【導(dǎo)讀】近年來，有關(guān)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)方面的文獻(xiàn)并不少見，但文獻(xiàn)的內(nèi)容大多針對(duì)某。專題進(jìn)行研究，系統(tǒng)地論述現(xiàn)代液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的論文卻較少，因此研究和設(shè)。計(jì)液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。本論文主要概述挖掘機(jī)液壓技術(shù)的發(fā)展史及其目前在國內(nèi)的外發(fā)展情況，簡(jiǎn)述。了液壓挖掘機(jī)發(fā)展趨勢(shì)，本文對(duì)液壓挖掘機(jī)的常用液壓回路進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述和分。析，對(duì)課題要求設(shè)計(jì)的小型液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)及分析，并通過進(jìn)。一步計(jì)算確定了需要的

　　

【正文】 的液壓系統(tǒng)和執(zhí)行元件要有足夠的強(qiáng)度和非常好的密封性能。由于挖掘機(jī)的動(dòng)作頻繁 ,因此 ,液壓元件和管路要能夠承受頻繁的液壓沖擊 ,以保證挖掘機(jī)能夠長時(shí)間安全穩(wěn)定的工作。設(shè)計(jì)出便于操作，更加人性化，工作效率高，耗能少的挖掘機(jī)，才會(huì)在工程領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分析 挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖 挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖如下 第 14 頁 共 19 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 系統(tǒng)工作循環(huán)分析 第 15 頁 共 19 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 根據(jù)挖掘機(jī)的作業(yè)要求，液壓系統(tǒng)應(yīng)完成挖掘，滿斗提升回轉(zhuǎn)，卸載和返回工作循環(huán)。 上述工作循環(huán)由系統(tǒng)中的一般工作回路實(shí)現(xiàn)。 （ 1） 通常以鏟斗缸或兩者配合進(jìn)行挖掘；必要時(shí)配以動(dòng)臂動(dòng)作。操縱多路閥組 14 中的換向閥 2 處于右位，此時(shí)鏟斗缸活塞伸出，推動(dòng)鏟斗挖掘?；蛘咄瑫r(shí)操縱換向閥 147 使兩者配合進(jìn)行挖掘。必要 時(shí)操作換向閥 141，使處于右位或左位，則來油進(jìn)入動(dòng)臂缸，使動(dòng)臂上升或下降以配合鏟斗缸和斗桿缸動(dòng)作，提高挖掘效率。 （ 2） 動(dòng)臂上升：操縱換向閥 141 處于右位，動(dòng)臂上升。 （ 3） 回轉(zhuǎn)：操縱換向閥 143 處于左位或右位，則來油進(jìn)入回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)向卸土處。 （ 4） 卸載：操縱換向閥 146 控制斗桿缸，調(diào)節(jié)卸載半徑；然后操縱換向閥142 處于左位，使鏟斗缸活塞回縮，鏟斗卸載。為了調(diào)整卸載位置還要有動(dòng)臂缸的配合。此時(shí)是斗桿缸和鏟斗復(fù)合動(dòng)作，兼以動(dòng)臂動(dòng)作。 （ 5）動(dòng)臂下降：操縱換向閥 141 處于左位，使 動(dòng)臂缸完成上升動(dòng)作。 主要液壓元件在系統(tǒng)中的作用 換向閥 4 控制的輔助液壓缸 20 供抓斗作業(yè)時(shí)使用。 為了限制動(dòng)臂 .斗桿 .鏟斗因自重而快速下降，在其回路上均設(shè)置了單向節(jié)流閥 整機(jī)行走由行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。左右馬達(dá)分別屬于兩條獨(dú)立的油路。如同時(shí)操縱換向閥 8 和 2 使處于左位和右位，左右馬達(dá)即正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速相同（在兩條油路的容積效率相等的情況下）。因此挖掘機(jī)可保持直線行駛。若使用單泵系統(tǒng)，則難以做到這一（在左右馬達(dá)行駛阻力不等的情況下）。 在左 .