畢業(yè)設(shè)計（論文）液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計

1、液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計摘 要挖掘機(jī)作為我國工程機(jī)械的主力機(jī)種，被廣泛應(yīng)用于各種各樣的施工作業(yè)中。挖掘機(jī)產(chǎn)品的核心技術(shù)就是液壓系統(tǒng)設(shè)計，由于挖掘機(jī)的工作條件惡劣，要求實現(xiàn)的動作復(fù)雜，于是它對液壓系統(tǒng)的設(shè)計提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中最為復(fù)雜的。因此，對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析設(shè)計對推動我國挖掘機(jī)發(fā)展具有十分重要的意義。在搜集了國內(nèi)外挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，了解了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷史，并對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展動態(tài)進(jìn)行了分析總結(jié)。論文對挖掘機(jī)的各種工況進(jìn)行了分析，系統(tǒng)總結(jié)了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求。根據(jù)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求，論文中采用通用多路閥，配以專用控制閥和

2、簡單控制系統(tǒng)，設(shè)計了一套適合我國生產(chǎn)制造的單斗挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計課題是液壓挖掘機(jī)。課題以企業(yè)為依托。挖掘機(jī)由多個系統(tǒng)組成，包括液壓系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)，操縱系統(tǒng)，工作裝置，底架，轉(zhuǎn)臺，油箱，發(fā)動機(jī)安裝等。本人的設(shè)計主要致力于分析和設(shè)計液壓挖掘機(jī)工作裝置的液壓系統(tǒng)。本課題選擇了國內(nèi)的質(zhì)量和技術(shù)性能都接近設(shè)計要求的挖掘機(jī)作為基型，并在此基礎(chǔ)上研究了國外的先進(jìn)機(jī)型，設(shè)計出我們挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)方案圖，總體裝配圖以及相應(yīng)的部件圖和零件圖,比如集成塊及其裝配圖。圖紙基本采用auto cad二維軟件繪圖。本液壓挖掘機(jī)的優(yōu)點是造型美觀，具備挖掘，抓物，推土，清溝和破碎等功能。平臺可360旋轉(zhuǎn)，性能可靠，操

3、作舒適，可廣泛應(yīng)用于建筑，市政，供水，供氣，供電農(nóng)林建設(shè)等工程。關(guān) 鍵 詞：挖掘機(jī)，液壓系統(tǒng)，單斗，集成塊the design of excavator hydraulic systemabstractthe excavator is a main consrtuctional machine，which is now widely used in various construction sites.the core technique of excavator is hydrau1ic technique. because of the bad working condition and

4、conmplicated working movements of the excavatot，it has high requitements for its hydraulic system.since the excavators hydraulic system is the most complicated one in all constructional machines ,the analysis and research of its hydrau1ic system make very important sens. on the basis of comprehensiv

5、e co11ection of re1ated information about the excavators hydraulic system at home and abroad，the main working conditions of the excavator are studied and the design requitments of its hydraulic system are systematically summarized. according to the design pressure compensated hydraulic system is cre

6、atively designed using general multiple until value equipped with special contol valve and contor systems,which has useful reference value for the future research and development of the single bucket excavators hydraulic system in our country.the name of this graduated task is “ type hydraulic excav

7、ator”.this task is requested by company. my task is to analyze and design the hydraulic system of the medium type hydraulic excavator. this task choose the domestic excavator whose quality and character is most similar to our request as the basic type, further study the overseas advanced type. then

8、i designed projects of hydraulic system of our excavator,collectivity assemblage drawing and interrelated parts drawing, accessory drawing，such as chip and its assemblage drawing. all the blueprints drawn by the soft of autocad. the strongpoint of this hydraulic excavator is used servo forerunner co

9、ntrol system. it has beautiful sculpt. being provided with the fuction of excavating, grappling, pushing, cleaning channel and crashing etc. 360swwing plat roof,good quality, controlling comfortable, be widely used in construction,supply and city planning.key word:excavor,hydraulic system,single buc

10、ket,chip 目 錄前 言1第1章 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理21.1 液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能21.2 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)31.3 液壓挖掘機(jī)傳動原理5第2章 挖掘機(jī)工況分析及液壓系統(tǒng)設(shè)計方案的確定 72.1 液壓挖掘機(jī)工況72.2 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求122.3液壓系統(tǒng)方案擬定14第3章 液壓系統(tǒng)設(shè)計153.1 確定油缸所受的作用力153.1.1 鏟斗油缸作用力的確定153.1.2 斗桿油缸作用力的確定173.1.3 動臂油缸作用力的確定183.2 各油缸尺寸的確定193.2.1 鏟斗油缸尺寸的計算193.2.2 斗桿油缸尺寸的計算223.2.3 動臂油缸尺寸的計算223.3 液壓系統(tǒng)圖的擬定

11、233.4 液壓元件的選擇243.5 各液壓缸和馬達(dá)流量的確定253.6 管路油管的選擇273.7 液壓油箱的確定293.8 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱和溫升的驗算293.9 液壓裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計30結(jié) 論31參考文獻(xiàn)32致謝34前 言我國是一個發(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。因此，可以肯定液壓挖掘機(jī)的發(fā)展空間很大?？梢灶A(yù)見，隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，液壓挖掘機(jī)的需求量將逐年大幅度增長。今后幾年我國液壓挖掘機(jī)行業(yè)將會有一個很大的發(fā)展，液壓挖掘機(jī)的年產(chǎn)量將會以高于20的速度增長。中國挖掘機(jī)市場自1997年開始

12、已進(jìn)入了一個較快的發(fā)展時期，2001年與2000年比較，全國挖掘機(jī)的產(chǎn)、銷量分別增長55和56。截止到2002年8月底全國挖掘機(jī)的銷量已超過13000臺，超過了2001年全年的銷售數(shù)。2003年全國液壓挖掘機(jī)的銷售量超過18000臺。顯然，挖掘機(jī)在整個工程機(jī)械行業(yè)中是產(chǎn)、銷量增長最快的機(jī)種之一。2008年北京奧運(yùn)會、2010年上海世博會、西部大開發(fā)、南水北調(diào)工程對機(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)。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)口的被動局面當(dāng)務(wù)之急是高速發(fā)展我國液壓挖掘機(jī)。隨之從事液壓設(shè)備設(shè)計和調(diào)試工作的

