【正文】 種液壓系統(tǒng)國外比較典型的一種產(chǎn)品是日立建機(jī)生產(chǎn)的EX400液壓挖掘機(jī)，國內(nèi)產(chǎn)品中比較典型的有四川長江挖掘機(jī)廠生產(chǎn)的WY403型全液壓挖掘機(jī)和廣西玉柴工程機(jī)械有限公司出產(chǎn)的WY20YC液壓挖掘。相對(duì)于負(fù)流量控制系統(tǒng)，正流量控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間更短、流量波動(dòng)更小、可操作性更好、系統(tǒng)的可靠性更高等。在這一控制過程中，依舊需要多路閥的旁路節(jié)流作用來克服負(fù)載壓力，使泵輸出壓力升高。操縱兩個(gè)液壓油缸可以由操縱手柄來完成，引出的先導(dǎo)液壓信號(hào)一方面控制兩個(gè)六通多路閥，另一方面通過梭閥組將最大先導(dǎo)壓力挑選出來，以此來控制泵排量，使液壓泵輸出流量與多路閥工作口的開度成正比。2. 正流量控制系統(tǒng)出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，它主要是用容積調(diào)速取代定流量系統(tǒng)中的節(jié)流調(diào)速，其調(diào)速效率更高。 負(fù)流量控制系統(tǒng)原理圖 優(yōu)點(diǎn)：發(fā)展歷史悠久，技術(shù)非常較成熟，應(yīng)用較廣泛。，其控制原理為：當(dāng)主回路的多路換向閥（即主換向閥）處于中位時(shí)，執(zhí)行元件不工作，主液壓泵處于卸荷狀態(tài)，此時(shí)在主回路接入一個(gè)節(jié)流閥，油液通過節(jié)流口產(chǎn)生一個(gè)壓差，利用節(jié)流閥兩端口的壓力差來作為主液壓泵流量的一個(gè)反饋信號(hào)，顯然當(dāng)卸荷時(shí)，節(jié)流閥的背壓近似為零，由于主泵流量全部卸荷，此時(shí)節(jié)流閥的進(jìn)口壓力會(huì)達(dá)到最大值，則可反饋到主泵的流量控制機(jī)構(gòu)，使主泵的排量自動(dòng)減少到最小，可以達(dá)到節(jié)能的目的，主要是可以減少主閥在中位時(shí)主泵的流量損耗，主泵的輸出流量通過操作者對(duì)節(jié)流口面積改變而控制，按需求供應(yīng)流量，節(jié)約了泵的空載損失，減少了溢流損失和系統(tǒng)發(fā)熱，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，意義重大。但是在節(jié)能方式上它們的節(jié)能效率不高。第一種負(fù)流量控制技術(shù)發(fā)展歷史久遠(yuǎn)，技術(shù)非常成熟。 (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)臂因自重而快帶下降和整機(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。故有以下設(shè)計(jì)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，也可以互相配合實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作。(4)返回 卸載結(jié)束，轉(zhuǎn)臺(tái)反向回轉(zhuǎn)，動(dòng)臂液壓缸和斗桿液壓缸配合，把空斗放在新的挖掘點(diǎn)，此時(shí)，是回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂或斗桿的復(fù)合動(dòng)作。(2)滿產(chǎn)回轉(zhuǎn) 挖掘結(jié)束，動(dòng)臂液壓缸將動(dòng)臂頂起，滿斗提升，同時(shí)回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺(tái)向卸土處，主要是動(dòng)臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動(dòng)作。這兩項(xiàng)要求需要由液壓系統(tǒng)來保證。液壓挖掘機(jī)的作業(yè)過程包括下列幾個(gè)間歇?jiǎng)幼鳎簞?dòng)臂升降、斗桿收放、鏟斗裝卸、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)、整機(jī)行走，以及其它輔助動(dòng)作，它們即可以單獨(dú)動(dòng)作又可以復(fù)合動(dòng)作。 液壓挖掘機(jī)的工況 挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)是按照挖掘機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和裝置的傳動(dòng)要求，把各種液壓組件用管路有機(jī)地連接起來的組合體?？