【文章內(nèi)容簡介】 預(yù)選開關(guān)）選擇合理的功率模式：重載高速、正常工作、輕載低速。通過電子調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)發(fā)動機油門和液壓泵的排量，使供給功率與 負(fù)載需要功率相匹配。 采用了電液比例控制技術(shù)，通過改變 34BR6/H6 型帶閥芯位移反饋的電液比例方向閥的比例電磁鐵的輸入電流，不 但 可以改變閥的工作液流方向，而且可以 改變 閥挖掘機液壓系統(tǒng)課程設(shè)計 10 口大小實現(xiàn)流量控制，是一種較為理想的電、液轉(zhuǎn)換和功率放大元件，與伺服控制相比具有成本低、抗干擾性好、能量損失小、對油液清潔度無特殊要求等優(yōu)點。 工況在線監(jiān)測系統(tǒng)包括單片主處理器模塊、面板控制系統(tǒng)、模擬信號調(diào)理模塊、A/D 轉(zhuǎn)換及光電隔離模塊、電源模塊及傳感器等部分。其中單片主處理器模塊是系統(tǒng)的核心部分，主要功能有面板的控制管理， A/D 轉(zhuǎn)換部 分的控制管理、模擬量、開關(guān)量和 轉(zhuǎn)換信號的輸入、處理和存儲。面板控制模塊是整個系統(tǒng)的入機接口，它包括鍵盤、聲光報警電路和點陣式液晶顯示器。模擬信號調(diào)理電路的任務(wù)是實現(xiàn)各路模擬量信號的輸入和調(diào)整，將傳感器和敏感元件的輸出電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足 A/D 轉(zhuǎn)換輸入要求的標(biāo)準(zhǔn)電平信號。 A/D 轉(zhuǎn)換及光電隔離模塊的功能是將所有的被檢測轉(zhuǎn)變成為單片機所接受的數(shù)字量，具體包括開關(guān)量、轉(zhuǎn)換信號的整形、模擬量的 A/D 轉(zhuǎn)換和輸入輸出信號的光電隔離等。電源模塊將液壓挖掘機上的蓄電池或發(fā)電機輸出的+24V 直流電轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)各模塊以及系統(tǒng)配備的傳感 器所需的各種類型的電平電壓。傳感器處于液壓挖掘機與監(jiān)測系統(tǒng)的接口位置，是一個能量變換器，它直接從液壓挖掘機中提取被除數(shù)檢測的工況特征參數(shù)，感受狀態(tài)的變化并轉(zhuǎn)換成便于測量的物理量。 計算機控制系統(tǒng)將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進(jìn)行集中、儲存、分析加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令控制整個系統(tǒng)有目的的運行。如利用壓力傳感器可實現(xiàn)過載情況下的路徑自主校正；利用超階級聲波測距傳感器能實現(xiàn) 回轉(zhuǎn)過程中的自動避障。 4 選擇各執(zhí)行元件 液壓泵的選擇 主泵的壓力為 1 Mpa? ， 最大流量為 1 4 5 .8 2 / m invqL?? ； 齒輪泵 的壓力為 2 21pP Mpa? ， 最大流量為 2 37 / minvqL? 。根據(jù)機械設(shè)計手冊，可查閱得：此液壓泵可采用 NB3G20F 雙聯(lián)柱塞泵，主泵由 2 個 柱塞式串聯(lián) 變量柱塞泵 組成。 柴油發(fā)動機的選擇 取泵的總效率 p? =，泵的總驅(qū)動功率為： 1 1 2 2p v p vpP q P qw??? = 挖掘機液壓系統(tǒng)課程設(shè)計 11 考慮安全系數(shù) ,故取 25KW。