【導(dǎo)讀】液壓挖掘機(jī)利用液壓元件帶動(dòng)各種構(gòu)。狀況，大大提高了工作效率，改善了人的勞動(dòng)強(qiáng)度。為整個(gè)社會(huì)的快速發(fā)展作出。隨著技術(shù)日漸成熟，國內(nèi)外一些知名的工程機(jī)械制造企業(yè)發(fā)展均比較迅速。救災(zāi)等方面作出了偉大的貢獻(xiàn)。如汶川大地震發(fā)生后，三一重工派出數(shù)十。臺(tái)挖掘機(jī)日夜兼程趕往災(zāi)區(qū)用于道路疏通，傷員搶救，以及災(zāi)后重建工作等。設(shè)的不斷發(fā)展，對(duì)挖掘機(jī)的需求量將逐年大幅度增長(zhǎng)。行業(yè)將會(huì)有一個(gè)很大的發(fā)展，其年產(chǎn)量將會(huì)以高于20％的速度增長(zhǎng)。由表可見，國內(nèi)品牌的挖掘機(jī)市場(chǎng)占有率迅速提高。另為滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，盡快為國內(nèi)市場(chǎng)提供產(chǎn)品質(zhì)量好、進(jìn)設(shè)計(jì)或采取應(yīng)急對(duì)策的情況。的液壓系統(tǒng)，必須通過調(diào)查研究，明確多方面的要求。增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。9-駕駛室、10-動(dòng)臂、11-動(dòng)臂油缸、12-操縱臺(tái)、13-邊齒、14-斗齒、15-鏟斗、16-斗桿油

　　

【正文】 ?????? 每個(gè)缸的閉鎖力為：)(2 5 225 0 42, KNFFb b ??? 取工作裝置液壓系統(tǒng)工作壓力位 35Mpa，則可知鏟斗油缸直徑為 )(96 64,3 mmpFbD ??? ???? ? 綜合鏟斗缸、斗桿缸和動(dòng) 臂缸的受力分析，計(jì)算得到三者的油缸直徑分別為mm1231 ?D ； mmD 1742 ? ； mmD 963 ? 。參照《液壓元件手冊(cè)》 （機(jī)械工業(yè)出版社）圓整后，選取 mm1251 ?D ； mm1802 ?D ； mm1003 ?D 。 各油缸尺寸的確定 由上述求出三缸直徑分別為 mm1251 ?D ； mm1802 ?D ； mm1003 ?D 。 又挖掘機(jī)液壓缸均為單活塞桿液壓缸，其原理圖 所示 圖 液壓缸原理圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 第 頁 共 72 頁 表 液壓缸工作壓力與活塞桿直徑關(guān)系 工作壓力 ? ~ ? d/D ~ ~ 根據(jù)表 6顯然易見取活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比為 ，即 d/D=。則 )( 1 mm??? ；選標(biāo)準(zhǔn)值為 90mm ）（ 2 ??? ；選標(biāo)準(zhǔn)值為 125mm ）（ 3 ??? ；剛好為標(biāo)準(zhǔn)值 以上選值根據(jù)為《液壓元件手冊(cè)》表 鏟斗油缸尺寸的計(jì)算 根據(jù)教材《液壓與氣壓傳動(dòng)》的第四章可進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算缸壁厚，中、高 壓缸一般用無縫鋼管作缸筒，大多數(shù)屬于薄壁筒，即 10/ ??D 時(shí)，其最薄處的壁厚用材料力學(xué)薄壁圓筒公式計(jì)算，即 (58) 式中 ? —— 薄壁筒壁厚； yP —— 試驗(yàn)壓力； ??? —— 缸筒材料許用應(yīng)力，無縫鋼管 ? ? MPa110~100?? ； D—— 缸筒內(nèi)徑 ??? 取 MPa110 ）（ ????? ? 此時(shí) ???D 不滿足薄壁缸條件，故應(yīng)按中等壁厚計(jì)算公式計(jì)算 10/ ?? ?D 此時(shí) ? ?? ? CPDPyy ???? ??? (59) ? ??? 2PyD?畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 第 頁 共 72 頁 ? —— 強(qiáng)度系數(shù)，對(duì)無縫鋼管 1?? ； C —— 用來圓整壁厚。 則 ? ? C??? ??? ? C?? 取 ??? 則缸外徑 mmDD 1 6 52021 2 521 ?????? ?，查《液壓元件手冊(cè)》表 252，取 185mm，由挖掘機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡和外型尺 寸知，鏟斗缸工作行程為 mmL 1350? 斗桿油缸尺寸的計(jì)算 由上面計(jì)算知按中等壁厚計(jì)算 : ? ?? ? CPDPyy ??? ??? (510) ? ? C??? ??? ? C?? 圓整取 則 mmDD 24030218021 ?????? ? 