13、工程技術(shù)人員也越來越多。他們設(shè)計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)計時考慮不周或參數(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)計或采取應(yīng)急對策的情況。如何設(shè)計出工作可靠、結(jié)構(gòu)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！以下是中型反鏟挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計，希望本設(shè)計能為從事液壓工作的人員獻(xiàn)上微薄之力！第1章 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理液壓挖掘機(jī)由于在動力裝置 和工作裝置之間采用容積式液壓傳動，靠液體的壓力能進(jìn)行工作，相對機(jī)械傳動具有許多優(yōu)點:能無極調(diào)速且調(diào)速范圍大，最大速度和最小速度之比可達(dá)1000:1能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速；

14、快速作用時，液壓元件產(chǎn)生的運(yùn)動慣性較小，并可作高速反轉(zhuǎn)；傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，可吸收沖擊和振動；操縱省力靈活，易實現(xiàn)自動化控制；易實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化。因此液壓挖掘機(jī)逐步取代機(jī)械式挖掘機(jī)是必然的趨勢。單斗液壓挖掘機(jī)是裝有一只鏟斗并采用液壓傳動進(jìn)行挖掘作業(yè)的機(jī)械。它是目前挖掘機(jī)械中重要的機(jī)種。單斗液壓挖掘機(jī)的作業(yè)過程是以鏟斗(一般裝有斗齒)的切削刃切削土壤并將土裝入斗內(nèi)，斗滿后提升?；剞D(zhuǎn)至卸上位置進(jìn)行卸土，卸空后鏟斗再轉(zhuǎn)回并下降到地面進(jìn)行下一次挖掘。當(dāng)挖掘機(jī)挖完一段土后，機(jī)械移動一段距離，以便繼續(xù)作業(yè)。因此單斗液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的自行式上方機(jī)械。1.1 液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能液壓挖掘機(jī)可分

15、為:動力系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。液壓挖掘機(jī)作為一個有機(jī)整體，其性能的優(yōu)劣不僅與工作裝置機(jī)械零部件性能有關(guān)，還與液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)性能有關(guān)。(1) 動力系統(tǒng)挖掘機(jī)工作的主要特點是環(huán)境溫度變化大，灰塵污物較多，負(fù)荷變化大，經(jīng)常傾斜工作，維護(hù)條件差。因此液壓挖掘機(jī)原動力一般由柴油機(jī)提供，柴油機(jī)具有工作可靠、功率特性曲線硬、燃油經(jīng)濟(jì)等特點，符號挖掘機(jī)工作條件惡劣，負(fù)荷多變的要求。挖掘機(jī)的額定負(fù)荷與汽車。拖拉機(jī)不同，汽車和拖拉機(jī)指在最高轉(zhuǎn)速下、連同機(jī)油泵、發(fā)電機(jī)等必要附件，分鐘內(nèi)的最大功率;挖掘機(jī)是指在額定轉(zhuǎn)速下一小時以上的額定功率。挖掘機(jī)采用車用柴油機(jī)時，最大功率指數(shù)降低。(2) 機(jī)械系統(tǒng)

16、液壓挖掘機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)部分是完成挖掘機(jī)各項基本動作的直接執(zhí)行者，主要包括:行走裝置是整個機(jī)器的支撐部分，承受機(jī)器的全部重量和工作裝置的反力，同時能使挖掘機(jī)作短途行駛.按照結(jié)構(gòu)的不同，分履帶式和輪胎式?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使挖掘機(jī)上車圍繞中央回轉(zhuǎn)軸作360度的回轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動裝置和回轉(zhuǎn)支撐。工作裝置是挖掘機(jī)完成實際作業(yè)的主要組成部分，常用的有反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，而同一種裝置可以有多種結(jié)構(gòu)形式，前面所述的反鏟裝置應(yīng)用最為廣泛。(3) 液壓系統(tǒng)液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)、行走和工作裝置的動作都由液壓傳動系統(tǒng)實現(xiàn)，原動機(jī)驅(qū)動雙聯(lián)液壓泵，把壓力油分別送到兩組多路換向閥。通過司機(jī)的操縱，將壓力油單獨(dú)或同時送往液壓執(zhí)

17、行元件(液壓馬達(dá)和液壓油缸)驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。液壓挖掘機(jī)的主要運(yùn)動有整機(jī)行走、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、動臂升降、斗桿收放、鏟斗轉(zhuǎn)動等。這些運(yùn)動都靠液壓傳動。根據(jù)以上工作要求，把各液壓元件用油管有機(jī)地連接起來地組合體既是液壓挖掘機(jī)地液壓系統(tǒng)。該系統(tǒng)地功能是把發(fā)動機(jī)地機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，傳送給油缸、油馬達(dá)等轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再傳動各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)各種運(yùn)動和工作過程。液壓系統(tǒng)設(shè)計得合理與否，對挖掘機(jī)的性能起著決定性的作用。同樣的元件，若系統(tǒng)設(shè)計不同，則挖掘機(jī)性能差異很大。液壓系統(tǒng)習(xí)慣上按主油泵的數(shù)量、功率調(diào)節(jié)方式和回路的數(shù)量來分類。(4) 控制系統(tǒng)液壓挖掘機(jī)控制系統(tǒng)是對發(fā)動機(jī)、液壓泵、多路換向閥