傊?，液壓挖掘機(jī)是由多學(xué)科、多系統(tǒng)組成的有機(jī)整體，只有在系統(tǒng)層面上的各系統(tǒng)、各學(xué)科協(xié)同優(yōu)化才能獲取挖掘機(jī)整機(jī)的最佳性能。卸完后，工作裝置再轉(zhuǎn)至挖掘位置進(jìn)行第二次挖掘循環(huán)。挖掘作業(yè)時(shí)，接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘位置，同時(shí)操縱動(dòng)臂缸小腔進(jìn)油使液壓缸回縮；動(dòng)臂下降至鏟斗觸地后再操縱斗桿缸或鏟斗缸，液壓缸大腔進(jìn)油而伸長，使鏟斗進(jìn)行挖掘和裝載工作。依靠斗桿缸使斗桿繞動(dòng)臂的上鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。 反鏟挖掘機(jī)工作裝置斗桿油缸 動(dòng)臂 油管 動(dòng)臂油缸 鏟斗 斗齒 側(cè)齒 連桿 搖桿 鏟斗油缸 1斗桿 裝置由鏟斗斗桿1動(dòng)臂連桿8及相應(yīng)的三組液壓缸10組成。液壓挖掘機(jī)由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，操縱分配閥，將高壓油送給各液壓執(zhí)行元件(液壓缸或液壓馬達(dá))驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。所以其控制系統(tǒng)越來越先進(jìn)，目前挖掘機(jī)研究重點(diǎn)正逐步向智能化機(jī)電液控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移。當(dāng)前，閉式的控制系統(tǒng)應(yīng)用較廣泛，可以將輸出信號(hào)反饋到輸入信號(hào)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)和泵的功率更匹配，達(dá)到節(jié)能目的。而且管路的布局復(fù)雜程度不一樣，成本費(fèi)用也不一樣。挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)有不同的類型，較典型的有：負(fù)流量控制系統(tǒng)、正流量控制系統(tǒng)、負(fù)載敏感控制系統(tǒng)等。發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主液壓泵轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生壓力油液，然后壓力油液可以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)，但壓力油的接通和切斷由主換向閥來控制，多路壓力油可單路驅(qū)動(dòng)，也可以多路同時(shí)驅(qū)動(dòng)，即形成工作裝置的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在液壓系統(tǒng)中，各子回路均有溢流閥，起到過載溢流的作用，主回路上也有主溢流，起安全保護(hù)作用，回路中還有液壓變壓器二次元件，可起到調(diào)速作用，以及能量回收和再利用，系統(tǒng)中的蓄能器可以儲(chǔ)存回收能量也可減少?zèng)_擊和振動(dòng)。工作裝置是挖掘機(jī)完成各種動(dòng)作的主要部分，可分為反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，相同的裝置結(jié)構(gòu)也可以不同，在挖掘機(jī)中應(yīng)用最廣范的工作裝置是反鏟裝置?？煞譃槁膸胶洼喬ナ絻煞N。挖掘機(jī)采用車用柴油機(jī)時(shí)，最大功率指數(shù)降低。這些組成部分的質(zhì)量將直接影響到挖掘機(jī)的綜合性能。挖掘機(jī)司機(jī)扳動(dòng)操縱手柄，使回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥接通，此時(shí)回轉(zhuǎn)馬達(dá)帶動(dòng)上部平臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，將鏟斗轉(zhuǎn)向待挖區(qū)，與此同時(shí)扳動(dòng)動(dòng)臂油缸換向閥，使動(dòng)臂缸上端進(jìn)油，動(dòng)臂下降，直至鏟斗接觸地面，在操縱斗桿油缸和鏟斗油缸的換向閥，兩缸的無桿腔進(jìn)油，以此復(fù)合動(dòng)作提高挖掘速度，鏟斗滿土后，將斗桿油缸和鏟斗油缸的操縱手柄撥到中位，此時(shí)鏟斗缸和斗桿缸均鎖緊，再將動(dòng)臂缸換向閥換向，動(dòng)臂缸的無桿腔進(jìn)油，動(dòng)臂舉升，升到卸載高度位置，再將回轉(zhuǎn)換向閥換向，使平臺(tái)轉(zhuǎn)到運(yùn)土車方向，此時(shí)鏟斗處在運(yùn)輸車上方，再操作斗桿缸使鏟斗稍降，然后再控制鏟斗缸將土卸載，完成后又重復(fù)上述動(dòng)作，進(jìn)行下一次的挖掘。