查《機械設(shè)計手冊》發(fā)動機參數(shù)表得： 發(fā)動機機型號 YANMAR 功率 轉(zhuǎn)速 2200r/min 液壓閥的選擇 擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。液壓閥的作用是控制液壓系統(tǒng)的油流方向、壓力和流量，從而控制整個液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作壓力，執(zhí)行機構(gòu)的動作順序，工作部件的運動速度、方向，以及變換頻率，輸選出力和力矩等。 其他液壓元件的選擇 其他原件的選擇包括蓄能器的選擇 ,非橡膠管道的選擇 ,膠管的選擇 等。 5 液壓挖掘機系統(tǒng)的應(yīng)用 液壓隨動系統(tǒng)在制動器上的應(yīng)用 滑閥式制動器液壓隨動系統(tǒng)的作用是，踩下制踏板時經(jīng)過彈簧來操縱杠桿，使其左端向上壓彈簧，將活塞向上移動并推開錐形閥，使進(jìn)油口與油腔相通。此時高壓油經(jīng)進(jìn)油缸 而實施制動。 當(dāng)高壓油作用于活塞上的壓力相對于銷軸產(chǎn)生的力矩大于由彈簧的壓縮力對銷軸產(chǎn)生的力矩時，活塞則向下移動，錐形閥即關(guān)閉。如果前者力矩仍高于后者，則活塞將再 下移動，錐形閥便與閥座脫開，油腔與回油口相通。 此時制動系統(tǒng)內(nèi)的部分油 液流回油箱，活塞回升到將錐形閥關(guān)閉時為止。松開制動踏板時活塞便下降，油液從油腔經(jīng)油道、油孔流向回油口，由此再流回油箱中，這時制動器開。 液壓隨動系統(tǒng)在挖掘機操縱系統(tǒng)中的應(yīng)用 液壓隨動系統(tǒng)俗稱液壓放大器，這一方面執(zhí)行機構(gòu)能自動地以一定的準(zhǔn)確度重復(fù) 輸入信號的變化規(guī)律，另一方面又起著功率的放大作用。 液壓隨動系統(tǒng)有滑閥式和旋轉(zhuǎn)式之分，其中滑閥式液壓隨動系統(tǒng)又分為外部型式 內(nèi)部型式兩種。 液壓隨動系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向機構(gòu)上的應(yīng)用 液壓隨動系統(tǒng)滑閥在向右移動時油液流入轉(zhuǎn)向油缸的大腔，推動活塞向右 移動，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。此時轉(zhuǎn)向油缸小腔的油液流入反饋油缸的小腔，實現(xiàn)反饋聯(lián)系；反之，滑閥向左移動時壓力油流入反饋油缸的小腔，其活塞把大腔的油液排向油缸的小腔，使轉(zhuǎn)向輪向相反的方向偏轉(zhuǎn)。每側(cè)轉(zhuǎn)向油缸活塞行程終了時差單向閥向轉(zhuǎn)向油缸和反饋油缸的小腔 油，以避免吸空現(xiàn)象發(fā)生。 挖掘機液壓系統(tǒng)課程設(shè)計 12 6 液壓挖掘機機構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計 液壓挖掘機基本結(jié)構(gòu)及其抽象化表示 液壓挖掘機是一種采用液壓傳動并以一個鏟斗進(jìn)行挖掘作業(yè)的機械，它由工作裝置上部轉(zhuǎn)臺和行走轉(zhuǎn)置五大部分組成。因用途不同，種類繁多，其中主要有反鏟裝置、正鏟裝置 、挖掘機裝載裝置、起重裝置和抓斗裝置等這里只研究應(yīng)用最廣泛的反鏟裝置。 如圖 2（ a）所示，液壓挖掘機反鏟轉(zhuǎn)置由動臂、斗桿、鏟斗、以及動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸和連桿機構(gòu)等組成。