18、和執(zhí)行元件(液壓缸、液壓馬達(dá))等進(jìn)行控制的系統(tǒng)。電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，使挖掘機(jī)有了越來越先進(jìn)的控制系統(tǒng)，使液壓挖掘機(jī)向高性能、自動化和智能化發(fā)展。目前挖掘機(jī)研究重點正逐步向智能化機(jī)電液控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移。1.2 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)(1) 液壓挖掘機(jī)組成為了實現(xiàn)液壓挖掘機(jī)的各項功能，單斗液壓挖掘機(jī)需要兩個基本組成部分，即機(jī)體(或稱主機(jī))和工作裝置。機(jī)體是完成挖掘機(jī)基本動作并作為驅(qū)動和操縱挖掘機(jī)進(jìn)行工作的荃礎(chǔ)，可以是履帶牽引車輛或輪式牽引車輛。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)和動力裝置。其中動力裝置、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)平臺上，總稱上車部分，它與行走機(jī)

19、構(gòu)(又稱下車部分)用回轉(zhuǎn)支撐相連，平臺可以圍繞中央回轉(zhuǎn)軸作360的全回轉(zhuǎn)。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。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。(2) 單斗反鏟液壓挖掘機(jī)反鏟裝置主要用于挖掘停機(jī)面以下的土壤。斗容量小于1.6的中小型液壓挖掘機(jī)通常選用反鏟裝置，它分為整體臂式和組合臂式。其中長期作業(yè)條件相似的挖掘機(jī)反鏟裝置大多采用整體鵝頸式動臂結(jié)構(gòu)。采用這種動臂有利于加大挖掘深度，且結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉。剛度相同時，其重量比組合動臂輕，是目前應(yīng)用最廣泛的液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)形式。

20、鉸接式反鏟是單斗液壓挖掘機(jī)最常用的結(jié)構(gòu)型式，動臂、斗桿和鏟斗等主要部件彼此鉸接，在液壓缸的作用下各部件繞鉸接點擺動，完成挖掘、提升和卸土等動作。整體鵝頸式動臂反鏟挖掘機(jī)工作裝置主要由動臂、動臂油缸、斗桿、斗一桿油缸、鏟斗、鏟斗油缸、搖臂、連桿、銷軸等組成。裝置各運(yùn)動部件之間全部采用銷軸鉸接，以動臂油缸來支撐和改變動臂的傾角，通過動臂油缸的伸縮可使動臂繞下。鉸點轉(zhuǎn)動實現(xiàn)動臂的升降。斗桿鉸接于動臂的上端，由斗桿油缸控制斗桿與動臂相對角度。當(dāng)斗桿油缸伸縮時，斗桿可繞動臂上鉸點轉(zhuǎn)動。鏟斗與斗桿前端鉸接，并通過鏟斗油缸伸縮使鏟斗轉(zhuǎn)動。為增大鏟斗的轉(zhuǎn)角，通常采用搖臂連桿機(jī)構(gòu)來和鏟斗聯(lián)。(3) 液壓挖掘機(jī)工

21、作循環(huán)過程首先液壓挖掘機(jī)驅(qū)動行走馬達(dá)和配套土方運(yùn)輸車輛一起進(jìn)入作業(yè)面，運(yùn)輸車輛倒車、調(diào)停，停靠在挖掘機(jī)的側(cè)方或后方。挖掘機(jī)司機(jī)扳動操縱手柄，使回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥接通，于是回轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動并帶動上部平臺回轉(zhuǎn)，使工作裝置轉(zhuǎn)向挖掘地點，在執(zhí)行上述過程的同時操縱動臂油缸換向閥，使動臂油缸上腔進(jìn)油，將動臂下降，直至鏟斗接觸地面，然后司機(jī)操縱斗桿油缸和鏟斗油缸的換向閥，使兩者的大腔進(jìn)油，配合動作以加快作業(yè)進(jìn)度，進(jìn)行復(fù)合動作的挖掘和裝載:鏟斗裝滿后將斗桿油缸和鏟斗油缸的操縱手柄扳回中位，使鏟斗和斗桿油缸閉鎖，再操縱動臂油缸換向閥，使動臂油缸的下腔進(jìn)油，將動臂提升，舉起裝滿土的鏟斗離開工作面，隨即扳動平臺回轉(zhuǎn)換向閥手

22、柄，使上部平臺回轉(zhuǎn)，帶動鏟斗轉(zhuǎn)至運(yùn)輸車輛上方，再操縱斗桿油缸使鏟斗高度稍降一些，并在適當(dāng)?shù)母叨炔倏v鏟斗油缸使鏟斗卸土。土方卸完后，使平臺反轉(zhuǎn)并降低動臂，直到鏟斗回到作業(yè)點上方，以便進(jìn)行下一工作循環(huán)。1.3 液壓挖掘機(jī)傳動原理液壓挖掘機(jī)采用三組液壓缸使工作裝置具有三個自由度，鏟斗可實現(xiàn)有限的平面轉(zhuǎn)動，加上液壓馬達(dá)驅(qū)動回轉(zhuǎn)運(yùn)動，使鏟斗運(yùn)動擴(kuò)大到有限的空間，再通過行走馬達(dá)驅(qū)動行走(移位)，使挖掘空間可沿水平方向得到間歇地擴(kuò)大，從而滿足挖掘作業(yè)的要求。液壓挖掘機(jī)由柴油機(jī)驅(qū)動液壓泵，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)動相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。液壓挖掘機(jī)的工作裝置采用連桿機(jī)構(gòu)原理，各

23、部分的運(yùn)動通過液壓缸的伸縮來實現(xiàn)。反鏟工作裝置由鏟斗5、斗桿11、動臂2、連桿8及相應(yīng)的三組液壓缸1、4、10組成。動臂下鉸點鉸接在轉(zhuǎn)臺上，通過動臂缸的伸縮，使動臂連同整個工作裝置繞動臂下鉸點轉(zhuǎn)動。依靠斗桿缸使斗桿繞動臂的上鉸點轉(zhuǎn)動;而鏟斗鉸接于斗桿前端，通過鏟斗缸和連桿則使鏟斗繞斗桿前鉸點轉(zhuǎn)動。挖掘作業(yè)時，接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘位置，同時操縱動臂缸小腔進(jìn)油使液壓缸回縮;動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。鏟斗裝滿后，鏟斗缸和斗桿缸停動并操縱動臂缸大腔進(jìn)油，使動臂抬起，隨即接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)，使工作裝置轉(zhuǎn)到卸載位置，再操縱鏟斗

