【正文】 品種，多功能，高質(zhì)量及高效率等特點(diǎn)，因此受到了廣大施工作業(yè)單位的青睞。挖掘機(jī)與液壓傳動(dòng)緊密地聯(lián)系在一起，其發(fā)展主要以液壓技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)。因此，對(duì) 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析研究已經(jīng)成為推動(dòng)挖掘機(jī)發(fā)展中的重要一環(huán)。當(dāng)時(shí)美國(guó)西部開(kāi)發(fā)，進(jìn)行鐵路建設(shè)，產(chǎn)生了模仿人體構(gòu)造，有大臂、小臂和手腕，能行走和扭腰類似機(jī)械手的挖掘機(jī)，它采用蒸汽機(jī)作為動(dòng)力在軌道上行走。 導(dǎo)致挖掘機(jī)發(fā)展緩慢的主要原因是：其作業(yè)裝置動(dòng)作復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)范圍大，需要采用多自由度 機(jī)構(gòu)，古老的機(jī)械傳動(dòng)對(duì)它不太適合。 由于液壓技術(shù)的應(yīng)用，二十世紀(jì)四十年代有了在拖拉機(jī)上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機(jī)。在進(jìn)行大規(guī)模國(guó)土開(kāi)發(fā)的同時(shí)，也開(kāi)始進(jìn)行城市型土木施工，這樣，具有較長(zhǎng)的臂和桿，能裝上各種各樣的工作裝置，能行走、回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)多自由動(dòng)作，可以切削高的垂直壁面，挖掘深的基坑和溝槽的挖 掘機(jī)得到了廣泛應(yīng)用。挖掘機(jī)是一種萬(wàn)能型工程機(jī)械，目前已經(jīng)無(wú)可爭(zhēng)議地成為工程機(jī)械的第一主力機(jī)種，在世界工程機(jī)械市場(chǎng)上已占據(jù)首位，并且仍在發(fā)展擴(kuò)大。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和建筑施工現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，液壓挖掘機(jī)需要大幅度的技術(shù)進(jìn)步，技術(shù)創(chuàng)新是液壓挖掘機(jī)行業(yè)所面臨的新挑戰(zhàn)。 2022 屆工程機(jī)械運(yùn)用與維護(hù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 正 文 第 1 章 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)展概況 1． 1 國(guó)內(nèi)外挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展 趨勢(shì) 1． 1． 1 國(guó)外研究狀況及發(fā)展 趨勢(shì) 從 20世紀(jì) 60年代液壓傳動(dòng)技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用在挖掘機(jī)上至今，挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)成熟的階段 ?。 （ 1） 從開(kāi)式液壓系統(tǒng)向閉式液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變 日本小松 (KAMATSU)公司 90年代以前一直致力開(kāi)發(fā)開(kāi)式負(fù)載敏感系統(tǒng) (OLSS)，用以降低液壓系統(tǒng)的損耗。由于這種油路調(diào)速方式是進(jìn)油節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速同時(shí)起作用，其調(diào)速特性受負(fù)載壓力和油泵流量的影響，因此這種系統(tǒng)的操縱性能、調(diào)速性能和微調(diào)性能差。這是開(kāi)式系統(tǒng)的大缺點(diǎn)。近年來(lái)在國(guó)外的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)了閉式負(fù)載敏感系統(tǒng) (CLSS)。這種系統(tǒng)非常符合挖掘機(jī)操作的要求，它操縱簡(jiǎn)單，對(duì)司機(jī)的操縱技巧要求低，在國(guó)際上已經(jīng)獲得較廣泛的使用，是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分析及故障檢測(cè) 4 （ 2） 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用 目前液壓挖掘機(jī)上典型的節(jié)能技術(shù)基本上有兩種。負(fù)載敏感技術(shù)是一種利用泵的出 1： 3壓力 與負(fù)載壓力差值的變化而使系統(tǒng)流量隨之相應(yīng)變化的技術(shù)。該系統(tǒng)不僅易于操縱，而且微動(dòng)控制特性很好。負(fù)流量控制技術(shù)是通過(guò)位于主控制閥后面的節(jié)流閥建立的壓力對(duì)主泵的排量進(jìn)行調(diào)節(jié)的技術(shù)。這種控制技術(shù)具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)快、可靠性和維修性好等特點(diǎn)，但在起始點(diǎn)為重負(fù)荷下作業(yè)時(shí)，因流量與負(fù)載有關(guān)，所以可控制性較羞。目前，國(guó)際上先進(jìn)的挖掘機(jī)產(chǎn)品的額定壓力大都在 30MPa以上，并且隨著技術(shù)的進(jìn)步，有朝著更高的壓力甚至采用超高壓液壓技術(shù)方向發(fā)展的趨勢(shì)；流量通常在每分鐘數(shù)百升：功率在數(shù)百千瓦以上。由于液壓挖掘機(jī)經(jīng)常在較惡劣環(huán)境下持續(xù)工作，其各個(gè)功能部件都會(huì)受到惡劣環(huán)境的影響．系統(tǒng)的可靠性日益受到重視。美國(guó)提出了考核動(dòng)強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析方法。 （ 4） 重視操縱特性 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的操縱特性越來(lái)越受到重視。各種高新技術(shù)的應(yīng)用，使得挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)操縱特性大大提高。目前國(guó)外先進(jìn)品牌的挖掘機(jī)在電液聯(lián)合控制方面的研究已趨成熟。