【正文】 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)行元件的分支油路中均設有過載閥，吸收工作裝置的沖擊；油路中還設有單向閥，以防止日照職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 17 油液的倒流、阻斷執(zhí)行元件的沖擊振動向油泵的傳遞。 SWE50H 型單斗液壓挖掘機除了主油路外，還有如下低壓油路 ]9[ ： (1) 排灌油路 將背壓油路中的低壓油，經(jīng)節(jié)流降壓后供給液壓馬達殼體內(nèi)部，使其保持一定的循環(huán)油量，及時沖洗磨損產(chǎn)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(jīng)背壓閥流回油箱，并產(chǎn)生 ~ 的補油壓力，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(jīng)補油閥向液壓馬達補油，以防止液壓馬達內(nèi)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。 整機的液壓系統(tǒng)圖 （ 如圖 所示 ） 由擬定好的控制回路及液壓源組合而成 ，從中分離出動臂機構(gòu)液壓系統(tǒng)的簡明工作原理圖（如圖 所示）。機電一體化挖掘機的控制系統(tǒng)是半自動的，所設計的液壓系統(tǒng)是建立在 WY100 型挖掘機液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上，改進工作裝置的自動化控制，保證工作負載合理，防止在過量的情況下導致小挖掘機破壞。 各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標準件，在圖中要按國家標準規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。對于自行設計的非標準元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。系統(tǒng)圖中應注明各液壓執(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。 分析比較動臂機構(gòu)系統(tǒng)圖與整機系統(tǒng)圖，可以總結(jié)出：動臂機構(gòu)系統(tǒng)可以作為一個單獨的液壓系統(tǒng)，并可以進行半自動化控制，其液壓元件選擇的合理與否直接影響著機電一體化液壓系統(tǒng)的快速控制能力。 日照職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 18 1 BM PC 2 PCT－ 812 3— D/A 接口 4－液壓閥驅(qū)動放大 5— 油泵 6— 冷卻器 7－濾油器 8— 背壓閥 9— 節(jié)流 閥 10— 回轉(zhuǎn) 液壓 馬達 11— 行走馬達 12— 雙速電磁閥 缸 13— 補油單向閥 14－緩沖補油閥組 15 中央回轉(zhuǎn)接頭 16－限速閥 17－冷卻器 18－位 移傳感器 19－溢流閥 20－梭閥 21－合流閥 22－電液比例方向閥 23－斗桿油缸 24－鏟斗油缸 25－單向節(jié)流閥 26－動臂油缸 圖 液壓原理圖 1－ TBM PC 2－ PCT－ 812 3－ D/A 接口 4－液壓閥驅(qū)動放大器 5－油泵 6－冷卻器 7－濾油器 8－背壓閥 9－限速閥 10－溢流閥 11－梭閥 12－電液比例方向閥 13－冷卻閥 14－單向節(jié)流閥 15－位移傳感器 16－動臂油缸 圖 動臂機構(gòu)液壓系統(tǒng)原理圖 日照職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 19 5 選擇各執(zhí)行元件 ]10[ 液壓泵的選擇 由表 得， 主泵的壓力為 1 Mpa? ， 最大流量 為 1 2 / m invqL?? ；齒輪泵 的壓力為 2 21pP Mpa? ， 最大流量為 2 37 / m invqL? 。根據(jù)機械設計手冊，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??? = () 考慮安全系數(shù) ,故取 25KW。查《機械設計手冊》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 選擇液壓閥主要根據(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，輸出力和力矩等。 根據(jù)液壓閥額定壓力來選擇 選擇的液壓閥應使系統(tǒng)壓力適當?shù)陀诋a(chǎn)品標明的額定值。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。 液壓閥的安裝方式的選擇 液壓閥與系統(tǒng)的管路或其他閥的進出油口的連接方式，一般有三種，螺紋連接方式，板式連接方式，法蘭連接方式。安裝方式 的選擇要根據(jù)液壓閥的規(guī)格大小，以及系統(tǒng)的簡繁及布置特點來確定。 液壓閥的控制方式的選擇 液壓閥的控 制方式一般有四種，有手動控制，機械控制，液壓控制，電氣控制。根據(jù)系統(tǒng)的操縱需要和電氣系統(tǒng)的配置能力進行選擇。 液壓閥的結(jié)構(gòu)形式的選擇 ]11[ 液壓閥的結(jié)構(gòu)方式分為：管式結(jié)構(gòu)，板式結(jié)構(gòu)。一般按照系統(tǒng)的工作需要來確定液壓閥的結(jié)構(gòu)形式 。 選用主操作閥采用川崎 KMX15R/B450，最大流量 ，能實現(xiàn)動臂提升合流、斗桿大小腔合流、斗桿再生回路、行走直線、動臂提升優(yōu)先、回轉(zhuǎn)優(yōu)先、斗桿閉鎖等功能。原理圖如圖 所示 日照職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 20 圖 其他液壓元件的選擇 蓄能器的選擇 根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定類型和主要參數(shù)。 