其結(jié)構(gòu)特點是各部件之間的聯(lián)系全部采用鉸鏈，通過油缸的伸縮來實現(xiàn)挖掘機過程中的各種動作。挖掘機作業(yè)時，將反鏟轉(zhuǎn)置轉(zhuǎn)到挖掘地點，操縱斗桿油缸 5 和鏟斗油缸 6 使鏟斗進(jìn)行挖掘機工作。由于油缸可以簡化為兩個串聯(lián)在一起的二副桿，這兩個二副桿的中間較為驅(qū)動福，因此圖 2（ a） 中的反鏟轉(zhuǎn)置可以轉(zhuǎn)化為圖 2（ b）所示的平面運動鏈型式。 再生運動鏈和創(chuàng)新運動鏈 ①反鏟裝置的工作要求 為了下面討論方便，先定義幾個概念： 挖掘機液壓系統(tǒng)課程設(shè)計 13 定義 1 分離桿：如果自由度為 F 的平面運動鏈中存在某個桿，把此桿“切”為兩塊，該平面運動鏈則被分解成自由度分別為 F F2 的兩個子平面運動鏈，并且 F=F1 F2，則稱此桿為分離桿。 定義 2 分離自由度：如果自由度為 F 的平面運動鏈中至少存在一個桿，把此桿“切”為兩塊，該平面運動鏈則被分解成自由度分別為 F F2 的兩個子平面運動 并且 F=F1 F2，那么該平面運動鏈的自由度類型為分 離自由度。 定義 3 驅(qū)動副：作動力源的運動副稱為驅(qū)動副。 分析圖 2(b)中所示的反鏟裝置的平面運動鏈，可以發(fā)現(xiàn)，該裝置是一個自由度為3 的 12 桿機構(gòu)，其自由度類型為分離自由度，并且具有二個分離桿，即動臂 1 和斗桿 2。 反鏟裝置的工作要求是，能夠控制挖掘高度、卸載高度、挖掘深度和挖掘半徑。為了保證最大的挖掘范圍，反鏟裝置必須具有兩個分離桿。具有兩個分離桿的機構(gòu)，其自由度一定大于或等于 3。所以反鏟裝置機構(gòu)結(jié)構(gòu)的最基本要求是：自由度大于或等于 3，并且具有兩個分離桿。隨著自由度和桿數(shù)的增加，機構(gòu)的復(fù)雜程度將 大大增加，因此作者只研究能滿足基本要求的自由度等于 桿數(shù)不大于 12 的反鏟裝置。 ②滿足要求的連桿組合 由于分離桿的副數(shù)應(yīng)大于或等于 4，因此反鏟裝置至少應(yīng)有兩個副數(shù)大于或等于4 的多副桿。自由度等于 桿數(shù)不大于 12，并至少應(yīng)有兩個 4 副以上桿的連桿組合有下列幾種。 (1)N=10， N2=8， N3=0， N4=2， N5=0， N6=0 (2)N=12， N2=10， N3=0， N4=1， N5=0， N6=1 (3)N=12， N2=10， N3=0， N4=0， N5=2， N6=0 (4)N=12， N2=9， N3=1， N4=2， N5=0， N6=0 (5)N=12， N2=9， N3=0， N4=3， N5=0， N6=0 (6)N=12， N2=8， N3=2， N4=2， N5=0， N6=0 其中： N 為桿數(shù) NI 為具有 I 個運動副的桿數(shù) ③滿足要求的運動鏈 對于以上六種連桿組合，具有分離自由度的平面運動鏈數(shù)目分別是 4 12 和 103 共 166 種，經(jīng)計算，其中只有 25 個平面運動鏈具有兩個分離桿。又自由度為 3 的反鏟裝置被兩個分離桿分解成三個子平面運動鏈，每個子平面運動鏈都含有一個驅(qū)動副，也就是說，每 個子平面運動鏈中都得有一個油缸。又因為在平面運動鏈中油缸可用兩個串聯(lián)的二副桿來代替，因此反鏟裝置的每個子平面運動鏈至少應(yīng)有一串聯(lián)的二副桿。如圖 3 所示的 12 種運動鏈為滿足上述要求的運動鏈。 挖掘機液壓系統(tǒng)課程設(shè)計 14