右行走馬達(dá)內(nèi)設(shè)有液壓雙速閥，可獲得兩檔行走速度。一般情況下，行走馬 達(dá)內(nèi)部?jī)膳胖撞⒙?lián)供油，為低速檔； 系統(tǒng)回油路上的限速閥 10 在挖掘機(jī)下坡時(shí)用來自動(dòng)控制行走速度，防止超速滑坡。在平路上正常行駛或進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，因液壓泵出口油壓力較高，高壓油將通過梭閥 11 使限速閥 10 處于左位，從而取消回油節(jié)流。如在下坡行駛時(shí)一旦出現(xiàn)超速現(xiàn)象，液壓泵輸出的油壓力降低，限速閥在其彈簧力的作用下又會(huì)回到圖示節(jié)流位置，從而防止超速滑坡。 該機(jī)在挖掘作業(yè)時(shí)，常需動(dòng)臂缸與斗桿缸快速動(dòng)作以提高生產(chǎn)效率。為此在系 第 16 頁 共 19 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 統(tǒng)中增加了合流閥 5。合流閥在圖示位置時(shí)，泵 A， B 不合流。當(dāng)操縱合流處于左位時(shí) A 泵輸出 的壓力油經(jīng)合流閥 5 的左位進(jìn)入多路閥組 B 泵一起向動(dòng)臂缸和斗桿缸供油，以加快動(dòng)臂和斗桿的動(dòng)作速度。 在兩組多路閥的進(jìn)油路上設(shè)有安全閥以限制系統(tǒng)的最大工作壓力。在各液壓缸和液壓馬達(dá)的分支油路上均設(shè)有過載閥以吸收工作裝置的沖擊能量。 液壓系統(tǒng)中幾種低壓回路的作用 （ 1） 背壓油路：由系統(tǒng)回路上的背閥所產(chǎn)生的低壓油（ ~1MPa）在制動(dòng)或出現(xiàn)超速吸空時(shí)通過雙向補(bǔ)油閥 26 向液壓馬達(dá)的低油腔補(bǔ)油，以保證滾輪始終貼緊導(dǎo)軌表面，使馬達(dá)工作平穩(wěn)并有可靠的制動(dòng)性能。 （ 2） 排灌油路：將低壓油經(jīng)節(jié)流閥減壓 后引入液壓馬達(dá)殼體，使馬達(dá)即使在不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下客體內(nèi)仍保持一定的循環(huán)油量。其目的，一是使馬達(dá)殼體內(nèi)的磨損物經(jīng)常得到?jīng)_洗；二是對(duì)馬達(dá)進(jìn)行預(yù)熱，防止當(dāng)外界溫度過低時(shí)由主油路通入溫度較高的工作油液以后引起配油軸及柱塞副等精密配合局部不均勻的熱膨脹，使馬達(dá)卡住或咬死而發(fā)生故障（即所謂的“熱沖擊”）。 （ 3） 泄露油路（無背壓）：將多路閥和液壓馬達(dá)的內(nèi)部漏油用油管集中起來，經(jīng)過濾油器引回油箱，以減少外泄露。 液壓系統(tǒng)的回油路經(jīng)過風(fēng)冷式冷卻器 .濾油器后流回油箱，使回油得到冷卻和過濾，以保證挖掘機(jī)在連續(xù)工作狀 態(tài)下油箱內(nèi)的油溫不超過 80 攝氏度。 液壓元件的選用 液壓閥的選用 （ 1） 溢流閥 .溢流閥的基本功能是限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載或維持壓力近似恒定。本系統(tǒng)中選用二級(jí)同心先導(dǎo)式溢流閥，安裝在泵的出油口處，用來恒定系統(tǒng)壓力，防止超壓，保護(hù)系統(tǒng)安全運(yùn)行。 （ 2） 過載閥 .安裝在液壓缸和行走馬達(dá)的管路上，防止超載，用來保護(hù)液壓系統(tǒng)和工作的液壓缸和行走馬達(dá)。 （ 3） 單向閥 .系統(tǒng)中多處要用到單向閥，也是必不可少的元件，它用來防止油液倒流，從而使執(zhí)行元件停止運(yùn)動(dòng)，或保持執(zhí)行元件中的油液壓力。還可 是保持一定的背壓。 第 17 頁 共 19 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? （ 4） 換向閥 .在系統(tǒng)中要用到兩組四聯(lián)換向閥，每個(gè)閥為三位四通換想閥。在系統(tǒng)中換向閥的主要作用是改變壓力油進(jìn)入執(zhí)行元件的方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)作要求，在三位四通的換向閥中，左右閥位要求能夠進(jìn)回油，中間的閥位要求禁止油液流通，以達(dá)到執(zhí)行元件動(dòng)作達(dá)到要求后停止或懸停在任一位置。 輔助元件的選用 （ 1） 油管 .由于系統(tǒng)工作壓力高，所以在系統(tǒng)中沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的管路中選用無縫鋼管，它能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，裝拆方便，所以適合用在高壓管道。