挖掘機(jī)的基本性能決定于各部分的構(gòu)造、性能及其綜合的效果。的全回轉(zhuǎn)。 液壓挖掘機(jī)的組成1—柴油機(jī)、2機(jī)罩、3一油箱、4多路閥、6回轉(zhuǎn)減速器、7回轉(zhuǎn)馬達(dá)、8回轉(zhuǎn)接頭、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斗桿油缸、17斗桿、18鏟斗油缸、19平衡重、 20轉(zhuǎn)臺(tái)、21行走減速器、22行走馬達(dá)、23托鏈輪、24履帶、Ⅰ工作裝量、Ⅱ上部轉(zhuǎn)臺(tái)、Ⅲ行走機(jī)構(gòu) 主機(jī)是完成挖掘機(jī)基本動(dòng)作并作為驅(qū)動(dòng)和操縱挖掘機(jī)進(jìn)行工作的基礎(chǔ)，其行走形式可分為履帶式和輪式，可細(xì)分為行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和動(dòng)力裝置?；谝陨系膬?yōu)點(diǎn)液壓挖掘機(jī)逐步取代機(jī)械式挖掘機(jī)是必然的趨勢。4) 操縱靈活而且省力，如汽車方向盤的控制，較以往的連桿機(jī)構(gòu)省力多了。2) 被驅(qū)動(dòng)件能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速而且范圍較廣，最大傳動(dòng)比可達(dá)1000，并可高速逆轉(zhuǎn)。行走高度（高/低）回轉(zhuǎn)速度爬坡能力70%/35176。最大挖掘高度9305mm最大卸載高度6630mm最大挖掘深度6630mm最大垂直臂挖掘深度5980mm最大挖掘機(jī)距離9885mm最小回轉(zhuǎn)半徑3630mm最小回轉(zhuǎn)半徑時(shí)的最大高度7570mm性能參數(shù)以下為本次挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)：如圖 三一重工SY200C履帶式液壓挖掘機(jī) 三一重工SY200C履帶式液壓挖掘機(jī) 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)整機(jī)尺寸本設(shè)計(jì)主要是恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù)的液壓系統(tǒng)。 (8)增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。 (6)液壓系統(tǒng)不斷改進(jìn)，液壓組件不斷更新。 (4)工作裝置結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，工作范圍不斷擴(kuò)大。目前國際上采用的節(jié)能發(fā)展趨勢有： 電液比例控制智能化； 柴油機(jī)電噴控制； 負(fù)荷傳感控制將繼續(xù)發(fā)展； 六通多路閥繼續(xù)存在； 進(jìn)一步改進(jìn)閥控節(jié)能控制； 多功能組合； 可變參數(shù)控制； 泵—發(fā)動(dòng)機(jī)匹配控制將進(jìn)一步“智能化”； 現(xiàn)場總線技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)將大量應(yīng)用。我國己經(jīng)形成了挖掘機(jī)的系列化生產(chǎn)，近年來還開發(fā)了許多新產(chǎn)品，引進(jìn)了國外的一些先進(jìn)的生產(chǎn)率較高的挖掘機(jī)型號(hào)，單斗液壓挖掘機(jī)有以下的趨勢: (1)向大型化發(fā)展的同時(shí)向微型化發(fā)展。 當(dāng)前，國外挖掘機(jī)的生產(chǎn)正向大型化、微型化、多能化，專用化及智能化的方向邁進(jìn)。他們?cè)O(shè)計(jì)出了不少性能良好的液壓系統(tǒng)；但也經(jīng)常出現(xiàn)一些因設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周或參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)，造成系統(tǒng)達(dá)不到要求或不能正常工作，不得不改進(jìn)設(shè)計(jì)或采取應(yīng)急對(duì)策的情況。