【正文】 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 系統(tǒng)工作循環(huán)分析根據(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)。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。同時(shí),動(dòng)臂缸與斗桿缸配合動(dòng)作,使空斗下放到新的挖掘位置。當(dāng)對卸載位置和卸載高度有嚴(yán)格的要求時(shí),還需要?jiǎng)颖叟浜蟿?dòng)作。卸載—回轉(zhuǎn)到卸載地點(diǎn),轉(zhuǎn)臺制動(dòng)。有特殊要求的挖掘動(dòng)作,則根據(jù)作業(yè)要求,進(jìn)行鏟斗,斗桿和動(dòng)臂三個(gè)缸的復(fù)合動(dòng)作,以保證鏟斗按某一特定軌跡運(yùn)動(dòng)。液壓挖掘機(jī)的工作過程,包括作業(yè)循環(huán)和整機(jī)移動(dòng)兩項(xiàng)主要?jiǎng)幼?。由于液壓系統(tǒng)的功能是傳遞,分配和控制機(jī)械動(dòng)力,因此是液壓挖掘機(jī)的關(guān)鍵部分。液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)是由動(dòng)力元件(各種液壓泵),執(zhí)行元件(),控制元件(各種閥)以及輔助裝置()用油管按一定方式連接起來組合而成?！? 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 挖掘機(jī)的功用和對液壓系統(tǒng)的要求 挖掘機(jī)主要用來開挖塹壕，基坑，河道與溝渠以及用來進(jìn)行剝土和挖掘礦石。目前挖掘機(jī)采用再生回路，如圖 27 所示，動(dòng)臂下降時(shí)，油泵的油經(jīng)單向閥通過動(dòng)臂操縱閥進(jìn)入動(dòng)臂油缸上腔，從動(dòng)臂油缸下腔排除的油需經(jīng)節(jié)流孔回油箱，提高了回油壓力，使得液壓油能通過補(bǔ)油單向閥供給動(dòng)臂缸上腔。當(dāng)操縱動(dòng)臂下降時(shí)，在先導(dǎo)操縱油壓 P 作用下二位二通閥處于相通位置，動(dòng)臂油缸下腔壓力油通過閥芯鉆孔油道經(jīng)二位二通閥回油，由于閥芯內(nèi)鉆孔油道節(jié)流孔的節(jié)流作用，使插裝閥上下腔產(chǎn)生壓差，在壓差作用下克服彈簧力，將插裝閥打開，壓力油從 B 至 A。 閉鎖回路 圖26 閉鎖回路 圖27 再生回路 6 closed loop Fig. 2 7 renewable loop 動(dòng)臂操縱閥在中位時(shí)油缸口閉鎖，由于滑閥的密封性不好會產(chǎn)生泄露，動(dòng)臂在重力作用下會產(chǎn)生下沉，特別是挖掘機(jī)在進(jìn)行起重作業(yè)時(shí)要求停留在一定的位置上保持不下降，因此設(shè)置了動(dòng)臂支持閥組。閥內(nèi)合流的油道在內(nèi)部溝通，外面管路連接簡單，但內(nèi)部通道較復(fù)雜，閥桿直徑的設(shè)計(jì)要綜合平衡考慮各種分合流供油情況下通過的流量。目前采用的合流方式有閥外合流、閥內(nèi)合流及采用合流閥供油幾種合流方式。圖中前泵并聯(lián)供左右行走，后泵并聯(lián)供回轉(zhuǎn)、斗桿、鏟斗和動(dòng)臂動(dòng)作，后泵還可通過單向閥和節(jié)流孔與前泵合流供給行走。1 行走 2 3 前泵 4 行走 5 后泵 6 7 先導(dǎo)油壓圖25 直走閥油路Fig. 2 5 turn right valve circuit此外為了實(shí)現(xiàn)工作裝置、行走同時(shí)動(dòng)作時(shí)的直線行駛，一般采用直行閥，圖25 為直行閥工作原理圖。這種限速補(bǔ)油回路的回油管路上裝有 5～10bar 的背壓閥，行走馬達(dá)超速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)若主油路壓力低于此值，回油路上的油液推開單向閥 5 或 7 對行走馬達(dá)進(jìn)油腔補(bǔ)油，以消除吸空現(xiàn)象。正常工作時(shí)換向閥 1 處于右位，壓力油經(jīng)單向閥 4 進(jìn)入行走馬達(dá) 10，同時(shí)沿控制油路推動(dòng)壓力閥2，使其處于接通位置，行走馬達(dá)的回油經(jīng)壓力閥 2 流回油箱。