【正文】 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) 缸筒壁厚計算根據(jù)機械設(shè)計手冊，在此液壓系統(tǒng)中，≤D/δ＜16，故缸筒壁厚應(yīng)用中等壁厚計算公式，此時：δ= +C （） ψ：強度系數(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。但為了散熱和補充泄漏，需要有輔助泵。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。工程機械的操縱機構(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。管路復(fù)雜，進口有調(diào)速閥，則取=1Mpa。對液壓閥流量的選擇，可以按照產(chǎn)品標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。再按照公式 d= 算出管道內(nèi)徑： 液體流量流速 計算數(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《機械設(shè)計手冊》得：Φ18Φ34Φ654 膠管的選擇根據(jù)工作壓力和按公式得管子的內(nèi)徑選擇膠管的尺寸規(guī)格。溢流閥的額定流量為120L/min,通過各閥的損失之和為:通過各閥的損失之和為: =以上計算結(jié)果是大小是同時工作的,所經(jīng)過的管道都是一樣的。當系統(tǒng)的發(fā)熱量求出以后，可依據(jù)散熱的要求拉確定油箱的容量。單向閥的額定流量為50L/min, 電磁換向閥的額定流量為150L/min, 單向調(diào)速閥的額定流量為160L/min,。 mm，最大靜大壓力64Mpa，化學(xué)性能，耐酸性溶劑。在液壓系統(tǒng)中，液壓閥的選擇是非常重要的。對于自行設(shè)計的非標準元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。普通三位六通換向閥無論采用定量泵還是變量泵，總要有一部分油液經(jīng)溢流閥溢掉，浪費了能量。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差[27]。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度。一般是根據(jù)機械的類型來選擇工作壓力。(2)　根據(jù)液壓挖掘機的主要工作特點，系統(tǒng)地總結(jié)出挖掘機液壓系統(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。挖掘機多路閥液壓系統(tǒng)圖通常十分復(fù)雜，對各種液壓作用元件的供油路線、回油路線以及控制油路等紛雜在一起，很難對整個液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一目了然，這樣就需要花費很多的時間才能將其分析透徹。當多執(zhí)行元件共同動作時，要求其相互間不千涉，能夠合理分配共同動作時各個執(zhí)行元件的流盤，實現(xiàn)理想的復(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，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， 所示?！M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)液壓馬達使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸載處，此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)馬達的復(fù)合動作。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。鏟斗裝滿后，鏟斗缸和斗桿缸停動并操縱動臂缸大腔進油，使動臂抬起，隨即接通回轉(zhuǎn)馬達，使工作裝置轉(zhuǎn)到卸載位置，再操縱鏟斗缸或斗桿缸回縮，使鏟斗翻轉(zhuǎn)進行卸土。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。目前挖掘機研究重點正逐步向智能化機電液控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移[10]。挖掘機是指在額定轉(zhuǎn)速下一小時以上的額定功率。(3) 挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計分析了傳統(tǒng)挖掘機液壓系統(tǒng)中的單泵定量系統(tǒng)、雙泵定量系統(tǒng)和雙變量泵液壓系統(tǒng)，詳細分析了其主要優(yōu)點和存在的問題。(4) 重視操縱特性挖掘機液壓系統(tǒng)的操縱特性越來越受到重視。負載敏感技術(shù)是一種利用泵的出口壓力與負載壓力差值的變化而使系統(tǒng)流量隨之相應(yīng)變化的技術(shù)。日本制定了液壓挖掘機構(gòu)件的強度評定程序，研制了可靠性信息處理系統(tǒng)使液壓挖掘機的運轉(zhuǎn)率達到85%95%，使用壽命超過1萬小時。自第一臺手動挖掘機誕生以來的160多年當中，挖掘機一直在不斷地飛躍發(fā)展，其技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相對成熟穩(wěn)定的階段?！⊥诰驒C簡介挖掘機行業(yè)的發(fā)展歷史久遠，可以追溯到1840年。當時美國西部開發(fā)，進行鐵路建設(shè)，產(chǎn)生了模仿人體構(gòu)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。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。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(shù)，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(zhuǎn)變。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(guān)。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。本文在分析研究了挖掘機液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求，設(shè)計了一套適合我國生產(chǎn)制造的單斗挖掘機液壓系統(tǒng)。挖掘機采用車用柴油機時，最大功率指數(shù)降低?！∫簤和诰驒C結(jié)構(gòu)(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。當斗桿油缸伸縮時，斗桿可繞動臂上鉸點轉(zhuǎn)動。卸完后，工作裝置再轉(zhuǎn)至挖掘位置進行第二次挖掘循環(huán)。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，,。動臂抬升和回轉(zhuǎn)馬達同時動作時，要求二者在速度上匹配，即回轉(zhuǎn)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?！】