另為滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，盡快為國內(nèi)市場提供產(chǎn)品質(zhì)量好、可靠性高的液壓挖掘機(jī)，改變大中型液壓挖掘機(jī)長期依靠進(jìn)口的被動(dòng)局面當(dāng)務(wù)之急是高速發(fā)展我國液壓挖掘機(jī)。顯然，挖掘機(jī)在整個(gè)工程機(jī)械行業(yè)中是產(chǎn)、銷量增長最快的機(jī)種之一。尤其是在十一五期間，我國內(nèi)品牌的液壓挖掘機(jī)發(fā)展迅速，在國內(nèi)的市場占有率也快速提高，如表1。今后幾年我國液壓挖掘機(jī)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。因此，可以肯定液壓挖掘機(jī)的發(fā)展空間很大。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。例如，國外的有日本小松、德國力士樂、OK公司等，國內(nèi)有徐工集團(tuán)、中聯(lián)重科、三一集團(tuán)、廣西柳工集團(tuán)、龍工集團(tuán)、山河智能等企業(yè)。為整個(gè)社會(huì)的快速發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)節(jié)能型液壓單斗挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1 緒 論 設(shè)計(jì)背景及目的液壓挖掘機(jī)是一種廣泛用于建筑、公路、鐵路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。液壓挖掘機(jī)利用液壓元件（液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓缸等）帶動(dòng)各種構(gòu)件動(dòng)作，具有非常多得優(yōu)點(diǎn)，而且只要加裝不同的輔助設(shè)備即可用來抓物，鉆孔，推土，清溝，破碎等作業(yè)， 是工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境狀況，大大提高了工作效率，改善了人的勞動(dòng)強(qiáng)度。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。工程機(jī)械制造業(yè)的迅速發(fā)展不僅在專業(yè)方面做出了卓越貢獻(xiàn)，同時(shí)也為整個(gè)社會(huì)的建筑風(fēng)貌、自然救災(zāi)等方面作出了偉大的貢獻(xiàn)。 我國是一個(gè)發(fā)展中國家，在遼闊的國土上正在進(jìn)行大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，這就需要大量的土石方施工機(jī)械為其服務(wù)，而液壓挖掘機(jī)是最重要的一類土石方施工機(jī)械?？梢灶A(yù)見，隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(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。從1967年到1977年間，國內(nèi)通過數(shù)年堅(jiān)持不懈的努力，克服了重重困難，終于有少量幾種規(guī)格的液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品獲得初步成功，當(dāng)時(shí)有上海建筑機(jī)械廠的WY100；貴陽礦山機(jī)器廠的W460；合肥礦山機(jī)器廠的WY60；長江挖掘機(jī)廠的WY160和杭州重型機(jī)械廠的WY250等，到現(xiàn)在，短短的40多年，挖掘機(jī)的產(chǎn)量和銷量有了飛躍式的提高。 20062010年各品牌挖掘機(jī)市場占有率(%)年份2006年2007年2008年2009年2010年日系韓系歐美系中國品牌 由表可見，國內(nèi)品牌的挖掘機(jī)市場占有率迅速提高。2008年北京奧運(yùn)會(huì)、2010年上海世博會(huì)、西部大開發(fā)、南水北調(diào)工程對(duì)機(jī)械設(shè)備的需求為挖掘機(jī)生產(chǎn)廠商提供了大量商機(jī)。隨之從事液壓設(shè)備設(shè)計(jì)和調(diào)試工作的工程技術(shù)人員也越來越多。如何設(shè)計(jì)出工作可靠、構(gòu)造簡單、性能好、成本低、效率高、維護(hù)使用方便的液壓系統(tǒng)，必須通過調(diào)查研究，明確多方面的要求。