【正文】 在此，我忠誠的感謝學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)和各位導(dǎo)師 給我的幫助。在各種機(jī)械 設(shè)備上，液壓系統(tǒng)得到了廣泛的使用。集中式配置主要用于固定的液壓設(shè)備中，如機(jī)床及其自動線液壓系統(tǒng)。 對吸油管有： mmvQd ????? 圓整取 d=65mm。機(jī)械制動一般取 ? ? FB MM ~? ，液壓制動可取 ? ? FB MM ~? 。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 設(shè)備類型 精加工機(jī)床 組合機(jī)床 拉 床 農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械、工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu) 液壓機(jī)、重型機(jī)械、大中型挖掘機(jī)、起重運輸機(jī)械 工作壓力 P/Mpa 35 510 116 1632 表 31 各類機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力 初選系統(tǒng)工作壓力為 25MPa ⑵ 缸徑 D 和油塞桿直徑 d 的確定 挖掘機(jī)液壓缸均為單活塞桿液壓缸，其原理圖如下所示 圖 34 液壓缸原理圖 工作壓力 ? ~ ? d/D ~ ~ 表 32 按工作壓力選取 d/D 由 缸受力平衡知 2 2 212()44cmFD P D d P???? ? ? 式中 1P —— 液壓缸工作壓力，初算時可取系統(tǒng)工作壓力 25pP MPa? ； 2P —— 液壓缸回油腔背壓，有表 2 所示，取 2 1P MPa? ； Dd —— 活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，按表 3 取 d/D=。 已知 1300cDl R mm?? 1 430l mm? 1 2 0 1 3 0 0 3 4 5 . 7 9430dF K N?? ? ? 而這時斗桿及動臂油缸均處于閉鎖狀態(tài)，斗桿油缸閉鎖力gF? 應(yīng)滿足 1m ax 222BBg F l F lF ll?? ?? （ 32） 式中 2l — 斗桿閉鎖力 gF? 對斗桿與動臂鉸點的力臂， m； Bl — max1F 對斗桿與動臂鉸點 B 的力臂， m； Bl? — 2F 對斗桿與動臂鉸點 B 的力臂， m； 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 31 鏟斗缸受力分析圖 2F —— 挖掘阻力的法向分力，取2 1 m a x,( 0. 1 ~ 0. 2)F F N? 已知 2 430l mm? 3900Bl mm? 650Bl mm?? 2 1 m a 120 12F F K N K N? ? ? ? 120 3900 12 650 430 430gF K N???? ? ? ? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 動臂油缸閉鎖力 bF? 應(yīng)滿足 323m ax1 l lFl lFF AAb ?? ?? （ 33） 式中 3l —— 動臂油缸閉鎖力 dF? 對 鉸點 A 的力臂， m； Al —— max1F 對動臂下鉸點 A 的力臂， m； Al? —— 2F 對鉸點 A 的力臂， m。當(dāng)對各個執(zhí)行元件進(jìn)行調(diào)速控制時，系統(tǒng)所需流量大于油泵的輸出流量，此時必然會導(dǎo)致一部分流量損失掉。 圖 28 行走復(fù)合動作時的幾種供油情況 167。 由于滿斗提升時動臂油缸壓力高，導(dǎo)致變量泵流量減小，為了使動臂提升和回轉(zhuǎn)、斗桿外放相互配合動作，由一個油泵專門向動臂油缸供油，另一個油泵除了向回轉(zhuǎn)馬達(dá)和斗桿供油外，還有部分油供給動臂，如圖 27b所示。當(dāng)鏟斗和動臂復(fù)合動作挖掘時，由于動臂僅僅起調(diào)解位置的作用，主要是斗桿進(jìn)行挖掘，因此采用斗桿優(yōu)先合流、雙泵供油，如圖 26b 所示。 動臂升降 斗桿收放 鏟斗裝卸 4 、平臺臺回轉(zhuǎn) 整機(jī)行走 圖 21 液壓挖掘機(jī)的運動圖 由于液壓挖掘機(jī)的作業(yè)對象和工作條件變化較大，主機(jī)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(dá)的壓力和流量也能相應(yīng)變化 。 液壓挖掘機(jī) 由 柴油機(jī)驅(qū)動液壓泵，操縱分配閥，將高壓油送給各液壓執(zhí)行元件 (液壓缸或液壓馬達(dá) )驅(qū)動相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。其中長期作業(yè)條件相似的挖掘機(jī)反鏟裝置大多采用整體鵝頸式動臂結(jié)構(gòu)。液壓系統(tǒng)設(shè)計得合理與否，對挖掘機(jī)的性能起著決定性的作用。液壓挖掘機(jī)作為一個有機(jī)整 體，其性能的優(yōu)劣不僅與工作裝置機(jī)械零部件性能有關(guān)，還與液壓系統(tǒng)、 控制系統(tǒng)性能有關(guān) 。 