24、缸或斗桿缸回縮，使鏟斗翻轉(zhuǎn)進(jìn)行卸土。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)。在實際挖掘作業(yè)中，由于土質(zhì)情況、挖掘面條件以及挖掘機(jī)液壓系通的不同，反鏟裝置三種液壓缸在挖掘循環(huán)中的動作配合隨機(jī)的。1、斗桿油缸 2、動臂 3、油管 4、動臂油缸 5、鏟斗 6、斗齒 7、側(cè)齒 8、連桿 9、搖桿 10、鏟斗油缸 11、斗桿圖1-1 反鏟挖掘機(jī)工作裝置總之，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。第2章 液壓挖掘機(jī)工況分析及液壓系統(tǒng)設(shè)計方案的確定要了解和設(shè)計挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)，首先要分析液壓挖掘機(jī)的工作過程及其作業(yè)要求，掌

25、握各種液壓作用元件動作時的流量、力和功率要求以及液壓作用元件相互配合的復(fù)合動作要求和復(fù)合動作時油泵對同時作用的各液壓作用元件的流量分配和功率分配。2.1 液壓挖掘機(jī)的工況液壓挖掘機(jī)的作業(yè)過程包括以下幾個動作(如圖2-1所示):動臂升降、斗桿收放、鏟斗裝卸、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、整機(jī)行走以及其它輔助動作。除了輔助動作(例如整機(jī)轉(zhuǎn)向等)不需全功率驅(qū)動以外，其它都是液壓挖掘機(jī)的主要動作，要考慮全功率驅(qū)動。1、動臂升降 2、斗桿收放 3、鏟斗裝卸 4 、平臺臺回轉(zhuǎn) 5、整機(jī)行走圖2-1 液壓挖掘機(jī)的運(yùn)動圖由于液壓挖掘機(jī)的作業(yè)對象和工作條件變化較大，主機(jī)的工作有兩項特殊要求:(1)實現(xiàn)各種主要動作時，阻力與作業(yè)速度

26、隨時變化，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)動機(jī)功率和縮短作業(yè)循環(huán)時間，工作過程中往往要求有兩個主要動作(例如挖掘與動臂、提升與回轉(zhuǎn))同時進(jìn)行復(fù)合動作。液壓挖掘機(jī)一個作業(yè)循環(huán)的組成和動作的復(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，在此過程中主要是鏟斗和斗桿的復(fù)合動作，必要時，配以動臂動作。(2) 滿斗舉升回轉(zhuǎn):挖掘結(jié)束，動臂液壓缸將動臂頂起，滿斗提升，同時回轉(zhuǎn)第2章挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求和分析方法液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸土處，此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動作。(3) 卸載:轉(zhuǎn)到卸土點時，轉(zhuǎn)臺制動，用斗桿液壓缸

27、調(diào)節(jié)卸載半徑，然后鏟斗液壓缸回縮，鏟斗卸載。為了調(diào)整卸載位置，還要有動臂液壓缸的配合，此時是斗桿和鏟斗的復(fù)合動作，間以動臂動作。(4) 空斗返回:卸載結(jié)束，轉(zhuǎn)臺反向回轉(zhuǎn)，動臂液壓缸和斗桿液壓缸配合，把空斗放到新的挖掘點，此時是回轉(zhuǎn)和動臂或斗桿的復(fù)合動作。1挖掘工況分析挖掘過程中主要以鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸分別單獨(dú)進(jìn)行挖掘，或者兩者復(fù)合動作，必要時配以動臂液壓缸的動作。一般在平整土地或切削斜坡時，需要同時操縱動臂和斗桿，以使斗尖能沿直線運(yùn)動，如圖2-2，2-3所示。此時斗桿收回，動臂抬起，希望斗桿和動臂分別由獨(dú)立的油泵供油，以保證彼此動作獨(dú)立，相互之間無干擾，并且要求泵的供油量小，使油缸動作慢，

28、便于控制。如果需要鏟斗保持一定切削角度并按照一定的軌跡進(jìn)行切削時，或者需要用鏟斗斗底壓整地面時，就需要鏟斗、斗桿、動臂三者同時作用完成復(fù)合動作，如圖2-4,2-5所示單獨(dú)采用斗桿挖掘時，為了提高掘削速度，一般采用雙泵合流，個別也有采用三泵合流。單獨(dú)采用鏟斗挖掘時，也有采用雙泵合流的情況。下面以三泵系統(tǒng)為例，來說明復(fù)合動作挖掘時油泵流量的分配情況和分合流油路的連接情況。液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸土處，此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動作。圖2-2 斗尖沿直線平整土地圖 圖2-3 斗尖沿直線切削斜坡圖圖2-4 鏟斗底壓整地面圖圖2-5 鏟斗底保持一定角度切削圖當(dāng)斗桿和鏟斗復(fù)合動作挖掘時，供油情況如圖2-6a

29、所示。當(dāng)斗桿油壓接近溢流閥的壓力時，原來溢流的油液此時供給鏟斗有效利用;當(dāng)鏟斗和動臂復(fù)合動作挖掘時，由于動臂僅僅起調(diào)解位置的作用，主要是斗桿進(jìn)行挖掘，因此采用斗桿優(yōu)先合流、雙泵供油，如圖2-6b 所示。圖2-6 三泵供油系統(tǒng)示意圖當(dāng)動臂、斗桿和鏟斗復(fù)合運(yùn)動時，為了防止同一油泵向多個液壓作用元件供油時動作的相互干擾，一般三泵系統(tǒng)中，每個油泵單獨(dú)對一個液壓作用元件供油較好。對于雙泵系統(tǒng)，其復(fù)合動作時各液壓作用元件間出現(xiàn)相互干擾的可能性大，因此需要采用節(jié)流等措施進(jìn)行流量分配，其流量分配要求和三泵系統(tǒng)相同。當(dāng)進(jìn)行溝槽側(cè)壁掘削和斜坡切削時，為了有效地進(jìn)行垂直掘削，還要求向回轉(zhuǎn)馬達(dá)提供壓力油，產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力，