比較簡單的限速方法是使回油通過限速節(jié)流閥，挖掘機(jī)一旦行走超速，進(jìn)油供應(yīng)不及，壓力降低，控制油壓力也隨之降低，限速節(jié)流閥的通道減小，回油節(jié)流，從而防止了挖掘機(jī)超速溜坡事故的發(fā)生。因此應(yīng)對行走馬達(dá)限速和補(bǔ)油，使行走馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制在允許范圍內(nèi)。此外，斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸在相應(yīng)油路上也裝有單向節(jié)流閥。液壓挖掘機(jī)的工作裝置為了作業(yè)安全，常在液壓缸的回油回路上安裝單向節(jié)流閥，形成節(jié)流限速回路。圖 23 (B)為回油節(jié)流調(diào)速，節(jié)流閥安裝在低壓回路上，限制回油流量。反之，隨著負(fù)載減小，通過節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的流量增大，加快了活塞移動(dòng)速度，液流量相應(yīng)地減少。根據(jù)節(jié)流閥的安裝位置，節(jié)流調(diào)速有進(jìn)油節(jié)流調(diào)速和回油節(jié)流調(diào)速兩種 1 齒輪泵 2 溢流閥 3 節(jié)流閥 4 換向閥 5 油缸 圖23 節(jié)流回路 Fig. 2 3 throttle circuit圖 23 (A)為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速，節(jié)流閥 3 安裝在高壓油路上，液壓泵 1 與節(jié)流閥串聯(lián)，節(jié)流閥之前裝有溢流閥 2，壓力油經(jīng)節(jié)流閥和換向閥 4 進(jìn)入液壓缸 5 的大腔使活塞右移。 節(jié)流回路節(jié)流調(diào)速是利用節(jié)流閥的可變通流截面改變流量而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的目的，通常用于定量系統(tǒng)中改變執(zhí)行元件的流量。 1 換向閥 緩沖閥 單向閥 圖22 緩沖回路 Fig. 2 2 buffer circuit上述各回轉(zhuǎn)回路中的緩沖（限壓）閥實(shí)際上起了制動(dòng)作用，換向閥 1 中位時(shí)回轉(zhuǎn)馬達(dá)兩腔油路截?cái)啵灰吐穳毫Φ陀谙迚洪y的調(diào)定壓力，回轉(zhuǎn)馬達(dá)即被制動(dòng)，其最大制動(dòng)力矩由限壓閥決定。這種緩沖回路的補(bǔ)油量很少，背壓低，工作效率高。圖 22（B）是高、低壓油路之間并聯(lián)有緩沖閥，每一緩沖閥的高壓油口與另一緩沖閥的低壓油口相通。緩沖（限壓）閥的調(diào)定壓力取決于所需要的制動(dòng)力矩，通常低于系統(tǒng)最高工作壓力。圖 22 (A)中回轉(zhuǎn)馬達(dá)兩個(gè)油路上各裝有動(dòng)作靈敏的小型直動(dòng)式緩沖（限壓）閥 3，正常情況下兩閥關(guān)閉。挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的緩沖回路就是利用緩沖閥等使液壓馬達(dá)高壓腔的油液超過一定壓力時(shí)獲得出路。 1 換向閥 2 限壓閥 3 油缸 圖21 限壓回路 Fig. 21 limited pressure circuit 緩沖回路液壓挖掘機(jī)滿斗回轉(zhuǎn)時(shí)由于上車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，在啟動(dòng)、制動(dòng)和突然換向時(shí)會引起很大的液壓沖擊，尤其是回轉(zhuǎn)過程中遇到障礙突然停車。限壓閥的調(diào)定壓力與液壓系統(tǒng)的壓力無關(guān)，且調(diào)定壓力愈高，閉鎖壓力愈大，對挖掘機(jī)作業(yè)愈有利，但過高的調(diào)定壓力會影響液壓元件的強(qiáng)度和液壓管路的安全。液壓挖掘機(jī)執(zhí)行元件的進(jìn)油和回油路上常成對地并聯(lián)有限壓閥，限制液壓缸、液壓馬達(dá)在閉鎖狀態(tài)下的最大閉鎖壓力，超過此壓力時(shí)限壓閥打開、卸載保護(hù)了液壓元件和管路免受損壞，這種限壓閥（圖 21）實(shí)際上起了卸荷閥的作用。 