【文章內容簡介】 60。 5)采用液壓或電液伺服操縱裝置，以便挖掘機設置自動控制系統(tǒng)，進而提高挖掘機技術性能和減輕駕駛員的勞動強度。⑵設計內容的意義： 挖掘機是一種多功能機械，目前被廣泛應用于水利工程，交通運輸，電力工程和礦山采掘等機械施工中，它在減輕繁重的體力勞動，保證工程質量。加快建設速度以及提高勞動生產率方面起著十分重要的作用。液壓系統(tǒng)是挖掘機的核心部分，對挖掘機液壓系統(tǒng)設計計算能有效的提高挖掘機性能。本次設計是以研究探討為主，了解液壓挖掘機的基本結構和原理，在此基礎上對液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)的一些部件進行設計計算，根據所得結果對液壓組件（液壓泵、液壓馬達、液壓缸等）進行合理配置，使之能提高挖掘機的使用率、生產率適用范圍和使用壽命等。 設計內容的安排本次設計共分6章。第一章介紹液壓挖掘機的發(fā)展歷程和結構特點；第二章對液壓挖掘機的液壓組件進行設計計算，液壓泵、液壓馬達、液壓缸等；第三章根據第二章所得結果對液壓挖掘機的液壓組件進行合理選擇應用；第四章對整個液壓挖掘機的液動系統(tǒng)回路進行設計，并繪制液壓回路圖。第五章對液壓系統(tǒng)的驗算，計算壓力損失；第六章為結論和展望。２　　挖掘機液壓系統(tǒng)的計算　液壓挖掘機的基本系統(tǒng)本次設計的液壓挖掘機的基本參數(shù)定為：；液壓泵的系統(tǒng)工作壓力28MPa，最大排量2140mL/L；回轉液壓馬達最大排量140mL/r；行走液壓馬達最大排量2140mL/L。為了合理的選擇液壓組件，對這些液壓組件進行分析計算，得到理論的數(shù)據，根據這些數(shù)據選擇液壓組件。 挖掘機液壓系統(tǒng)的簡介液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路和輔助回路組成，它們包括限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流調速和節(jié)流限速回路、行走限速回路、支腿順序回路、支腿鎖止回路和先導閥操縱回路等，由它們構成具有各種功能的液壓系統(tǒng)?！　∫唬簤和诰驒C液壓系統(tǒng)的基本類型液壓挖掘機液壓系統(tǒng)大致上有定量系統(tǒng)、變量系統(tǒng)和定量、變量復合系統(tǒng)等三種類型。1．定量系統(tǒng)　　在液壓挖掘機采用的定量系統(tǒng)中，其流量不變，即流量不隨外載荷而變化，通常依靠節(jié)流來調節(jié)速度。根據定量系統(tǒng)中油泵和回路的數(shù)量及組合形式，分為單泵單回路定量系統(tǒng)、雙泵單回路定量系統(tǒng)、雙泵雙回路定量系統(tǒng)及多泵多回路定量系統(tǒng)等。2．變量系統(tǒng)在液壓挖掘機采用的變量系統(tǒng)中，是通過容積變量來實現(xiàn)無級調速的，其調速方式有三種：變數(shù)泵－定量馬達調速、定量泵－變量馬達調速和變量泵－變量馬達調速。單斗液壓挖掘機的變量系統(tǒng)多采用變量泵－定量馬達的組合方式實現(xiàn)無極變量，且都是雙泵雙回路。根據兩個回路的變量有無關連，分為功率變量系統(tǒng)和全功率變量系統(tǒng)兩種。其中的分功率變量系統(tǒng)的每個油泵各有一個功率調節(jié)機構，油泵的流量變化只受自身所在回路壓力變化的影響，與另一回路的壓力變化無關，即兩個回路的油泵各自獨立地進行恒功率調節(jié)變量，兩個油泵各自擁有一半發(fā)動機輸出功率；全功率變量系統(tǒng)中的兩個油泵由一個總功率調節(jié)機構進行平衡調節(jié)，使兩個油泵的擺角始終相同。同步變數(shù)、流量相等。決定流量變化的是系統(tǒng)的總壓力，兩個油泵的功率在變量范圍內是不相同的。其調節(jié)機構有機械聯(lián)動式和液壓聯(lián)動式兩種形式?！?YW160型單斗液壓挖掘機液壓系統(tǒng)國產YW160型履帶式單斗液壓挖掘機的工作裝置、行走機構、回轉裝置等均采用液壓驅動，其液壓系統(tǒng)如圖1所示。該挖掘機液壓系統(tǒng)采用雙泵雙向回路定量系統(tǒng)，由兩個獨立的回路組成。所用的油泵1為雙聯(lián)泵，分為A、B兩泵。八聯(lián)多路換向閥分為兩組，每組中的四聯(lián)換向閥組為串聯(lián)油路。油泵A輸?shù)膲毫M入第一組多路換向閥，驅動回轉馬達、鏟斗油缸、輔助油缸，并經中央回轉接頭驅動右行走馬達7。該組執(zhí)行組件不工作時油泵A輸出的壓力油經第一組多路換向閥中的合流閥進入第二組多路換向閥，以加快動臂或斗桿的工作速度。油泵B輸出的壓力油進入第二組多路換向閥，驅動動臂油缸、斗桿油缸，并經中央回轉接頭驅動左行走馬達8和推土板油缸6。