【正文】 緩沖回路 當(dāng)挖掘機(jī)的上轉(zhuǎn)臺(tái)在滿斗情況下回轉(zhuǎn)或者在啟動(dòng)、突然間換向和制動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生很大的液壓沖擊，從而產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，損壞液壓元件。挖掘機(jī)的緩沖回路就是為了解決這個(gè)液壓沖擊問(wèn)題而設(shè)置在回轉(zhuǎn)回路中的，原理是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)馬達(dá)中的高壓油壓力過(guò)大時(shí)和低壓油路連通，而且還能對(duì)馬達(dá)進(jìn)行補(bǔ)油。 （a）直動(dòng)緩沖閥式 （b）并聯(lián)緩沖閥式 （c）成對(duì)單向閥式1—高壓油路；2—低壓油路；4—緩沖閥；9—單向閥；7—換向閥 緩沖回路 如圖（a）中所示，緩沖閥3和4安裝在回轉(zhuǎn)馬達(dá)的兩個(gè)油路1和2上，正常工作狀態(tài)下緩沖閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)馬達(dá)停轉(zhuǎn)這種情況時(shí)，在高壓油路1上的壓力油油壓會(huì)升高，壓力油則會(huì)打開(kāi)緩沖閥3流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸載和消除液壓沖擊；若馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)，不僅緩沖閥3會(huì)卸載和消除液壓沖擊，同時(shí)單向閥6打開(kāi)從油箱吸油對(duì)馬達(dá)進(jìn)行補(bǔ)油，而且補(bǔ)油量很大。通常緩沖閥的調(diào)定壓力要低于系統(tǒng)工作的最高壓力。 如圖（b）中所示，兩個(gè)緩沖閥是并聯(lián)在高低壓油路1和2之間的，當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)或者反轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油路的高壓油就會(huì)經(jīng)過(guò)緩沖閥留到低壓油路，實(shí)現(xiàn)卸荷和消除液壓沖擊，同時(shí)在發(fā)轉(zhuǎn)時(shí)還能通過(guò)單向閥進(jìn)行補(bǔ)油，但補(bǔ)油量較少。 如圖（c）中所示，由四個(gè)單向閥6和9成對(duì)的并聯(lián)在回路里，只有一個(gè)緩沖閥3，當(dāng)馬達(dá)停轉(zhuǎn)時(shí)，高壓油先經(jīng)單向閥5留到緩沖閥3把3打開(kāi)實(shí)現(xiàn)卸荷和消除液壓沖擊，若馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)還可經(jīng)過(guò)單向閥9補(bǔ)油。 節(jié)流調(diào)速回路 在定量系統(tǒng)中為了改變執(zhí)行元件的流量通常是利用帶有可變截面的節(jié)流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)速的，按照節(jié)流閥安裝位置不同，節(jié)流調(diào)速回路一般分為兩種：進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路（（a）和回油節(jié)流調(diào)速回路（（b））。 （a） 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路 （b） 回油節(jié)流調(diào)速回路 1—定量泵；2—液壓缸；3—節(jié)流閥；4—溢流閥；5—換向閥；6—濾油器； 節(jié)流調(diào)速回路（a） 進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路。液壓泵前面有過(guò)濾,6，液壓泵后面安裝有溢流閥4和節(jié)流閥3，節(jié)流閥3和液壓泵串聯(lián)安裝在高壓油路上，液壓油先經(jīng)節(jié)流閥和換向閥再進(jìn)入液壓缸左側(cè)，然后液壓缸往右移。如果外負(fù)載變大，導(dǎo)致液壓缸大腔壓力變大，節(jié)流閥兩端壓差減小，流過(guò)節(jié)流閥的壓力油減少，最后液壓缸右移速度變慢；若外負(fù)載變小，同理可知，活塞缸移動(dòng)速度變快。這種回路由于油液先經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，油溫會(huì)升高，發(fā)熱量大，泄露會(huì)增大，而且工作不穩(wěn)定，效率低。（b） 回油節(jié)流調(diào)速回路。與進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路想比，主要是節(jié)流閥安裝在了回油路上，其他工作原理相同。