查《液壓元件及選用》表 選標(biāo)準(zhǔn)值為 219mm。由挖掘機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡和外型尺寸可得出斗桿缸工作行程mmL 1755? 動(dòng)臂缸的尺寸計(jì)算 由上面計(jì)算知按中等壁厚計(jì)算 ? ?? ? CPDPyy ??? ??? (511) ? ? C??? ?? 1351 1 1 0 C?? 圓整取 mm16?? 則外徑 mmDD 1 3 21621 0 021 ?????? ? 查《液壓元件手冊(cè)》表 252 選取標(biāo)準(zhǔn)值為 150mm。 mm30??畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 第 頁 共 72 頁 根據(jù)挖掘機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡和外型尺寸可得出動(dòng)臂缸工作行程 mmL 1625? 表 液壓缸性能參數(shù) 型號(hào) HSGF 名稱 工作 壓力 /MPa 缸徑 /mm 桿徑 /mm 連接 形式 行程 /mm 安裝距離 /mm 緩沖部位 最小 最大 01125 鏟斗缸 35 125 90 兩端耳環(huán)襯套 1350 1762 1850 桿頭緩沖 02180 斗桿缸 35 180 125 兩端耳環(huán)襯套 1755 2320 2445 兩端緩沖 03100 動(dòng)臂缸 35 100 70 兩端耳環(huán)襯套 1625 2223 2355 有桿腔緩沖 液壓系統(tǒng)圖的擬定 本次設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)系統(tǒng)采用了恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù)， 是較以往的一些液壓系統(tǒng)的一次革新，其實(shí)恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù)在挖掘機(jī)上的應(yīng)用早在 20世紀(jì) 80年代初就已經(jīng)提出來了，但一直未得到較好的發(fā)展和應(yīng)用。此液壓系統(tǒng)采用單泵供油，配合補(bǔ)油泵和液壓蓄能器就能滿足工作要求，先進(jìn)之處在于它使用了二次元件 “液壓變壓器”，由于液壓變壓器既可作泵用又可作馬達(dá)用，具有工作的“四個(gè)象限”。使得工作裝置的重力勢(shì)能，制動(dòng)能等可良好的回收和再利用，又由于執(zhí)行元件的工作壓力和執(zhí)行速度全由液壓變壓器控制，減少了以往一些系統(tǒng)中的節(jié)流損失和溢流損失，（以往的一些液壓系統(tǒng)有明確的調(diào)速回路，其回路中設(shè) 有節(jié)流閥）。目前挖掘機(jī)上使用較多的液壓系統(tǒng)為負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)，其原理是通過一個(gè)反饋壓力來改變主油泵的排量，即負(fù)載敏感泵，此時(shí)的泵的好壞決定了整個(gè)回路的性能。而采用液壓變壓器就可以解決這一弊端，而且各回路可以獨(dú)立工作，互不影響。其液壓原理圖如圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 第 頁 共 72 頁 圖 挖掘機(jī)恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)原理圖 ； ； ； ； 5。二位四通換向閥；； ； ； ； ； 達(dá)； ； ； ； ； 16溢流閥； 溫表 。； ； ； ； 。 工作原理摡述：低壓定量葉片泵 2 產(chǎn)生一個(gè)低壓油回路，高壓恒壓變量柱塞泵 4 產(chǎn)生一個(gè)高壓油回路，泵 2亦可為泵 4 補(bǔ)油，在恒壓油網(wǎng)絡(luò)上，各執(zhí)行器能獨(dú)立工作，互不影響，其流量和壓力僅由各自回路上的液壓變壓器來控制，避免了節(jié)流損失，減少了系統(tǒng)發(fā)熱量，另外當(dāng)挖掘機(jī)動(dòng)臂下降時(shí)，該回路上的液壓變壓器反轉(zhuǎn)，將勢(shì)能回收到液壓蓄能器 7 中，然后再釋放利用，同理回轉(zhuǎn)、行走裝置的制動(dòng) 能亦可進(jìn)行回收和再利用，大大節(jié)約了系統(tǒng)的功耗。 