日本住友公司生產(chǎn)的 FJ系 列五種 新型號(hào)挖掘機(jī)配有與液壓回路連接的計(jì)算機(jī)輔助的功率控制系統(tǒng)，利用精控模式選擇系統(tǒng)，減少燃油、發(fā)動(dòng)機(jī)功率和液壓功 率的消耗，并延長(zhǎng)了零部件的使用壽命。國(guó)內(nèi)大部分挖掘機(jī)企業(yè)在挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)傳統(tǒng)技術(shù)方面的研究具有一定基礎(chǔ)，但由于采用傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的挖掘機(jī)產(chǎn)品在性能、質(zhì)量、作業(yè)效率、可靠性等方面均較差，因此采用傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的挖掘機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上基本失去了競(jìng)爭(zhēng)力，取而代之的是采用各種高新技術(shù)的國(guó)外挖掘機(jī)產(chǎn)品。以 20t級(jí)的中型液壓挖掘機(jī)為例，國(guó)產(chǎn) 20t級(jí)挖掘機(jī)大多數(shù)是歐洲 80年代初的技術(shù)，同 90年代初以來(lái)在國(guó)內(nèi)形成批量的日 本小松、日立、神鋼以及韓國(guó)大宇、現(xiàn)代等機(jī)型相比，其主要差距柴油機(jī)功率偏低，液壓系統(tǒng)流量偏小，液壓系統(tǒng)特性差，導(dǎo)致平臺(tái)回轉(zhuǎn)速度低，行走速度低，各種性能參數(shù)均偏小，整機(jī)性能和作業(yè)效率較國(guó)外偏低。 1． 2本 論文 的研究?jī)?nèi)容 挖 掘機(jī)液壓系統(tǒng)方面的技術(shù)多種多樣，本文主要以國(guó)外幾種知名品牌的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，對(duì)其現(xiàn)有的關(guān)鍵技術(shù)和控制方式進(jìn)行比較和研究，采用數(shù)字仿真系統(tǒng)建模仿真，為挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)的控制理論研究提供一定的參考信息。 （ 2） 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分析 對(duì)液壓挖掘機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中的四種工況 ： 挖掘工況、滿斗舉升回轉(zhuǎn)工況、卸載挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分析及故障檢測(cè) 6 工況和卸載返回工 況進(jìn)行了詳細(xì)的分析，總結(jié)了每個(gè)工況下各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要復(fù)合動(dòng)作。另外，還提出了 一 種有效、簡(jiǎn)便、直觀的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析方法，并詳細(xì)介紹此方法的步驟。對(duì)其某些典型故障進(jìn)行詳細(xì)分析、診斷，提出檢查內(nèi)容、檢查方法、檢查結(jié)果、故障原因和處理措施；對(duì)其常見(jiàn)故障進(jìn)行原因分析并列出處理方法。 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)概述 按照挖掘機(jī)工作裝置和各個(gè)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)要求，把各種液壓元件用管路有機(jī)地連接起來(lái)就組成一個(gè)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)。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)?；剞D(zhuǎn)裝置的功能是將工作裝置和上部轉(zhuǎn)臺(tái)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)。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)。 （ 2）工作裝置的動(dòng)作和轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)既能單獨(dú)進(jìn) 行，又能復(fù)合動(dòng)作，以提高挖掘機(jī)的生產(chǎn)率。 （ 4）保證挖掘機(jī)的一切動(dòng)作可逆，且無(wú)級(jí)變速。 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分析及故障檢測(cè) 8 2． 2 液壓挖掘機(jī)的 基本動(dòng)作及 工況分析 液壓挖掘機(jī)的作業(yè)過(guò)程包括以下幾個(gè)動(dòng)作 (如圖 )：動(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。由于液壓挖掘機(jī)的作業(yè)對(duì)象和工作條件變化較大，主機(jī)的工作有兩項(xiàng)特殊要求： (1)實(shí)現(xiàn)各種主要?jiǎng)幼鲿r(shí)，阻力與作業(yè)速度隨時(shí)變化，因此，要求液壓缸和液壓馬達(dá)的壓力和流量也能相應(yīng)變化： (2)為了充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率和縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間，工作過(guò)程中往往要求有兩個(gè)主要?jiǎng)幼?(例如挖掘與動(dòng)臂、提升與回轉(zhuǎn) )同時(shí)進(jìn)行復(fù)合動(dòng)作。 1一動(dòng)臀升降： 2一斗桿收放； 3— 鏟斗裝卸； 4一 轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)； 5— 整機(jī)行走 圖 液壓挖掘機(jī)作業(yè)過(guò)程 液壓挖掘機(jī)一個(gè)作業(yè)循環(huán)的組成和動(dòng)作的復(fù)合主要包括： （ 1） 挖掘：通常以鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸進(jìn)行挖掘，或者兩者配合進(jìn)行挖掘，因此，在此過(guò)程中主要是鏟斗和斗桿的復(fù)合動(dòng)作，必要時(shí)，配以動(dòng)臂動(dòng)作。 （ 3）