30、保持鏟斗貼緊側(cè)壁進(jìn)行切削，因此需要同時向回轉(zhuǎn)馬達(dá)和斗桿供油，兩者復(fù)合動作?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)和斗桿收縮同時動作，由同一個油泵供油，因此需要采用回轉(zhuǎn)優(yōu)先油路，否則鏟斗無法緊貼側(cè)壁，使掘削很難正常進(jìn)行。在斗桿油缸活塞桿端回油路上設(shè)置可變節(jié)流閥，此節(jié)流閥的開口度即節(jié)流程度由回轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓力來控制?；剞D(zhuǎn)先導(dǎo)壓力越大，節(jié)流閥開度越小，節(jié)流效應(yīng)越大，則斗桿油缸回油壓力增高，使得油泵的供油壓力也提高。因此隨著回轉(zhuǎn)操縱桿行程的增大，回轉(zhuǎn)馬達(dá)油壓增加，回轉(zhuǎn)力增大。挖掘過程中還有可能碰到石塊、樹根等堅硬障礙物，往往由于挖不動而需要短時間增大挖掘力，希望液壓系統(tǒng)能暫時增壓，能提高主壓力閥的力。2滿斗舉升回斗工況分析挖掘結(jié)束后，動

31、臂油缸將動臂頂起，滿斗舉升，同時回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸載處，此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)馬達(dá)的復(fù)合動作。動臂抬升和回轉(zhuǎn)馬達(dá)同時動作時，要求二者在速度上匹配，即回轉(zhuǎn)到指定卸載位置時，動臂和鏟斗自動提升到合適的卸載高度。由于卸載所需的回轉(zhuǎn)角度不同，隨液壓挖掘機(jī)相對自卸車的位置而變，因此動臂提升速度和回轉(zhuǎn)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)速度的相對關(guān)系應(yīng)該是可調(diào)整的。卸載回轉(zhuǎn)角度大，則要求回轉(zhuǎn)速度快些，而動臂的提升速度慢些。在雙泵系統(tǒng)中，回轉(zhuǎn)起動時，由于慣性較大，油壓會升得很高，有可能從溢流閥溢流，此時應(yīng)該將溢流的油供給動臂，如圖2-7a所示。在回轉(zhuǎn)和動臂提升的同時，斗桿要外放，有時還需要對鏟斗進(jìn)行調(diào)整。這時是回轉(zhuǎn)馬達(dá)、動臂、斗

32、桿和鏟斗進(jìn)行復(fù)合動作。由于滿斗提升時動臂油缸壓力高，導(dǎo)致變量泵流量減小，為了使動臂提升和回轉(zhuǎn)、斗桿外放相互配合動作，由一個油泵專門向動臂油缸供油，另一個油泵除了向回轉(zhuǎn)馬達(dá)和斗桿供油外，還有部分油供給動臂，如圖2-7b所示。但是由于動臂提升時油壓較高，單向閥大部分時間處于關(guān)閉狀態(tài)，因此左側(cè)油泵只向回轉(zhuǎn)馬達(dá)和斗桿供油。三泵系統(tǒng)的供油情況如圖2-7c所示。各個油泵分別向一個液壓作用元件供油，復(fù)合動作時無相互干擾。3卸載工況分析回轉(zhuǎn)至卸載位置時，轉(zhuǎn)臺制動，用斗桿調(diào)節(jié)卸載半徑和卸載高度，用鏟斗油缸卸載。為了調(diào)整卸載位置，還需要動臂配合動作。卸載時，主要是斗桿和鏟斗復(fù)合動作，間以動臂動作。圖2-7 回轉(zhuǎn)舉

33、升供油情況4空斗返回工況分析當(dāng)卸載結(jié)束后，轉(zhuǎn)臺反向回轉(zhuǎn)，同時動臂油缸和斗桿油缸相互配合動作，把空斗放在新的挖掘點。此工況是回轉(zhuǎn)馬達(dá)、動臂和斗桿復(fù)合動作。由于動臂下降有重力作用，壓力低、變量泵流量大、下降快，要求回轉(zhuǎn)速度快，因此該工況的供油情況為一個油泵的全部流量供回轉(zhuǎn)馬達(dá)，另一油泵的大部分油供給動臂，少部分油經(jīng)節(jié)流閥供給斗桿。發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時油泵供油量小，為防止動臂因重力作用迅速下降和動臂油缸產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，可采用動臂下降再生補(bǔ)油回路，利用重力將動臂油缸無桿腔的油供至有桿腔。5行走時復(fù)合動作在行走的過程有可能要求對作業(yè)裝置液壓元件(如回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、動臂、斗桿和鏟斗)進(jìn)行調(diào)整。在雙泵系統(tǒng)中，一個油泵為

34、左行走馬達(dá)供油、另一個油泵為右行走馬達(dá)供油，此時如果某一液壓元件動作，使某一油泵分流供油，就會造成一側(cè)行走速度降低，影響直線行駛性，特別是當(dāng)挖掘機(jī)進(jìn)行裝車運(yùn)輸或上下卡車行走時，行駛偏斜會造成事故。為了保證挖掘機(jī)的直線行駛性，在三泵供油系統(tǒng)中，左右行走馬達(dá)分別由一個油泵單獨(dú)供油，另一個油泵向其它液壓作用元件(如動臂、斗桿、鏟斗和回轉(zhuǎn))供油，如圖2-8a所示。對于雙泵系統(tǒng)，目前采用以下供油方式:一個油泵并聯(lián)向左、右行走馬達(dá)供油，另一個油泵向其他液壓作用元件供油，其多余的油液通過單向閥向行走馬達(dá)供油，如圖2-8b所示;雙泵合流并聯(lián)向左、右行走馬達(dá)和作業(yè)裝置液壓作用元件同時供油，如圖2-8c所示。 圖