由于節(jié)流閥安在了回油路上，油液經(jīng)過(guò)節(jié)流閥后直接流回油箱，冷卻效果好，而且工作較穩(wěn)定，效率高。 節(jié)流限速回路 節(jié)流限速回路是在液壓挖掘機(jī)的回油路上安裝單向節(jié)流閥，從而來(lái)保證挖掘機(jī)工作裝置安全作業(yè)的。動(dòng)臂缸、斗桿缸和鏟斗缸三個(gè)液壓缸的回油路上都有單向節(jié)流閥，可以防止動(dòng)臂等因自重而下降速度過(guò)快而導(dǎo)致危險(xiǎn)的發(fā)生。 節(jié)流限速回路 行走限速回路 為了防止履帶式液壓挖掘機(jī)下坡時(shí)因自重而加速行走導(dǎo)致溜車(chē)和行走馬達(dá)吸空，常在液壓系統(tǒng)中加入行走限速回路，對(duì)行走馬達(dá)進(jìn)行限速和補(bǔ)油。1—換向閥；3—壓力閥；7—單向閥；9—安全閥；10—行走馬達(dá) 行走限速回路當(dāng)換向閥處于左位1時(shí)，行走馬達(dá)10順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。若履帶式挖掘機(jī)下坡時(shí)，挖掘機(jī)超速行走馬達(dá)超速旋轉(zhuǎn)，則馬達(dá)左邊油路油壓將下降，從而使壓力閥3的截面開(kāi)口變小，經(jīng)過(guò)壓力閥3的油液流量將減少，從而實(shí)現(xiàn)回油節(jié)流，達(dá)到限制挖掘機(jī)速度的目的；挖掘機(jī)行走馬達(dá)吸空時(shí)，進(jìn)油側(cè)油路上的壓力油不夠，單向閥7將打開(kāi)，從油箱里吸油進(jìn)行補(bǔ)油。若行走馬達(dá)發(fā)生故障停轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)油側(cè)的油液壓力過(guò)高，安全閥9將打開(kāi)，高壓油經(jīng)過(guò)安全閥9流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷。當(dāng)換向閥處于2位時(shí)，同理。 支腿順序回路和鎖緊回路 這個(gè)回路是用在輪胎式液壓挖掘機(jī)上的，工作時(shí)前后支腿的收放要按照一定的順序進(jìn)行，所以要在回路中安順序閥，形成順序回路；同時(shí)還要在回路中安裝液壓鎖，保證支腿在外負(fù)載存在時(shí)不會(huì)縮回，形成鎖緊回路。1—換向閥；3—順序閥；5—單向閥；7—液壓鎖；9—液壓缸 支腿順序回路和鎖緊回路 對(duì)于順序回路來(lái)說(shuō)，支腿動(dòng)作的順序應(yīng)該是：后支腿液壓缸8伸→前支腿液壓缸9伸→前支腿液壓缸9縮→后支腿液壓缸8縮，這一組順序動(dòng)作由順序閥2和3實(shí)現(xiàn)。當(dāng)換向閥1處于右位時(shí)液壓油進(jìn)入液壓缸8的無(wú)桿腔，后支腿伸出，回油分別經(jīng)液壓鎖單向閥5和換向閥1最后返回油箱。當(dāng)后支腿伸出以后不動(dòng)，液壓油壓力升高，壓力達(dá)到順序閥2的調(diào)整壓力時(shí)，順序閥2打開(kāi)，液壓油進(jìn)入液壓缸9的無(wú)桿腔腔使前支腿伸出，回油返回油箱。當(dāng)支腿伸出以后換向閥處于中位，壓力油使液控單向閥8和9(液壓鎖)鎖緊。 在順序回路中，順序閥的調(diào)定壓力值要大于上個(gè)動(dòng)作的最高工作壓力，才能實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作。第6章 小型液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分析 液壓系統(tǒng)原理圖 根據(jù)液壓挖掘機(jī)對(duì)系統(tǒng)的要求，采用雙泵雙回路定量系統(tǒng)，控制方式為液控?fù)Q向。液壓原理圖。 液壓原理圖Ⅰ、Ⅱ多路閥組 Ⅲ.先導(dǎo)控制閥組1—斗桿液壓缸； 2—?jiǎng)颖垡簤焊祝?4—左右行走馬達(dá)； 5—鏟斗液壓缸；6—回轉(zhuǎn)馬達(dá)；7—限速閥；10—多路閥組；11—梭閥；12—合流閥； 1115—多路閥組；16—壓力表；118—液壓泵；19—冷卻器； 20—濾油器； 21—蓄能器；22—齒輪泵； 23—節(jié)流閥； 2222229—先導(dǎo)控制閥。 液壓系統(tǒng)工作原理簡(jiǎn)述主機(jī)啟動(dòng)后，當(dāng)先導(dǎo)控制閥組Ⅲ不工作時(shí)，液壓泵118提供的壓力油分別通過(guò)多路換向閥組Ⅰ、Ⅱ以及限速閥7返回油箱。齒輪泵22為先導(dǎo)控制油路供壓，壓力過(guò)大時(shí)則壓力油通過(guò)溢流閥流回油箱先導(dǎo)控制閥227中的電磁鐵6Y、7Y同時(shí)通電，來(lái)自齒輪泵22的壓力油控制多路換向閥組Ⅱ中的13換向閥，液壓挖掘機(jī)左右行走馬達(dá)開(kāi)始工作，使挖掘機(jī)移動(dòng)到工作位置（先導(dǎo)閥227單獨(dú)控制時(shí)液壓挖掘機(jī)單側(cè)行走）。