪聲，重視其作業(yè)中的環(huán)保性[21]。因此可以把上述系統(tǒng)圖進(jìn)一步簡化，突出核心內(nèi)容。(3)　將簡化后的液壓系統(tǒng)連接起來。廣泛用于建筑施工、市政工程、水電、國防工程和一般礦山采掘，挖掘IVI級土壤[23]。要使機(jī)構(gòu)正常工作且具有平穩(wěn)性，兩動臂液壓缸必須同步運(yùn)動，這就要求任何時刻進(jìn)出油路的壓力油，必須保持一定的壓力平衡?！∮?jì)算工作裝置鏟斗液壓缸的主要尺寸活塞桿直徑d與缸筒內(nèi)徑D的計(jì)算 受拉時： d=()D受壓時： d=()D (p15mpa) d=()D(5mpa p17mpa) d=(p17mpa)(1) 液壓油缸的缸徑、桿徑和工作壓力確定根據(jù)技術(shù)條件：確定液壓缸徑和桿徑及行程為：缸徑D=Φ125mm，桿徑d==Φ85mm 由此計(jì)算出液壓系統(tǒng)工作壓力為：P= （）=（2847103）/（π（1252852））=32MPa 式中F為鎖緊力，F(xiàn)=284KN(2) 缸筒壁厚計(jì)算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，在此液壓系統(tǒng)中，≤D/δ＜16，故缸筒壁厚應(yīng)用中等壁厚計(jì)算公式，此時：δ= +C （） ψ：強(qiáng)度系數(shù)，對無縫鋼管， ψ=1C：用來圓整壁厚數(shù) Py:液壓缸內(nèi)最高工作壓力。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動作。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。閥控系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是節(jié)流式系統(tǒng)。：液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。提高系統(tǒng)的工作效率。管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥，則取=1Mpa。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》發(fā)動機(jī)參數(shù)表得：發(fā)動機(jī)機(jī)型號— 6135K—16功率106KW 轉(zhuǎn)速2100r/min 　液壓閥的選擇選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。對液壓閥流量的選擇，可以按照產(chǎn)品標(biāo)明的公稱流量為依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品有關(guān)流量曲線來確定?！∫簤嚎刂崎y序號代 號名稱及規(guī)格材料數(shù)量1Q11F16P25不銹鋼截止閥成品22DBDW10B150X/10UG24NZ5L電磁溢流閥成品13S型單向閥成品14S型單向閥成品15XJF32/10蓄能器截止閥成品16DRV16110/2單向節(jié)流閥成品19S型單向閥成品110ZDR6DP230/疊加式減壓閥成品111Z1S6P130/疊加式單向閥成品1124WE10J3X/CG24NZ5L電磁換向閥成品113ZDR10DP230/疊加式減壓閥成品114Z2FS1630/S2疊加式雙單向節(jié)流閥成品2154WEH16Y50/OF6AG24NETS2Z5L/B08電液換向閥成品116Z2FS1630/S2疊加式雙單向節(jié)流閥成品217DR2055X/10YM先導(dǎo)式減壓閥成品218DR2055X/10Y先導(dǎo)式減壓閥成品1194WEH16E50/6AG24NETS2Z5L/B08電液換向閥成品1204WE10E3X/CG24NZ5L電磁換向閥成品121DB2025X/315溢流閥成品222單向閥成品123Z2FS1020/疊加式雙單向節(jié)流閥成品124溢流閥成品125QJH—6WL高壓球閥DN6成品3選用主操作閥采用川崎KMX15R/B450，最大流量270L/min，能實(shí)現(xiàn)動臂提升合流、斗桿大小腔合流、斗桿再生回路、行走直線、動臂提升優(yōu)先、回轉(zhuǎn)優(yōu)先、斗桿閉鎖等功能。再按照公式 d= 算出管道內(nèi)徑： 液體流量流速 計(jì)算數(shù)值管路名稱 通過流量/(L/s)允許流速/(m/s)管道內(nèi)徑/m實(shí)際取值/m大泵吸油管小泵吸油胳大泵排油管4小泵排油管4查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得：Φ18Φ34Φ654 膠管的選擇根據(jù)工作壓力和按公式得管子的內(nèi)徑選擇膠管的