35、2-8 行走復(fù)合動作時的幾種供油情況2.2 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求液壓挖掘機(jī)的動作繁復(fù)，且具有多種機(jī)構(gòu)，如行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、動臂、斗桿和鏟斗等，是一種具有多自由度的工程機(jī)械。這些主要機(jī)構(gòu)經(jīng)常起動、制動、換向，外負(fù)載變化很大，沖擊和振動多，因此挖掘機(jī)對液壓系統(tǒng)提出了很高的設(shè)計要求。根據(jù)液壓挖掘機(jī)的工作特點，其液壓系統(tǒng)的設(shè)計需要滿足以下要求: 1動力性要求所謂動力性要求，就是在保證發(fā)動機(jī)不過載的前提下，盡量充分地利用發(fā)動機(jī)的功率，提高挖掘機(jī)的生產(chǎn)效率。尤其是當(dāng)負(fù)載變化時，要求液壓系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)的良好匹配，盡量提高發(fā)動機(jī)的輸出功率。例如，當(dāng)外負(fù)載較小時，往往希望增大油泵的輸出流量，提高執(zhí)行元件的運(yùn)

36、動速度。雙泵液壓系統(tǒng)中就常常采用合流的方式來提高發(fā)動機(jī)的功率利用率。2操縱性要求(1) 調(diào)速性要求挖掘機(jī)對調(diào)速操縱控制性能的要求很高，如何按照駕駛員的操縱意圖方便地實現(xiàn)調(diào)速操縱控制，對各個執(zhí)行元件的調(diào)速操縱是否穩(wěn)定可靠，成為挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計十分重要的一方面。挖掘機(jī)在工作過程中作業(yè)阻力變化大，各種不同的作業(yè)工況要求功率變化大，因此要求對各個執(zhí)行元件的調(diào)速性要好。(2) 復(fù)合操縱性要求挖掘機(jī)在作業(yè)過程中需要各個執(zhí)行元件單獨(dú)動作，但是在更多情況下要求各個執(zhí)行元件能夠相互配合實現(xiàn)復(fù)雜的復(fù)合動作，因此如何實現(xiàn)多執(zhí)行元件的復(fù)合動作也是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)操縱性要求的一方面。當(dāng)多執(zhí)行元件共同動作時，要求其相互間

37、不千涉，能夠合理分配共同動作時各個執(zhí)行元件的流盤，實現(xiàn)理想的復(fù)合動作。尤其對行走機(jī)構(gòu)來說，左、右行走馬達(dá)的復(fù)合動作問題，即直線行駛性也是設(shè)計中需要考慮的重要一方面。如果挖掘機(jī)在行使過程中由于液壓泵的油分流供應(yīng)，導(dǎo)致一側(cè)行走馬達(dá)速度降低，形成挖掘機(jī)意外跑偏，很容易發(fā)生事故。另外，當(dāng)多執(zhí)行元件同時動作時，各個操縱閥都在大開度下工作，往往會出現(xiàn)系統(tǒng)總流量需求超過油泵的最大供油流量，這樣高壓執(zhí)行元件就會因壓力油優(yōu)先供給低壓執(zhí)行元件而出現(xiàn)動作速度降低，甚至不動的現(xiàn)象。因此，如何協(xié)調(diào)多執(zhí)行元件復(fù)合動作時的流量供應(yīng)問題也是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計中需要考慮的。3節(jié)能性要求挖掘機(jī)工作時間長，能量消耗大，要求液壓系統(tǒng)

38、的效率高，就要降低各個執(zhí)行元件和管路的能耗，因此在挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中要充分考慮各種節(jié)能措施。當(dāng)對各個執(zhí)行元件進(jìn)行調(diào)速控制時，系統(tǒng)所需流量大于油泵的輸出流量，此時必然會導(dǎo)致一部分流量損失掉。系統(tǒng)要求此部分的能量損失盡量小;當(dāng)挖掘機(jī)處于空載不工作的狀態(tài)下，如何降低泵的輸出流量，降低空載回油的壓力，也是降低能耗的關(guān)鍵。.4安全性要求挖掘機(jī)的工作條件惡劣，載荷變化和沖擊振動大，對于其液壓系統(tǒng)要求有良好的過載保護(hù)措施，防止油泵過載和因外負(fù)載沖擊對各個液壓作用元件的損傷。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走裝置有可靠的制動和限速；防止動臂因自重而快帶下降和整機(jī)超速溜坡。5其它性能要求實現(xiàn)零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、組件化和通用化，降低挖掘機(jī)

39、的制造成本:液壓挖掘機(jī)作業(yè)條件惡劣，各功能部件要求有很高的工作可靠性和耐久性;由于挖掘機(jī)在城市建設(shè)施工中應(yīng)用越來越多，因此要不斷提高挖掘機(jī)的作業(yè)性能，降低振動和噪聲，重視其作業(yè)中的環(huán)保性。2.3 液壓系統(tǒng)方案擬訂(1)在液壓挖掘機(jī)一個工作循環(huán)中的四種工況一挖掘工況、滿斗舉升回轉(zhuǎn)工況、卸載工況和卸載返回工況進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)每個工況下各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要復(fù)合動作后提出初步方案。(2)根據(jù)液壓挖掘機(jī)的主要工作特點，系統(tǒng)地總結(jié)出挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求:動力性要求、操縱性要求、節(jié)能性要求、安全性要求和其它性能的要求。(3)提出一種有效、直觀的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計方案，并詳細(xì)介紹設(shè)計的步驟。第3章