2021年全國液壓挖掘機(jī)的銷售量超過 18000 臺。 各油缸尺寸的確定 ............................... 19 167。圖紙基本采用 Auto CAD 二維 軟件繪圖。論文對挖掘機(jī)的各種工況進(jìn)行了分析，系 統(tǒng)總結(jié)了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求。 液壓挖掘機(jī)工況 .................................. 7 167。 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升的驗算 ..................... 29 167。它是目前挖掘機(jī)械中重要的機(jī)種。工作裝置是挖掘機(jī)完成實際作業(yè)的主要組成部分，常用的有反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，而同一種裝置可以有多種結(jié)構(gòu)形式，前面所述的反鏟裝置應(yīng)用最為廣泛?？杉?xì)分為行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和動力裝置。鏟斗與斗桿前端鉸接，并通過鏟斗油缸伸縮使鏟斗轉(zhuǎn)動。卸完后，工作裝置再轉(zhuǎn)至挖掘位置進(jìn)行第二次挖掘循環(huán)。此時斗桿收回，動臂抬起，希望斗桿和動臂分別由獨立的油泵供油，以保證彼此動作獨立，相互之間無干擾，并且要求泵的供油量小，使油缸動作慢，便于控制。 2 滿斗舉升回斗工況分析 挖掘結(jié)束后，動臂油缸將動臂頂起，滿斗舉升，同時回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸載處，此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)馬達(dá)的復(fù)合動作。由于動臂下降有重力作用，壓力低、變量泵流量大、下降快，要求回轉(zhuǎn)速度快，因此該工況的供油情況為一個油泵的全部流量供回轉(zhuǎn)馬達(dá)，另一油泵的大部分油供給動臂，少部分油經(jīng)節(jié)流閥供給斗桿 。 (2) 復(fù)合操縱性要求 挖掘機(jī)在作業(yè)過程中需要各個執(zhí)行元件單獨動作，但是在更多情況下要求各個執(zhí)行元件能夠相互配合實現(xiàn)復(fù)雜的復(fù)合動作，因此如何實現(xiàn)多執(zhí)行元件的復(fù)合動作也是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)操縱性要求的一方面。 (2) 根據(jù)液壓挖掘機(jī)的主要工作特點，系統(tǒng)地總結(jié)出 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求 :動力性要求、操縱性要求、節(jié)能性要求、安全性要求和其它性能的要求。dAl mm? 1630 。 圖 35 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 167。 最高轉(zhuǎn)速 min/1750r 。 此系統(tǒng)中泵流量為 min/560L ，則油箱容積 LV 2 2 4 045 6 0 ??? 。 （ 3）閥塊設(shè)計時應(yīng)注意進(jìn)出油口的方向和位置，應(yīng)與系統(tǒng)的總體布置及管道連接形式匹配，并考慮安裝操作方便。對系統(tǒng)的性能、發(fā)熱溫升進(jìn)行了驗算。感謝論文引用的參考文獻(xiàn)的作者們，他們大量開拓性的工作和成果，為我的畢業(yè)設(shè)計提供了堅實的基礎(chǔ)。 根據(jù)已知的條件和性能要求，計算了液壓系統(tǒng)在挖掘工作時的受力情況，計算了液壓缸在不同的運動狀態(tài)下的各種受力情況。在本次設(shè)計中，每個塊上集成 3 個閥。 167。 由上面計算 得知 m i n/4 1 47221 8 090 Lq ?????? m in/ Lq ???? 總 本 設(shè) 計 采 用 雙 聯(lián) 斜 軸 式 定 量 柱 塞 泵 ， 則 每 個 泵 所 需 流 量m in/ Lqq p ??? 總 液壓泵工作壓力的確定 液壓泵工作壓力 ???? pppp 1 式中 p —— 液壓泵最大工作壓力； 1p —— 執(zhí)行元件最大工作壓力； ??p —— 進(jìn)油路壓力損失，較復(fù)雜系統(tǒng)取 ~ ，此處取 MPa1 。從多路閥 A、 B 流出的壓力油河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 都要經(jīng)過限速閥進(jìn)入總回油管，再經(jīng)背壓閥、冷卻器、濾油器流回油箱。gG KN? 30 。 167。 2 操縱性要求 (1) 調(diào)速性要求 挖掘 機(jī)對調(diào)速操縱控制性能的要求很高，如何按照駕駛員的操縱意圖方便地實 現(xiàn)調(diào)速 操縱控制，對各個執(zhí)行元件的調(diào)速操縱是否穩(wěn)定可靠，成為挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計十分重要的一方面。 