【正文】 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 6 頁(yè) 共 37 頁(yè) 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。單獨(dú)采用鏟斗挖掘時(shí)，也有采用雙泵合流的情況。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。 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。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。 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 15 頁(yè) 共 37 頁(yè) 15 第 3 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 167。A mm? 3 540 。 各液壓缸和馬達(dá)流量的確定 ⑴ 取 每個(gè)液壓缸的伸縮速度 m i n/6 0 0 0m a x mmV ? 根據(jù)前面計(jì)算出的各缸參數(shù)如下： 鏟斗缸： 缸內(nèi)徑 140D mm? 活 塞 桿 徑 100d mm? mmS 1350?行程 斗桿缸： 200D mm?缸 內(nèi) 徑 140d mm?活 塞 桿 徑 mmS 1755?行程 動(dòng)臂缸： 缸內(nèi)徑 125D mm? 活 塞 桿 徑 90d mm? mmS 1625?行程 ⑵ 每個(gè)缸的流量計(jì)算 2max max4q D V?? （ 38） ① 、 鏟斗缸 2m a x m a x241 3. 14 1. 4 60 90 / m in4q D VL??? ? ? ? ? ② 、 斗桿缸 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 26 頁(yè) 共 37 頁(yè) 26 2m a x m a x241 3. 14 2 60 18 0 / m in4q D VL??? ? ? ? ? ③動(dòng)臂缸 2m a x m a x22 412 3 .1 4 1 .2 5 6 0 1 4 4 / m in4q D VL???? ? ? ? ? ? ? ? 及選型、回轉(zhuǎn)馬達(dá)的流量計(jì)算2 平臺(tái)回轉(zhuǎn)啟動(dòng)力矩一般應(yīng)小于制動(dòng)力矩。 管路油管的選擇 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 28 頁(yè) 共 37 頁(yè) 28 管路是液壓系統(tǒng)中液壓元件之間傳遞工作介質(zhì)的各種油管的總稱。 167。需要調(diào)節(jié)的閥應(yīng)放在便于操作的位置，需要經(jīng)常檢修的閥應(yīng)安裝在閥塊的上方或外側(cè)。 通過(guò)此 設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)液壓原理和流體機(jī)械及有關(guān)課程和知識(shí)，提高了綜合運(yùn)用這些知識(shí)的能力。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(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 根據(jù)已知的條件和性能要求，計(jì)算了液壓系統(tǒng)在挖掘工作時(shí)的受力情況，計(jì)算了液壓缸在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的各種受力情況。在本次設(shè)計(jì)中，每個(gè)塊上集成 3 個(gè)閥。 167。 由上面計(jì)算得知 m i n/4 1 47221 8 090 Lq ?????? m in/ Lq ???? 總 本 設(shè) 計(jì) 采 用 雙 聯(lián) 斜 軸 式 定 量 柱 塞 泵 ， 則 每 個(gè) 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 流出的壓力油甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 24 頁(yè) 共 37 頁(yè) 24 都要經(jīng)過(guò)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(duì)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(shí) 現(xiàn)調(diào)速 操縱控制，對(duì)各個(gè)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(jì)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(tái)反向回轉(zhuǎn)，同時(shí)動(dòng)臂油缸和斗桿油缸相互配合動(dòng)作，把空斗放在新的挖掘點(diǎn)。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(guò)程中 主要以鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸分別單獨(dú)進(jìn)行挖掘，或者兩者復(fù)合動(dòng)作， 必要時(shí)配以動(dòng)臂液壓缸的動(dòng)作。動(dòng)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(zhǎng)，使鏟斗進(jìn)行挖掘和裝載工作。斗桿鉸接于動(dòng)臂的上端，由斗桿油缸控制斗桿與動(dòng)臂相對(duì)角度。 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu) (1) 液壓挖掘機(jī)組成 為了 實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)的各項(xiàng)功能， 單斗 液壓挖掘機(jī)需要兩個(gè)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(xiàng)基本動(dòng)作的直接執(zhí)行者，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 3 頁(yè) 共 37 頁(yè) 3 主要包括 :行走裝置是整個(gè)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(shí)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(shì)。 管路油管的選擇 ................................. 27 167。 