表 系統(tǒng)元部件一覽表 序號(hào) 元件名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 1 過濾器 RFA800?65 1 2 補(bǔ)油泵 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 第 頁 共 72 頁 序號(hào) 元件名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 3 單向閥 DFF50K1 25 4 主油泵 A7V500 1 5 二位四通電磁閥 24EH10BT 4 6 液壓變壓器 7 7 蓄能器 NXQA10/10L 2 8 二位二通電磁閥 22BH10BT 12 9 緩沖限壓閥 DGMC25ATBT*H10 11 10 液壓缸 HSGF 4 11 回轉(zhuǎn)馬達(dá) 25(YCY)141B 1 12 左行走馬達(dá) XB40 1 13 壓力閥 24Y63BMZ 2 14 三位四通電磁閥 34DG4S4V01 2 15 右行走馬達(dá) XB40 1 16 溢流閥 Y1F*16DA/0 1 17 油溫表 WXG12t 1 18 液位計(jì) YWZ150 1 19 壓力表 YX150 1 20 風(fēng) 冷馬達(dá) CMA3080 1 21 球閥 CJZQ 1 22 二位三通電磁閥 23D63B 1 各液壓缸和馬達(dá)流量的確定 (1) 假設(shè)鏟斗液壓缸的伸出速度為 12mm/s，斗桿液壓缸的伸出速度為8mm/s，動(dòng)臂缸的伸出速度為 5mm/s，則根據(jù)公式有： ???? ? 601000 60 2DAQ ????? (512) 鏟斗缸流量 m in/95 1212560 21 LQ ??? ???? ? 畢業(yè)設(shè)計(jì) 41 第 頁 共 72 頁 斗桿缸流量 m in/112 818060 22 LQ ??? ???? ? 動(dòng)臂缸流量 m in/50 510060 23 LQ ??? ???? ? 式中 ??液壓缸的容積效率，取 。 (2) 回轉(zhuǎn)馬達(dá)流量計(jì)算及選型 平臺(tái)回轉(zhuǎn)啟動(dòng)力矩一般應(yīng)小于制動(dòng)力矩。當(dāng)回轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)僅靠液壓制動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)力矩 0M 小于或等于制動(dòng)力矩 BM ，可以取 ~10 ?? MMC B 當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶附加機(jī)械制動(dòng)時(shí)， C最高可達(dá) 2 ，一般取 ?C 。對(duì)于一定的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來說，啟動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩越大，則平臺(tái)回轉(zhuǎn)加速度和減速度也越大，從而可提高回轉(zhuǎn)速度，縮短回轉(zhuǎn)時(shí)間。但回轉(zhuǎn)加速度過大會(huì)增加動(dòng)載荷和 沖擊，同時(shí)啟動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩的增大也受地面附著條件的限制。地面附著條件可用地面附著力矩 FM 表示。機(jī)械制動(dòng)一般取 ? ? FB MM ~? ，液壓制動(dòng)可取? ? FB MM ~? 。 履帶式液壓挖掘機(jī)地面附著力矩的計(jì)算可以采用下面的簡(jiǎn)化公式 (513) 式中 FM —— 地面附著力矩， Nm； m —— 整機(jī)質(zhì)量， t ； ? —— 地面附著系數(shù)，平板履帶板取 ?? ，帶筋履帶板取?? 。 則 435 0 0 0 0 .5 2 1FM ? ? ? ? 又 0 . 8 0 . 8 1 3 5 7 2 0 . 9 1 0 8 5 7 6 . 7 2BFM M N m? ? ? ? 0 1 0 8 5 7 6 . 7 2 6 7 8 6 0 . 4 51 . 6BMM N mC? ? ? 由液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)到回轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)必須經(jīng)過減速裝置，設(shè)經(jīng)過四級(jí)減速，傳動(dòng)比 ?????總i 則馬達(dá)所受最大力矩 345000 mMF ??畢業(yè)設(shè)計(jì) 42 第 頁 共 72 頁 m5 221 30 78 60i 00 NMM ??? 總 理論排量 39。0 36522 00 02 0 / 20 /28 10 3mmMq m r m L rp ?? ? ? ??? 查《液壓元件手冊(cè)》的表 174 CY141B 系列斜盤式軸向柱塞馬達(dá)的技術(shù)參數(shù)。選出液壓馬達(dá)型號(hào)為斜盤式軸向柱塞馬達(dá) ? ? BYCY 11425 ? ，排量 rmL/25 ，額定轉(zhuǎn)速 min/1500r ，最高轉(zhuǎn)速 2500r/min,