【正文】 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 。對系統(tǒng)的性能、發(fā)熱溫升進行了驗算。 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。 此次設(shè)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。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(shè)計要同主機的結(jié)構(gòu)相適宜。對于我的本次設(shè)計，我覺得設(shè)計計算部分非常認(rèn)真。 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(xué)院 畢業(yè)設(shè)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(shè)計 ，其 設(shè)計 終于完成。 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(xué)院 畢業(yè)設(shè)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。 (4) 膠管的接頭 軸線，應(yīng)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。 (2) 膠管的長度應(yīng)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)。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%。 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(shè)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(shè)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(fù)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 ? ≤~。 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。 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)。 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。 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。 根據(jù)液壓閥額定壓力來選擇 選擇的液壓閥應(yīng)使系統(tǒng)壓力適當(dāng)?shù)陀诋a(chǎn)品標(biāo)明的額定值。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)。 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。 日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)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(xué)院 畢業(yè)設(shè)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? 。系統(tǒng)圖中應(yīng)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。 各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。 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）。 (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(dǎo)軌表面。該回路無背壓以減少外漏。同時回油溫度較高，可對液壓馬達進行預(yù)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 ” 。另外，兩組多路換向閥的進油路中設(shè)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(shè)有過載閥，吸收工作裝置的沖擊；油路中還設(shè)有單向閥，以防止日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)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。 在左、右行走馬達內(nèi)部除設(shè)有補油閥外，還設(shè)有雙速電磁閥 9，當(dāng)雙速電磁閥在圖示位置時馬達內(nèi)部的兩排柱塞構(gòu)成串聯(lián)油路，此時為高速；當(dāng)雙速電磁閥通電后，馬達內(nèi)部的兩排柱塞呈并聯(lián)狀態(tài)，馬達排量大、轉(zhuǎn)速降低，使挖掘機的驅(qū)動力增大 。 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 。該組執(zhí)行元件不工作時油泵 A輸出的壓力油經(jīng)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。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。 繪制液壓系統(tǒng)原理圖 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。不同工業(yè)部門由于使用要求、操作條件、應(yīng)用環(huán)境的差異，所用的液壓傳動系統(tǒng)差別也很大。當(dāng)液壓系 統(tǒng)發(fā)生故障時，及時找出原因，采取正確的解決辦法是保護設(shè)備、避免造成重大損失的重要措施。液壓系統(tǒng)能否可靠、靈敏、準(zhǔn)確、有效而且經(jīng)濟地工作，與所選用的液壓油的品種及性能密切相關(guān)。 選用液壓油液 在任何液壓系統(tǒng)中，液壓油是一至關(guān)重要的組成部分。 閉 式 回路 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為緊湊，泵的自吸性好，系統(tǒng)與空氣接觸的機會較少，空氣不 易滲入系統(tǒng)，故傳動的平穩(wěn)性較好，且工作機構(gòu)的變速和換向靠調(diào)節(jié)泵或馬達的變量機構(gòu)實現(xiàn)，避免了在開式系統(tǒng)換向過程中所出現(xiàn)的液壓沖擊和能量損失。液壓系統(tǒng)回路中泵 — 缸回路系統(tǒng)為開式，泵 — 馬達系統(tǒng)為閉式。 再根日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 據(jù)調(diào)速方案及工程機械選用原則，主泵采用變量柱塞泵，輔助油泵采用齒輪泵。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。 油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。 (4) 選擇液壓動力源 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。即當(dāng)阻力過大挖掘過程中斷時，能自主修正挖掘路徑，直接完成挖掘過程。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，回路中的壓力達到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作。例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當(dāng)泵正常運轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。工程機械 工作環(huán)境狀況復(fù)雜，補丁因數(shù)多，故 操縱機構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。 基于以上控制系統(tǒng)方案分析本次設(shè)計選用 閉式中心負荷傳感系統(tǒng) (CLSS)；采用的是雙泵雙回路恒功率控制液壓系統(tǒng)。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。在容積調(diào)速系 統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護作用。經(jīng)過上述分析此方案選用 容積節(jié)流調(diào)速。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 形成一個封閉的循環(huán)回路。開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。進油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。此種調(diào)速方式適用于功率大、運動速度高的液壓系統(tǒng)。其優(yōu)點是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高 。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合 ——容積節(jié)流調(diào)速。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實現(xiàn)。 計算得 44 630 / 10 [ ]?? ?? ? ? ? ? ?，故滿足要求，則活塞桿長度和缸筒長度的取值合 格。 D －液壓缸內(nèi)徑 (m) ? －缸體材料的許用應(yīng)力 （ Mpa） ，可通過下面公式求得： [] bn?? ?