在系統(tǒng)中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的壓力管道選 用高壓橡膠管。 （ 2） 管接頭 .在采用無縫鋼管的管路中，管接頭采用錐密封焊接式管接頭，他除了具有焊接頭的優(yōu)點(diǎn)外，由于它的 O 形密封圈裝在錐體上，使密封有調(diào)節(jié)的可能，密封更可靠。工作壓力為 工作溫度為 25— +80 攝氏度。在橡膠管的接頭處選用扣壓式膠管接頭，安裝方便，與鋼絲編織膠管配套總成，適合在油溫為 30—+80 攝氏度的環(huán)境工作。 （ 3） 密封裝置 .在液壓系統(tǒng)中密封裝置非常重要，它是用來防止工作介質(zhì)泄露及外界灰塵和異物的侵入，以保證系統(tǒng)建立起必要的壓力，使其能夠正常工作。密封裝置應(yīng)滿足在一定的壓力 .濕度范圍內(nèi)具有良好的密封性能。密封裝置和運(yùn)動(dòng)件之間的摩檫力要小，摩檫系數(shù)要穩(wěn)定，抗腐蝕能力強(qiáng)，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，價(jià)格低。其于以上幾點(diǎn)，在有相對(duì)運(yùn)動(dòng)且有摩檫的元件上使用 Y 型密封圈，其截面小，結(jié)構(gòu)緊湊。且 Y 型密封圈能隨壓力增高而增大，并能自動(dòng)補(bǔ)償磨損。在相對(duì)摩檫不嚴(yán)重或無相對(duì)摩檫的元件上用 O 型密封圈，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，密封性能好，摩檫力小，安裝方便。 （ 4） 濾油器 .在液壓系統(tǒng)中，不允許液壓油含有超過限制的固體顆粒和其他不溶性贓物。因?yàn)檫@ 些雜質(zhì)可以使間隙表面劃傷，造成內(nèi)部泄露量增加，從而降低效率增加發(fā)熱。這些雜質(zhì)還會(huì)使閥芯卡死，小孔或縫隙堵塞，潤滑表面破壞，造成液壓系統(tǒng)故障，膠狀物和淤渣等雜質(zhì)，將會(huì)引起元件粘著，酸類還將加速運(yùn)動(dòng)件的腐 蝕和使油液進(jìn)一步惡化。因此要采用濾油器對(duì)油液進(jìn)行過濾，以保證油液質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。因此選用網(wǎng)式濾油器安裝在泵吸油管上，這種濾油器壓力損失不超過 第 18 頁 共 19 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 510? MPa ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流通能力大，可以 滿足泵的流量， 參考文獻(xiàn) [1] 孫德文、趙克利、徐寧生等編著 .液壓挖掘機(jī) .北京工業(yè)出版社 ,2021年 1月 [2] 張利平、鄧鐘明 .液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社 ,1997 年 6 月 [3] 楊培元、朱福元 .液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社 ,1994 [4] 趙新莊、祁貴珍、沈松云 .公路施工機(jī)械 .人民交通出版社 ,2021 [5] 馬永輝、徐寶富、劉少華 .工程機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .機(jī)械工程出版社 ,1987 致謝 在設(shè)計(jì)完成之際，我向給予我莫大幫助的老師和同學(xué)，大 學(xué)三 年一直默默支持和關(guān)心我的親人和朋 友，表達(dá)由衷的感謝。 感謝溫銀萍 老師，在設(shè)計(jì)上他給予我精心的指導(dǎo)，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)，深邃的思想和遠(yuǎn)見卓識(shí)，引導(dǎo)我一步一步進(jìn)入復(fù)雜的設(shè)計(jì)中去。我的設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，從設(shè)計(jì)選題、資料收集、設(shè)計(jì)框架、一直到最后定稿，他都傾注了大量的心血，在此謹(jǐn)向?qū)煴硎菊\摯的謝意。 同學(xué)的熱情鼓勵(lì)與互相幫助、領(lǐng)導(dǎo)的親切關(guān)懷以及親朋好友的大力支持使我最終完成學(xué)業(yè)，再次向關(guān)心和支持我的所有老師、同學(xué)和領(lǐng)導(dǎo)表示深深的謝意。