限壓回路限壓回路用來限制壓力，使其不超過某一調(diào)定值。 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的基本回路分析基本回路是由一個(gè)或幾個(gè)液壓元件組成、能夠完成特定的單一功能的典型回路，它是液壓系統(tǒng)的組成單元。卸載結(jié)束后，轉(zhuǎn)臺反向回轉(zhuǎn)，同時(shí)動(dòng)臂缸和斗桿缸相互配合動(dòng)作，把空斗放到新的挖掘點(diǎn)，此工況是回轉(zhuǎn)、動(dòng)臂、和斗桿復(fù)合動(dòng)作。卸載時(shí)，主要是斗桿和鏟斗復(fù)合作用，兼以動(dòng)臂動(dòng)作?；剞D(zhuǎn)至卸土位置時(shí)，轉(zhuǎn)臺制動(dòng)，用斗桿調(diào)節(jié)卸載半徑和卸載高度，用鏟斗缸卸載。由于卸載所需回轉(zhuǎn)角度不同，隨挖掘機(jī)相對自卸車的位置而變，因此動(dòng)臂舉升速度和回轉(zhuǎn)速度相對關(guān)系應(yīng)該是可調(diào)整的，若卸載回轉(zhuǎn)角度大，則要求回轉(zhuǎn)速度快些，而動(dòng)臂舉升速度慢些。挖掘結(jié)束后，動(dòng)臂缸將動(dòng)臂頂起、滿斗提升，同時(shí)回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸土處，此時(shí)主要是動(dòng)臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動(dòng)作。在挖掘過程中主要是鏟斗和斗桿有復(fù)合動(dòng)作，必要時(shí)配以動(dòng)臂動(dòng)作。 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的基本動(dòng)作分析（1）挖掘。（4）由于挖掘機(jī)作業(yè)現(xiàn)場塵土多，液壓油容易被污染，因此液壓系統(tǒng)的密封性能要好，液壓元件對油液污染的敏感性要低，整個(gè)液壓系統(tǒng)要設(shè)置濾油器和防塵裝置。（2）液壓系統(tǒng)和液壓元件在變化大的負(fù)載、急劇的振動(dòng)作用下，具有足夠的可靠性。（5）保證挖掘機(jī)工作安全可靠，且各執(zhí)行元件（液壓缸、液壓馬達(dá)等）有良好的過載保護(hù)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走裝置有可靠的制動(dòng)和限速；防止動(dòng)臂因自重而快速下降和整機(jī)超速溜坡。（3）履帶式挖掘機(jī)的左、右履帶分別驅(qū)動(dòng)，使挖掘機(jī)行走方便、轉(zhuǎn)向靈活，并且可就地轉(zhuǎn)向，以提高挖掘機(jī)的靈活性。挖掘機(jī)的動(dòng)作復(fù)雜，主要機(jī)構(gòu)經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)、換向，負(fù)載變化大，沖擊和振動(dòng)頻繁，而且野外作業(yè)，溫度和地理位置變化大，因此挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足如下要求（1）要保證挖掘機(jī)動(dòng)臂、斗桿和鏟斗可以各自單獨(dú)動(dòng)作，也可以相互配合實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作。行走裝置的作用是支撐挖掘機(jī)的整機(jī)質(zhì)量并完成行走任務(wù)，多采用履帶式和輪胎式機(jī)構(gòu)，所用的液壓元件主要是行走馬達(dá)?；剞D(zhuǎn)裝置的功能是將工作裝置和上部轉(zhuǎn)臺向左或向右回轉(zhuǎn)，以便進(jìn)行挖掘和卸料，完成該動(dòng)作的液壓元件是回轉(zhuǎn)馬達(dá)。按照不同的功能可將挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分為三個(gè)基本部分：工作裝置系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)。2 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)概述 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的基本組成及其基本要求