斩贩祷毓┯颓闆r發(fā)動機在低轉(zhuǎn)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。尤其對行走機構(gòu)來說，左、右行走馬達的復(fù)合動作問題，即直線行駛性也是設(shè)計中需要考慮的重要一方面。下面對多路閥液壓系統(tǒng)進行分析：[22]。(3)　提出一種有效、直觀的挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計方案，并詳細介紹設(shè)計的步驟。執(zhí)行元件工作壓力可以根據(jù)總負載值或者主機設(shè)備類型選取。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)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。經(jīng)過上述分析此方案選用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。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。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。系統(tǒng)圖中應(yīng)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。可以使系統(tǒng)的設(shè)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。 測壓軟管 ， 最大壓力40Mpa PT3 測壓排氣接頭 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(shè)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。溢流閥的額定流量為120L/min,。油箱的散熱面積,根據(jù)公式() 油箱的主要設(shè)計參數(shù)如下圖，與油直接接觸的表面算全散熱面，與油不接觸的表面算半散熱面，油箱的有效容積和散熱面積分別為 　V== a=, b=1,h=1=(a+b)+=1(+1)+1=㎡油箱的散熱功率為式中 油箱散熱系數(shù),查表得16W/℃ 油溫與環(huán)境溫度之差,取=35℃=1635=＜=由此可見,油箱的散熱遠遠滿足不了系統(tǒng)散熱的要求,管路散熱是極小的。向閥的額定流量為50L/min, 電磁換向閥的額定流量150L/min, 單向調(diào)速閥的額定流量為160L/min,。在本液壓系統(tǒng)中，液壓缸在短時間內(nèi)快速運動，由蓄能器來補充供油，則計算公式為： △V=∑K 　　()A液壓缸有效作用面積L—液壓缸的行程K—油液損失系數(shù)，一般取K=液壓泵流量△V=t動作時間由以上公式得△V=考慮安全系數(shù)和其他方面△V取20L,查《機械設(shè)計手冊》得：NXQ1L40/ 蓄能器Φ219非橡膠管道的選擇（1） 管道內(nèi)徑的計算本系統(tǒng)管路很復(fù)雜，取其中主要的幾條來計算，按照公式：d≥1130 液體流量流速，對于吸油管v=1~2m/s,一般取1m/s以下，對于壓油管v≤3~6m/s,對于回油管v≤~。 根據(jù)液壓閥額定壓力來選擇選擇的液壓閥應(yīng)使系統(tǒng)壓力適當?shù)陀诋a(chǎn)品標明的額定值。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵，　各種液壓泵性能比較項目齒輪泵(外嚙合)葉片泵斜軸式柱塞泵斜盤式柱塞泵排量(cm3/r)1500平衡式1350不平衡式1023010010004500最高壓力(MPa)12521402140最高轉(zhuǎn)速(r/min)9004000平衡式12003000不平衡式1200180075036007503600最高效率(%)7085平衡式7090不平衡式607088958592對污染敏感性不易受污染影響，隨著齒輪的磨損，效率有所降低對污染較敏感，葉片磨損時，效率降低到很小對污染最敏感，配流盤受損傷時效率降低對污染的斜軸式高，配流盤滑靴磨損時效率降低吸油性能轉(zhuǎn)速為1800r/min時，(2040cmHg)轉(zhuǎn)速為1800r/min時，~(1020cmHg)轉(zhuǎn)速為1800r/min時，(30cmHg)同軸斜式柱塞泵噪聲(dB)額定轉(zhuǎn)速300r/min時，噪聲83dB額定轉(zhuǎn)速14502400r/min時，噪聲76dB額定轉(zhuǎn)速14502400r/min時，噪聲87dB額定轉(zhuǎn)速14502400r/min時，噪聲77dB對過濾精度要求3050μm2030μm1525μm1525μm易出故障的部位內(nèi)部摩擦副；支承軸套端面、齒輪及軸頸磨損，引起橡膠密封損壞、泵體內(nèi)孔及兩側(cè)板磨損配油盤三角槽極易堵塞，污染物侵入摩擦副，發(fā)生異常磨損或卡殆，油液清潔和吸油通暢，易出現(xiàn)突發(fā)性故障連桿組件磨損，連桿球頭從驅(qū)動軸球窩中脫出，功率調(diào)節(jié)彈簧失效，兩對摩擦副磨損所有變量泵的變量機構(gòu)，三對摩擦副磨損　液壓泵的選擇和泵的參數(shù)的計算　液壓泵的工作壓力的確定+ ()是執(zhí)行元件的最高工作壓力,對于本系統(tǒng)的最高工作壓力是銷鎖油缸的入口壓力是從液壓泵出口液壓缸之間的管路損失。(3) 指定順序動作方案主機各執(zhí)行機構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。(2) 制定壓里控制方案控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。又因其伸縮速度緩慢但壓力大，故選擇帶緩沖，油口連接方式選擇外螺紋[25]。該機具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作輕便，使用維護安全可靠，發(fā)動機功率利用率高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。(2)　對多路閥液壓系統(tǒng)來說，重要的是供油道的設(shè)計。另外，當多執(zhí)行元件同時動作時，各個操縱閥都在大開度下工作，往往會出現(xiàn)系統(tǒng)總流量需求超過油泵的最大供油流量，這樣高壓執(zhí)行元件就會因壓力油優(yōu)先供給低壓執(zhí)行元件而出現(xiàn)動作速度降低，甚至不動的現(xiàn)象。在雙泵系統(tǒng)中，一個油泵為左行走馬達供油、另一個油泵為右行走馬達供油，此時如果某一液壓元件動作，使某一油泵分流供油，就會造成一側(cè)行走速度降低，影響直線行駛性，特別是當挖掘機進行裝車運輸或上下卡車行走時，行駛偏斜會造成事故[19]。卸載回轉(zhuǎn)角度大，則要求回轉(zhuǎn)速度快些，而動臂的提升速度慢些。單獨采用鏟斗挖掘時，也有采用雙泵合流的情況。鏟斗 斗桿 動臂 連桿 液壓油缸I、挖掘裝置 II、回轉(zhuǎn)裝置 III、行走裝置 液壓挖掘機傳動示意圖總之，液壓挖掘機是由多學(xué)科、多系統(tǒng)組成的有機整體，只有在系統(tǒng)層面上的各系統(tǒng)、各學(xué)科協(xié)同優(yōu)化才能獲取挖掘機整機的最佳性能。為增大鏟斗的轉(zhuǎn)角，通常采用搖臂連桿機構(gòu)來和鏟斗聯(lián)。可細分為行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和動力