該液壓系統(tǒng)中兩組多種換向閥均采用串聯(lián)油路，其回油路并聯(lián)，油液通過第二組多路換向閥中的限速閥5流向油箱。限速閥的液控口作用著由梭閥提供的A、B兩油泵的最大壓力，當挖掘機下坡行走出現(xiàn)超速情況時，油泵出口壓力降低，限速閥自動對回油進行節(jié)流，防止溜坡現(xiàn)象，保證挖掘機行駛安全。在左、右行走馬達內部除設有補油閥外，還設有雙速電磁閥9，當雙速電磁閥在圖標位置時馬達內部的兩排柱塞構成串聯(lián)油路，此時為高速；當雙速電磁閥通電后，馬達內部的兩排柱塞呈并聯(lián)狀態(tài)，馬達排量大、轉速降低，使挖掘機的驅動力增大。為了防止動臂、斗桿、鏟斗等因自重而超速降落，其回路中均設有單向節(jié)流閥。另外，兩組多路換向閥的進油路中設有安全閥，以限制系統(tǒng)的最大壓力，在各執(zhí)行組件的分支油路中均設有超載閥，吸收工作裝置的沖擊；油路中還設有單向閥，以防止油液的倒流、阻斷執(zhí)行組件的沖擊振動向油泵的傳遞。YW160型單斗液壓挖掘機除了主油路外，還有如下低壓油路：1．排灌油路。將背壓油路中的低壓油，經節(jié)流降壓后供給液壓馬達殼體內部，使其保持一定的循環(huán)油量，及時沖洗磨損產物。同時回油溫度較高，可對液壓馬達進行預熱，避免環(huán)境溫度較低時工作液體對液壓馬達形成“熱沖擊”。2．泄油回路。將多路換向閥和液壓馬達的泄漏油液用油管集中起來，通過五通接頭和濾油器流回油箱。該回路無背壓以減少外漏。液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可通過檢查泄漏油路濾油器，判定是否屬于液壓馬達磨損引起的故障。3．補油油路。該液壓系統(tǒng)中的回油經背壓閥流回油箱，~，形成背壓油路，以便在液壓馬達制動或出現(xiàn)超速時，背壓油路中的油液經補油閥向液壓馬達補油，以防止液壓馬達內部的柱塞滾輪脫離導軌表面。該液壓系統(tǒng)采用定量泵，效率較低、發(fā)熱量大，為了防止液壓系統(tǒng)過大的溫升，在回油路中設置強制風冷式散熱器，將油溫控制在80℃以下。 －160型單斗履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)１－油泵； ２、４－分配閥組；３－單向閥；５－速度限制閥；６－推土板油缸；７、８－行走馬達；９－雙速閥；１０－回轉馬達；１１－動臂油缸；１２－輔助油缸；１３－斗桿油缸；１４－鏟斗油缸；１５－背壓閥；１６－冷卻器；１７－濾油器　液壓挖掘機工作裝置油缸作用力的確定對液壓挖掘機的油缸研究，先以動臂油缸、鏟斗油缸、斗桿油缸做為研究對象。 　動臂油缸作用力分析動臂油缸作用力，即最大提升力，以能提升鏟斗內裝滿土壤的工作裝置至最大卸載距離位置進行卸載來確定，其計算簡圖如下圖所示。此時動臂油缸作用力為：＝（） 式中——鏟斗及其裝載土壤重力 ——斗桿所受重力 ——動臂所受重力 ——鏟斗質心到動臂下鉸點A的水平距離 ——斗桿質心到動臂下鉸點A的水平距離 ——動臂質心到動臂下鉸點A的水平距離同樣根據受力平衡可求出斗桿油缸閉鎖力和鏟斗油缸閉鎖力。因為動臂油缸只承受大臂、斗桿、鏟斗及各液壓缸的自重，而不進行挖掘動作，但是要承受很大的彎曲力矩，要考慮液壓缸的抗彎能力，所以如果計算出動臂油缸所需過載壓力太大，只要采取增加動臂油缸徑和活塞桿徑的措施即可解決。 　鏟斗油缸工作受力分析反鏟裝置載作業(yè)過程中，當以轉斗挖掘為主時，其最大挖掘力為鏟斗油缸設計的依據。反鏟最重要的工作位置―――最大挖掘深度時能保證具有最大挖掘力來分析確定鏟斗油缸的作用力。此時計算位置為動臂下放到最低位置，鏟斗油缸作用力與斗桿鉸點由最大力臂。由圖計算鏟斗油缸作用力為： 式中——鏟斗油缸作用力對搖臂與斗桿鉸點的力臂（此位置為要比長度）對鏟斗與斗桿鉸點C的力臂這時斗桿及動臂油缸處于封閉狀態(tài)，斗桿油缸封閉力應滿足： 式中——斗桿油缸閉鎖力對斗桿與動臂鉸點B的力臂對斗桿與動臂鉸點B的力臂對斗桿與動臂鉸點B的力臂——挖掘阻力的法向分力，動臂油缸閉鎖力應滿足　　　　　　　　　　　　　　　　式中——動臂油缸閉鎖力對鉸點Ａ的力臂對動臂下鉸點Ａ的力臂對鉸點Ａ的力臂此外，最大鏟斗挖掘力在其工作位置能否實現(xiàn)，還受到挖掘機穩(wěn)定性的限制，因為有可能挖掘力尚未達到最大值時，挖掘機已經失去穩(wěn)定。因此，選取鏟斗油缸最大推力時應以保證挖掘機的穩(wěn)定為前提條件。 　斗桿油缸作用力分析當挖掘機以鏟斗挖掘時，其最大挖掘力則由斗桿油缸來保證。斗桿油缸最大作用力計算位置為動臂下方到最低位置，斗桿油缸作用力對斗桿與動臂鉸點有最大力臂，即對斗桿產生最大作用力距，并使斗齒尖和鉸點Ｂ，Ｃ在一條直線上，如下圖所示。與前面推導斗桿油缸作用力一樣，此時斗桿油缸作用力為：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　而鏟斗油缸及動臂油缸處于閉鎖狀態(tài)，所以鏟斗油缸