國外挖掘機(jī)行業(yè)重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料，加快了向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展的步伐。 (2)更為普遍地采用節(jié)能技術(shù)。 (3)不斷提高可靠性和使用壽命。 (5)由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)向混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)展。 (7)應(yīng)用微電子、氣、液等機(jī)電一體化綜合技術(shù)。 (9)盡可能使用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)，如融入二次調(diào)節(jié)技術(shù)，簡化管路布局。簡單分析液壓挖掘機(jī)的基本機(jī)構(gòu)和工作原理、工況特點(diǎn)和工作范圍；了解目前市場現(xiàn)有的挖機(jī)零部件的生產(chǎn)及技術(shù)情況，進(jìn)行對(duì)比優(yōu)化設(shè)計(jì)，制定出一個(gè)完整的挖機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，提高挖機(jī)工作性能和節(jié)約能耗為目的。總長（運(yùn)輸時(shí)）9397mm總寬度2800mm總高度（運(yùn)輸時(shí)）2956mm上部寬度2710mm總高度（駕駛室頂部）2930mm標(biāo)準(zhǔn)履帶板寬度600mm軌距2200mm最小離地間隙440mm尾部回轉(zhuǎn)半徑2750mm履帶接地長度3260mm履帶長度4064mm作業(yè)范圍工作質(zhì)量20300kg標(biāo)準(zhǔn)鏟斗容量179。接地比壓鏟斗挖掘力138kN： 挖掘機(jī)作業(yè)范圍圖1. 最大挖掘深度 2. 最大水平移動(dòng)距離 3. 最大挖掘高度 4. 最大裝載高度 5. 最小裝載高度 6. 最大水平切削深度 7. 最大垂直挖掘深度2 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理總所周知，液壓傳動(dòng)較機(jī)械傳動(dòng)有很多的優(yōu)點(diǎn)：1) 由于驅(qū)動(dòng)介質(zhì)為液壓油，故其傳動(dòng)路線可經(jīng)管路彎曲多變，可節(jié)約空間，比機(jī)械傳動(dòng)的布局要靈活很多。3) 傳動(dòng)較平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡易，可減少?zèng)_擊和振動(dòng)。也容易自動(dòng)化控制。 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)(1) 液壓挖掘機(jī)組成一般單斗液壓挖掘機(jī)由兩個(gè)基本組成部分，即主機(jī)和工作裝置。其中動(dòng)力裝置、操縱機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備均可在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上，總稱上車部分，它與行走機(jī)構(gòu)(又稱下車部分)用回轉(zhuǎn)支撐相連，平臺(tái)可以圍繞中央回轉(zhuǎn)軸作360176。工作裝置根據(jù)工作性質(zhì)的不同，可配備反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，分別完成挖掘、裝載、抓取、起重、鉆孔、打樁、破碎、修坡、清溝等工作。(2) 液壓挖掘機(jī)工作循環(huán)過程首先液壓挖掘機(jī)的行走回路控制馬達(dá)行走至待作業(yè)區(qū)，然后調(diào)停挖掘機(jī)，并鎖緊行走回路防止在作業(yè)過程中滑坡溜走等，同時(shí)也將運(yùn)輸土方的車停在挖掘機(jī)旁邊，方便挖掘機(jī)鏟滿土后進(jìn)行卸載。 液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能液壓挖掘機(jī)由:動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。(1) 動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)是整個(gè)挖掘機(jī)動(dòng)作的動(dòng)力源，由于挖掘機(jī)的工況復(fù)雜，負(fù)荷大小多變，而且環(huán)境溫差變化大，粉