40、 液壓系統(tǒng)的設(shè)計3.1 確定油缸所受的作用力3.1.1 鏟斗油缸作用力的確定反鏟裝置在作業(yè)過程中，當(dāng)以轉(zhuǎn)斗挖掘為主時，其最大挖掘力為鏟斗缸設(shè)計的依據(jù)。初步設(shè)計時按額定斗容及工作條件（土壤級別），參考有關(guān)資料可初選斗齒最大挖掘力（最大挖掘力有任務(wù)書要求為），并按反鏟最重要的工作位置最大挖掘深度時能保證具有最大挖掘力來分析確定鏟斗油缸的工作力，如圖所示。為簡單起見，可以忽略斗和土的質(zhì)量，并且忽略了各構(gòu)件質(zhì)量及連桿機(jī)構(gòu)效率影響因素，此時鏟斗油缸作用力為 （3-1）式中 鏟斗油缸作用力對搖臂與斗桿鉸 點的力臂（此位置為搖臂長度），m； 對鏟斗與斗桿鉸點c的力臂，m。已知 而這時斗桿及動臂油缸均處于閉鎖

41、狀態(tài)，斗桿油缸閉鎖力應(yīng)滿足 （3-2） 式中 斗桿閉鎖力對斗桿與動臂鉸點的力臂，m； 對斗桿與動臂鉸點b的力臂，m； 對斗桿與動臂鉸點b的力臂，m； 圖3-1 鏟斗缸受力分析圖 挖掘阻力的法向分力，取 已知 動臂油缸閉鎖力應(yīng)滿足 （3-3）式中 動臂油缸閉鎖力對鉸點a的力臂，m；對動臂下鉸點a的力臂，m；對鉸點a的力臂，m。 已知 又動臂缸兩個油缸同時作用，則每個缸閉3.1.2 斗桿油缸作用力的確定當(dāng)挖掘機(jī)以斗桿挖掘時，其最大挖掘力則有斗桿油缸來保證。斗桿油缸最大作用力位置為動臂下放到最低位置，斗桿缸作用力對斗桿與動臂鉸點有最大力臂，即對斗桿產(chǎn)生最大作用力矩，并使斗齒尖和鉸點b、c在一條直線上

42、，如圖所示。與前面推導(dǎo)鏟斗油缸作用力一樣，忽略各構(gòu)件及斗中土壤質(zhì)量和連桿機(jī)構(gòu)效率影響因素，此時斗桿油缸作用力為 而鏟斗油缸及動臂油缸處于閉鎖狀態(tài)，所以鏟斗油缸閉鎖力應(yīng)滿足 動臂缸閉鎖力應(yīng)滿足 動臂缸有兩個，則每個缸閉鎖力 圖3-2斗桿缸受力分析圖 3.1.3 動臂油缸作用力的確定動臂油缸的作用力，即最大提升力，以能提升鏟斗內(nèi)裝滿土壤的工作裝置至最大卸載距離位置進(jìn)行卸載來確定，其計算簡圖如圖所示，此時動臂油缸作用力為 （3-4）式中：圖3-3 動臂油缸受力分析圖 鏟斗及其裝載土壤的的重力，n； 斗桿所受重力，n； 動臂所受重力，n； 鏟斗質(zhì)心到動臂下鉸點a的水平距離，m； 斗桿質(zhì)心到動臂下鉸點a

43、的水平距離，m； 動臂質(zhì)心到動臂下鉸點a的水平距離，m。 每個缸的閉鎖力3.2 各油缸尺寸的確定3.2.1 鏟斗油缸尺寸的計算1 鏟斗缸工作壓力的確定液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來確定，對不同用途的液壓設(shè)備，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。設(shè)計時可用類比法來確定。設(shè)備類型精加工機(jī)床組合機(jī)床拉床農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械、工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)、重型機(jī)械、大中型挖掘機(jī)、起重運(yùn)輸機(jī)械工作壓力p/mpa0.8-23-55-101-1616-32表3-1 各類機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力初選系統(tǒng)工作壓力為25mpa 缸徑d和油塞桿直徑d的確定 挖掘機(jī)液壓缸均為單活塞桿液壓缸，其原理圖如下所示

44、 圖3-4 液壓缸原理圖工作壓力 d/d 表3-2 按工作壓力選取d/d由缸受力平衡知 式中 液壓缸工作壓力，初算時可取系統(tǒng)工作壓力； 液壓缸回油腔背壓，有表2所示，??； 活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比，按表3取d/d=0.7; 工作循環(huán)中最大的外負(fù)載，此處 液壓缸機(jī)械效率，一般取 將上式代入缸受力平衡方程式得 （3-5） 圓整取則 圓整取 缸壁厚和外徑的計算如按薄壁缸進(jìn)行計算則 （3-6）式中 試驗壓力，一般取最大工作壓力的倍； 缸筒材料許用應(yīng)力，無縫鋼管；式中 取 此時 不滿足薄壁缸條件故應(yīng)按中等壁厚計算公式計算 此時 （3-7） 強(qiáng)度系數(shù)，對無縫鋼管 ； 用來圓整壁厚。則 取則缸外徑 有挖掘

45、機(jī)實際運(yùn)動軌跡和外型尺寸知鏟斗缸工作行程為3.2.2 斗桿油缸尺寸的計算 由鏟斗缸計算步驟知斗桿缸受力平衡 圓整取 則缸油塞桿直徑 圓整取 缸壁厚和外徑的計算 由上面計算知按中等壁厚計算 圓整取 則外徑 由挖掘機(jī)實際運(yùn)動軌跡和外型尺寸可得出斗桿缸工作行程 3.2.3動臂缸的尺寸計算 由上面計算知動臂缸受力平衡公式 圓整取則缸油塞桿直徑 圓整取 缸壁厚和外徑的計算 由上面計算知按中等壁厚計算 圓整取 則外經(jīng) 根據(jù)挖掘機(jī)實際運(yùn)動軌跡和外型尺寸可得出動臂缸工作行程 3.3 液壓系統(tǒng)圖的擬定本次設(shè)計的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖如圖所示，該系統(tǒng)為高壓定量雙泵開式系統(tǒng)，液壓泵1、2輸出的壓力油分別進(jìn)入兩組由三個