圖 27 回轉(zhuǎn)舉升供油情況 4 空斗返回工況分析 當(dāng)卸載結(jié)束后，轉(zhuǎn)臺反向回轉(zhuǎn)，同時動臂油缸和斗桿油缸相互配合動作，把空斗放在新的挖掘點。因此隨著回轉(zhuǎn)操縱桿行程的增大，回轉(zhuǎn)馬達(dá)油壓增加，回轉(zhuǎn)力增大。 1 挖掘工況分析 挖掘過程中 主要以鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸分別單獨進(jìn)行挖掘，或者兩者復(fù)合動作， 必要時配以動臂液壓缸的動作。動臂下降至鏟斗觸地后再操縱斗桿缸或鏟斗缸，液壓缸大腔進(jìn)油而伸長，使鏟斗進(jìn)行挖掘和裝載工作。斗桿鉸接于動臂的上端，由斗桿油缸控制斗桿與動臂相對角度。 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu) (1) 液壓挖掘機(jī)組成 為了 實現(xiàn)液壓挖掘機(jī)的各項功能， 單斗 液壓挖掘機(jī)需要兩個基本組成部分，即機(jī)體 (或稱主機(jī) )和工作裝置。 (2) 機(jī)械系統(tǒng) 液壓挖掘機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)部分是完成挖掘機(jī)各項基本動作的直接執(zhí)行者，河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 主要包括 :行走裝置是整個機(jī)器的支撐部分，承受機(jī)器的全部重量和工作裝置的反力，同時能使挖掘機(jī)作短途行駛 .按照結(jié)構(gòu)的不同，分履帶式和輪胎式。因此液壓挖掘機(jī)逐步取代機(jī)械式挖掘機(jī)是必然的趨勢。 管路油管的選擇 ................................. 27 167。 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu) .................................. 3 167。因此，對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析設(shè)計對推動我國挖掘機(jī)發(fā)展具有十分重要的意義。平臺可 360176。 斗桿油缸尺寸的計算 ......................... 22 167。 2021 年北京奧運會、 2021 年上海 世博會、西部大開發(fā)、南水北調(diào)工程對機(jī)械設(shè)備的需求為挖掘機(jī)生產(chǎn)廠商提供了大量商機(jī)。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，符號挖掘機(jī)工作條件惡劣，負(fù)荷多變的要求。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。剛度相同時，其重量比組合動臂輕，是目前應(yīng)用最廣泛的液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)形式。反鏟工作裝置由鏟斗 斗桿 1動臂 連桿 8 及相應(yīng)的三組液壓缸 10 組成。 液壓挖掘機(jī)一個 作業(yè)循環(huán)的組成和動作的復(fù)合主要包括 : (1) 挖掘 :通常以鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸進(jìn)行挖掘，或者兩者配合進(jìn)行挖掘，因此，在此過程中主要是鏟斗和斗桿的復(fù)合動作，必要時，配以動臂動作。對于雙泵系統(tǒng)，其復(fù)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(jìn)行流量分配，其流量分配要求和三泵系統(tǒng)相同。 三泵系統(tǒng)的供油情況如圖 27c所示。這些主要機(jī)構(gòu)經(jīng)常起動、制動、換向，外負(fù)載變化很大，沖擊和振動多，因此挖掘機(jī)對液壓系統(tǒng)提出了很高的 設(shè)計要求。當(dāng)挖掘機(jī)處于空載不工作的狀態(tài)下，如何降低泵的輸出流量，降低空載回油的壓力，也是降低能耗的關(guān)鍵。 斗桿油缸作用力的確定 當(dāng)挖掘機(jī)以斗桿挖掘時，其最大挖掘力則有斗桿油缸來保證。 則 ? ?3 2 .5 0 .1 42 .3 1 1 0 3 2 .5 1 C? ???? ? ? C?? 取 0 .0 2 1 2 1m mm? ?? 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 則缸外徑 1 2 14 0 2 21 18 2D D mm?? ? ? ? ? ? 有挖掘機(jī)實際運動軌跡和外型尺寸知 鏟斗缸工作行程為 mmL 1350? 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（論文） 27 設(shè) 經(jīng)過四級減速，傳動比 ?????總i 則馬達(dá)所受最大力矩 39。 （ 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。本次設(shè)計的是挖掘機(jī)