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu) .................................. 3 167。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是液壓挖 掘機(jī)。 各油缸尺寸的確定 ............................... 19 167。 2021年全國(guó)液壓挖掘機(jī)的銷售量超過(guò) 18000 臺(tái)。液壓挖掘機(jī)作為一個(gè)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) 。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)得合理與否，對(duì)挖掘機(jī)的性能起著決定性的作用。其中長(zhǎng)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(dòng)臂結(jié)構(gòu)。 液壓挖掘機(jī) 由 柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)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(dòng)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。 動(dòng)臂升降 斗桿收放 鏟斗裝卸 4 、平臺(tái)臺(tái)回轉(zhuǎn) 整機(jī)行走 圖 21 液壓挖掘機(jī)的運(yùn)動(dòng)圖 由于液壓挖掘機(jī)的作業(yè)對(duì)象和工作條件變化較大，主機(jī)的工作有兩項(xiàng)特殊要求 :(1)實(shí)現(xiàn)各種主要?jiǎng)幼鲿r(shí)，阻力與作業(yè)速度隨時(shí)變化，因此，要求液甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 8 頁(yè) 共 37 頁(yè) 8 壓缸和液壓馬達(dá)的壓力和流量也能相應(yīng)變化 。當(dāng)鏟斗和動(dòng)臂復(fù)合動(dòng)作挖掘時(shí)，由于動(dòng)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。 由于滿斗提升時(shí)動(dòng)臂油缸壓力高，導(dǎo)致變量泵流量減小，為了使動(dòng)臂提升和回轉(zhuǎn)、斗桿外放相互配合動(dòng)作，由一個(gè)油泵專門向動(dòng)臂油缸供油，另一個(gè)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(dòng)臂，如圖 27b所示。 圖 28 行走復(fù)合動(dòng)作時(shí)的幾種供油情況 167。當(dāng)對(duì)各個(gè)執(zhí)行元件進(jìn)行調(diào)速控制時(shí)，系統(tǒng)所需流量大于油泵的輸出流量，此時(shí)必然會(huì)導(dǎo)致一部分流量損失掉。 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(shí)斗桿及動(dòng)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(duì)斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn)的力臂， m； Bl — max1F 對(duì)斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn) B 的力臂， m； Bl? — 2F 對(duì)斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn) B 的力臂， m； 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 16 頁(yè) 共 37 頁(yè) 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???? ? ? ? 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 17 頁(yè) 共 37 頁(yè) 17 動(dòng)臂油缸閉鎖力 bF? 應(yīng)滿足 323m ax1 l lFl lFF AAb ?? ?? （ 33） 式中 3l —— 動(dòng)臂油缸閉鎖力 dF? 對(duì)鉸點(diǎn) A 的力 臂， m； Al —— max1F 對(duì)動(dòng)臂下鉸點(diǎn) A 的力臂， m； Al? —— 2F 對(duì)鉸點(diǎn) A 的力臂， m。 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(yùn)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(shí)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=。機(jī)械制動(dòng)一般取 ? ? FB MM ~? ，液壓制動(dòng)可取 ? ? FB MM ~? 。 對(duì)吸油管有： mmvQd ????? 圓整取 d=65mm。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(dòng)線液壓系統(tǒng)。在各種機(jī) 械 設(shè)備上，液壓系統(tǒng)得到了廣泛的使用。在此，我忠誠(chéng)的感謝學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)和各位導(dǎo)師給我的幫助 。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。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)。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)。 （ 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。 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? ? ? 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 27 頁(yè) 共 37 頁(yè) 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。 則 ? ?3 2 .5 0 .1 42 .3 1 1 0 3 2 .5 1 C? ???? ? ? 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 第 22 頁(yè) 共 37 頁(yè) 22