46、手動換向閥組成的多路換向閥a、b。進(jìn)入多路換向閥a的壓力油，驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達(dá)、鏟斗缸，同時經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動左行走馬達(dá)；進(jìn)入多路閥b的壓力油，驅(qū)動動臂缸和斗桿缸，并經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動右行走馬達(dá)。從多路閥a、b流出的壓力油都要經(jīng)過限速閥進(jìn)入總回油管，再經(jīng)背壓閥、冷卻器、濾油器流回油箱。當(dāng)單個換向閥處于中間位置時，構(gòu)成卸載回路。圖3-5 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖3.4 液壓元件的選擇 序號元件名稱規(guī)格型號數(shù)量1濾油器abzr-s0140-10-1x/m-a22冷卻器2lqfw1 3背壓閥s30a1.01 4節(jié)流閥mg20g1x/v15緩沖補(bǔ)油閥組16雙速閥24e-h10b-t27補(bǔ)油單向閥s20a1.01

47、8中心回轉(zhuǎn)接頭19限速閥dhg-04-3c110多路閥wdf22.4.a111溢流閥dadh10p1x/400212梭閥ks-f32113合流閥4hmm10-15114多路閥dl1-25115截止閥qjn-10wl216單向節(jié)流閥mk6g1x/v317緩沖閥dbd-1012表3 -3 系統(tǒng)元部件一覽表3.5 各液壓缸和馬達(dá)流量的確定1 取每個液壓缸的伸縮速度 根據(jù)前面計算出的各缸參數(shù)如下： 缸內(nèi)徑 活塞桿徑 缸內(nèi)徑 活塞桿徑 2 每個缸的流量計算 （3-8） 、 鏟斗缸、 斗桿缸 動臂缸平臺回轉(zhuǎn)啟動力矩一般應(yīng)小于制動力矩。當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)僅靠液壓制動時，啟動力矩小于或等于制動力矩，可以取當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶

48、附加機(jī)械制動時，最高可達(dá)，一般取。對于一定的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來說，啟動力矩和制動力矩越大，則平臺回轉(zhuǎn)加速度和減速度也越大，從而可提高回轉(zhuǎn)速度，縮短回轉(zhuǎn)時間。但回轉(zhuǎn)加速度過大會增加動載荷和沖擊，同時啟動力矩和制動力矩的增大也受地面附著條件的限制。地面附著條件可用地面附著力矩表示。機(jī)械制動一般取，液壓制動可取。履帶式液壓挖掘機(jī)地面附著力矩的計算可以采用下面的簡化公式 式中 地面附著力矩，； 整機(jī)質(zhì)量，； 地面附著系數(shù)，平板履帶板取，帶筋履帶板取。 則 又 設(shè)經(jīng)過四級減速，傳動比 則馬達(dá)所受最大力矩理論排量據(jù)此可查手冊選出液壓馬達(dá)型號 軸向柱塞馬達(dá) 排量 額定轉(zhuǎn)速。、行走馬達(dá)的選用液壓挖掘機(jī)行走速度有 、

49、兩種可調(diào)高低速，故由上面選出的液壓馬達(dá) 。3 主回路液壓泵的選擇 泵所需總流量 式中 系統(tǒng)滲漏系數(shù)，一般取，此處?。?各動作元件同時動作的最大流量之和。 由上面計算得知 本設(shè)計采用雙聯(lián)斜軸式定量柱塞泵，則每個泵所需流量 液壓泵工作壓力的確定液壓泵工作壓力 式中 液壓泵最大工作壓力； 執(zhí)行元件最大工作壓力； 進(jìn)油路壓力損失，較復(fù)雜系統(tǒng)取，此處取。則 參照產(chǎn)品樣本選取額定壓力比系統(tǒng)最高壓力高10%30%、額定流量不低于上述計算結(jié)果的液壓泵，可據(jù)此選擇泵型號 雙聯(lián)定量軸向柱塞泵，額定壓力為；最大排量。最高轉(zhuǎn)速。3.6 管路油管的選擇管路是液壓系統(tǒng)中液壓元件之間傳遞工作介質(zhì)的各種油管的總稱。管接頭用于

50、油管與油管和油管與液壓元件之間的連接，為了保證液壓元件之間工作的可靠性，管路及管接頭應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，良好的密封性，其壓力損失也要小，拆卸方便。（1）油管內(nèi)徑的確定油管的內(nèi)徑取決于管路的種類及管內(nèi)的流速。油管的內(nèi)徑由下面的公式確定： （3-9） 式中：q流經(jīng)管路的流量；v油管內(nèi)的允許流速。對吸油管可取v=（11.5）m/s一般取1m/s，回油管可取v（1.52.5）m/s，壓力油管：當(dāng)p2.5mpa時，取v=(34) m/s ,當(dāng)p=（2.516）mpa時，取v=（34）m/s ，當(dāng)p16mpa時，取v5m/s。對吸油管有：圓整取d=65mm。對回油管有：圓整取。（3）管接頭的選擇管接頭采用焊

51、接式管接頭，焊接式管接頭主要由接頭體、螺母和接管組成，在接頭體和接管之間用o型密封圈密封。當(dāng)接頭體擰入機(jī)體時，采用金屬墊圈或組合實現(xiàn)端面密封。接管和管路系統(tǒng)中的缸管接頭用焊接連接，管接頭和機(jī)體的連接主要采用普通細(xì)牙螺紋，根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊第四版第四卷表17-8-6選用焊接式管接頭。（4）螺塞的選取螺塞主要用于堵塞工藝孔和油箱放油孔，以及缸筒需要堵死的地方。選用六角螺塞（jb/zq4450-1997）其主要參數(shù)見機(jī)械設(shè)計手冊第四版第四卷p17-674表17-8-78。 3.7 液壓油箱的確定油箱的容積一般區(qū)泵每分鐘流量的3-5倍，當(dāng)系統(tǒng)采用定量泵時油箱的容量不能小于泵每分鐘流量的3倍。此系統(tǒng)中泵流量為，則油箱容積。外