到達(dá)工作地點(diǎn)后，通過(guò)控制先導(dǎo)控制閥2228中的電磁鐵調(diào)整液壓挖掘機(jī)斗桿、動(dòng)臂和鏟斗液壓缸，使鏟斗調(diào)整到合適的切削角度。調(diào)整好鏟斗工作位置后，先導(dǎo)控制閥24中的電磁鐵1Y通電，斗桿液壓缸伸出，完成挖掘動(dòng)作。挖掘完成后，先導(dǎo)控制閥25中的電磁鐵4Y通電，動(dòng)臂油缸伸出，使動(dòng)臂提升到指定位置。，令鏟斗回轉(zhuǎn)到指定卸載位置。先導(dǎo)控制閥中28中的電磁鐵10Y通電，鏟斗油缸收回，完成卸載（復(fù)雜的卸載動(dòng)作需要斗桿、動(dòng)臂和鏟斗液壓缸的復(fù)合動(dòng)作）。卸載結(jié)束后，控制先導(dǎo)控制閥29使機(jī)身反方向回轉(zhuǎn)。同時(shí)斗桿、動(dòng)臂、鏟斗液壓缸配合動(dòng)作使空斗置于新的挖掘位置。 液壓系統(tǒng)特殊部件作用限速閥。兩組多路換向閥采用串聯(lián)油路，其回油路并聯(lián)。油液經(jīng)過(guò)限速閥7流回郵箱。限速閥7的液控作用著由梭閥11提供的118兩油泵的最大壓力。當(dāng)挖掘機(jī)下坡行走出現(xiàn)超速情況時(shí)，油泵出口壓力降低，限速閥7自動(dòng)對(duì)回油路進(jìn)行節(jié)流，防止溜坡現(xiàn)象，保證液壓挖掘機(jī)安全 。合流閥；多路換向閥組Ⅱ不工作時(shí)候通過(guò)合流閥，液壓泵17輸出的壓力油經(jīng)過(guò)合流閥進(jìn)入多路換向閥Ⅰ。以加快動(dòng)臂或斗桿的移動(dòng)速度。蓄能器；保持先導(dǎo)油路油壓穩(wěn)定和熄火后提供油壓還能完成幾個(gè)動(dòng)作的控制。節(jié)流閥；防止動(dòng)臂、斗桿、和鏟斗發(fā)生因重力超速現(xiàn)象，起限速作用。緩沖閥；用于緩沖慣性負(fù)載所引起的壓力沖擊。節(jié)流閥[2]。進(jìn)入回轉(zhuǎn)馬達(dá)6內(nèi)部和殼體內(nèi)的液壓油溫度不同，會(huì)造成液壓馬達(dá)各零件熱膨脹程度不同，引起密封滑動(dòng)面卡死的熱沖擊現(xiàn)象。為此，在液壓馬達(dá)殼體上設(shè)有兩個(gè)油口，一個(gè)油口直接接回油箱，另一個(gè)油口經(jīng)節(jié)流閥32與有背壓回路（背壓?jiǎn)蜗蜷y33）相通，使部分回油進(jìn)入殼體。由于液壓馬達(dá)殼體內(nèi)經(jīng)常有循環(huán)油流過(guò)，帶走熱量，因此可以防止熱沖擊的發(fā)生。此外，循環(huán)油還能沖洗殼體內(nèi)磨損物。 液壓系統(tǒng)參數(shù)確定 確定液壓系統(tǒng)的工作壓力不考慮能量損耗的情況下，系統(tǒng)的功率為[9]式中p——液壓泵的出口壓力，Pa；Q——液壓泵的輸出流量，m3/s。取p=20Mpa,則P=148KW提高系統(tǒng)的工作壓力就可以減少系統(tǒng)中通過(guò)液壓元件的流量，從而減小相應(yīng)各液壓元件以至整個(gè)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量。 確定液壓缸的主要參數(shù)和工作壓力通常根據(jù)最大移動(dòng)速度和最高轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算液壓缸和液壓馬達(dá)的流量液壓缸所需流量[10]式中Ag——液壓缸工作面積，m2；Vmax——液壓缸的最大速度，m/s。斗桿、動(dòng)臂液壓缸同時(shí)工作時(shí)時(shí)，取P=5Mpa。則斗桿液壓缸工作面積動(dòng)臂液壓缸工作面積鏟斗液壓缸工作面積根據(jù)計(jì)算取f1=,f2=，F(xiàn)=。V=則Ag1=103m2Ag2=103m2Ag3=103m2Qmax=(Ag1+Ag2+Ag3)V=5103m3/s 液壓馬達(dá)所需流量液壓馬達(dá)流量計(jì)算公式如下式中q0——馬達(dá)的理論排量，m3/rad；ωmax——馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速，rad/s；ηv——馬達(dá)的容積效率。根據(jù)所選用的回轉(zhuǎn)馬達(dá)、行走馬達(dá)參數(shù)分別計(jì)算所需流量Q1=103（m3/s）Q2=103（m3/s）Q3=103（m3/s） 確定液壓馬達(dá)的排量和工作壓力液壓馬達(dá)的理論排量[12]式中M——液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的最大載荷力矩，Nm；pm——液壓馬達(dá)的有效工作壓力，Pa；ηm——液壓馬達(dá)的機(jī)械效率（～）回轉(zhuǎn)馬達(dá)理論排量q1=(m3/rad)行走馬達(dá)理論排量q2=(