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： vpiiV K A l q t?? ? ?? () 式中 A—各 液壓缸有效作用面積 L—各 液壓缸的行程 K—油液損失系數(shù)，一般取 K= vpq —各 液壓泵流量 之和 t— 動作時間 ，設定 t= 代入數(shù)據(jù)， 由 以 上 公 式 得 ( 50. 24 19. 08 ) 10 630 ( 2 45. 8 37 ) 60 10? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? = 考慮安全系數(shù)和其他方面 ?? 取 20L,查《機械設計手冊》得： NXQ1L40/ 蓄能器 F219 非橡膠管道的選擇 本系統(tǒng)管路很復雜，取其中主要的幾條來計算，按照公式： 1130 qd ??? () q? － 液體流量 ? － 流速，對于吸油管 ? =1~2m/s， 一般取 1m/s 以下，對于壓油管? ≤3~6m/s， 對于回油管 ? ≤~。 通過以下公式 算出管道內(nèi)徑： 日照職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 21 4 vqd??? () T式中 Tvq － 液體流量 ? － 流速 其設定值與 計算數(shù)值如表 所示 表 計算數(shù)值 管路名稱 通 過 流 量(L/min) 允 許 流 速(m/min) 管道內(nèi)徑 (m) 實際取值 (m) 大泵吸油管 2 小泵吸油胳 15 大泵排油管 2 4 小泵排油管 4 查《機械設計手冊》得： Φ102 、 Φ213 、 Φ454 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。高壓膠管的工作壓力對不正常使用的情況下 可提高 20%；對于使用頻繁，經(jīng)常扭變的要降低 40%。膠管在使用及設計中應主要下列事項： (1) 膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應小于 320，膠管與管接頭聯(lián)接處應留有一段直的部分，此段長不應小于管外徑的兩倍。 (2) 膠管的長度應考慮到膠管在通入壓力油后，長度方向?qū)l(fā)生收縮變形，一般收縮是取 3%~4%，膠管安裝時避免處于拉緊狀態(tài)。 (3) 膠管安裝是應保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為便于安裝，可沿管長涂以色紋，以便檢查。 (4) 膠管的接頭 軸線，應盡量放置在運動的平面內(nèi)，避免兩端互相運動時膠管受力。 (5) 膠管應避免 與機 械上的尖角部分想接觸和摩擦，以免管子損壞。 油箱容量的確定 初步確定油箱的有效容積 ,跟據(jù)經(jīng)驗公式來確定油箱的容量 , V qv?? () 式中 qv － 液壓泵每分鐘排出的壓力油的容積 ? － 經(jīng)驗系數(shù) 已知所選泵的總流量為 ,這樣 ,液壓泵每分鐘排出的壓力油體積為,查表 表 油箱經(jīng)驗系數(shù)表 系統(tǒng)類型 行走機械 低壓系統(tǒng) 中壓系統(tǒng) 鍛壓系統(tǒng) 冶金系統(tǒng) ? 1～ 2 2～ 4 5～ 7 6～ 12 10 得 ? =3， 故 V= qv? =3= 3m 日照職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 22 根據(jù)以上的要求來選擇液壓控制閥，所選的液壓閥能滿足工作的需要。 其 具體規(guī)格型號和名稱見表 。 表 液壓控制閥 序號 代 號 名稱及規(guī)格 材料 數(shù)量 1 Q9F25P25 不銹鋼截止閥 成品 2 2 DB10G－ 5X/13G24N25 電磁溢流閥 成品 1 3 S20P1O S型單向閥 成品 1 4 S10P1O S型單向閥 成品 1 5 XJF25/13 蓄能器截止閥 成品 1 6 DRV10113/2 單向節(jié)流閥 成品 1 9 S6A1O/2 S型單向閥 成品 1 10 ZDR6DP221/7YM 疊加式減壓閥 成品 1 11 Z1S6P125/ 疊加式單向閥 成品 1 12 4WE10J3X/CG24NZ5L 電磁換向閥 成品 1 13 ZDR10DP225/ 疊加式減壓閥 成品 1 14 Z2FS813/S2 疊加式雙單向節(jié)流閥 成品 2 15 4WEH16Y10/OF6AG25NETS2Z5L/B08 電液換向閥 成品 1 16 Z2FS610/S2 疊加式雙單向節(jié)流閥 成品 2 日照職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 23 總 結(jié) 本課題 ——液壓 挖掘機 動臂機構(gòu)的 液壓系統(tǒng) 設計 ，其 設計 終于完成。雖然不是很復雜，但通過這一設計實踐，我感到自己在這方面仍存在許多不足之處。對于我的本次設計，我覺得設計計算部分非常認真。在各種機械設備上，液壓系統(tǒng)得到了廣泛的使用。液壓傳動系統(tǒng)是液壓機械的一個組成部分，液壓系統(tǒng)原理圖的設計要同主機的結(jié)構(gòu)相適宜。著手設計時，必須從實際情況出發(fā)，有機的結(jié)合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的優(yōu)點，力求設計出結(jié) 構(gòu)簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。 此次設計，利用油泵產(chǎn)生油壓，再經(jīng)過電磁閥控制液壓缸來達到控制油缸伸縮的效果。其中結(jié)合了需方需要的技術(shù)要求，根據(jù)計算來確定發(fā)動機、油箱容積、油泵的型號及各種液壓元件的選擇。 根據(jù)已知的條件和性能要求，計算了液壓系統(tǒng)在挖掘工作時的受力情況，計算了液壓缸在不同的運動狀態(tài)下的各種受力情況。參照了機械設計手冊上的計算公式，根據(jù)計算所得的結(jié)果來選取各種液壓元件。對系統(tǒng)的性能、發(fā)熱溫升進行了驗算。并對液壓系統(tǒng)的液壓原 理、操作進行了說明 ，其中主要是對液壓 缸進行分析計算，并繪畫相關(guān)的 CAD 二維圖紙，實現(xiàn)設計零件的可制造性與工藝性。日照職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 24 日照職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設計（論文） 25