挖掘机节能液压控制系统分析与应用?
李艳杰 1,2于安才 2姜继海 2
(1. 沈阳理工大学机械工程学院沈阳 110159;
2. 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨 150001
摘要 :深入分析了现代液压挖掘机中三种主流的节能液压系统——负流量控制、正流量控制和负载敏感系统的基本工作原理, 重点分析了它们在不同系列挖掘机中的应用;介绍了两种新型挖掘机液压系统的基本原理;分析表明三种典型挖掘节能液压系统都具有一定的节能效果,但工作原理各有不同;新型的挖掘机液压系统虽然还在研发阶段,但具有更好的节能效果及应
用前景。
关键词:液压挖掘机负流量控制正流量控制负载敏感系统
中图分类号 TU621
Analyses and Application of Energy-Saving Hydraulic Control System of Excavator
LI Yan-jie1,2YU an-cai2JIANG Ji-hai2
(1. School of Mechanical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159;
2. School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001
Abstract : Negative flow control, positive flow control and load sensing are the general energy-saving hydraulic systems of modern hydraulic excavator. The basic principles of the three typical hydraulic control systems were analyzed deeply. Their application in different kind of excavators is mainly analyzed. The principles of two new
kinds of excavator hydraulic system were introduced. Analyses show, all of the three typical excavator hydraulic control system can realize energy saving, but their principles are different. The two new kinds of excavator hydraulic control system can realize better energy saving and their application prospect are better. Key words: Hydraulic excavator Negative flow control Positive flow control Load sensing system
0 前言
液压挖掘机是一种功率比较大的工程机械,但是其能量的总利用率仅为 20%左右 [1]。受世界能源危机和环境保护的影响, 液压挖掘机实现节约能源、降低排放一直是业界努力追求的目标。采用节能技术的液压挖掘机能使动力系统与负载所需功率匹配更好,系统发热减少,燃油消耗降低,从而提高系统设备的可靠性和液压元件的寿命。
当前主流挖掘机仍然采用多路阀作为主控阀, 这类系统的主要功率损失包括节流损失、回转机构启动和制动过程中的溢流损失、动臂下降过程中的势能损失和节流损失以及发动机和液压系统功率匹
*基金项目:国家自然科学基金资助项目(50375033 ,
浙江大学流体传动及控制国家重点实验室开放基金资助项目(GZKF-2008003 配不好而引起的损失等 [2]。随着液压节能技术的发展,挖掘机的液压系统从最初 20世纪 70年代利用操纵手柄的先导压力对液压泵的排量直接控制,发展到 20世纪 80年代和 90年代的负流量控制、正流量控制和负载敏感控制等多种控制方式 [3]。混合动力挖掘机 [4,5]和基于二次调节技术 [6]的新型液压挖掘机系统是挖掘机液压系统的新的研究方向,目前有部分成型产品生产,但市场占有率较低。
本文重点分析液压挖掘机负流量控制、正流量控制和负载敏感系统的工作原理及其典型应用,对混合动力挖掘机和基于二次调节技术的恒压网络液压挖掘机系统的工作原理进行了简要的分析。
1 负流量控制
1.1 工作原理
负流量控制是指液压泵的排量随控制压力信号
增大而减小,即控制压力与排量成反比。负流量控制可以减少主控制阀在中位时液压泵的流量损失, 使液压泵的输出流量按照操作者的操作,按需求提供, 避免传统液压挖掘机中的溢流损失和系统发热。其不足在于六通多路阀死区较大、调速范围有限, 且受负载影响较大。图 1为液压挖掘机负流量控制的基本原理图。
图 1 液压挖掘机负流量控制原理图
在多路换向阀中位回油通道上设置一个节流口,油液通过节流口产生压差,将节流口前压力引至液压泵变量机构来控制液压泵的排量。
节流口前后压差由薄壁小孔流量特性方程可得:
2
12
q p p KA
Δ== (1 式中:p Δ——回油节流口前后压差(Pa
; 1p ——回油节流口前压力(Pa ;
q ——通过回油节流口的流量(m 3/s ; K ——系数;
A ——回油节流口的通流面积(m 2 。
1p 作为控制压力被引到变量液压泵的变量活
塞,即 1i p p =。
当回路中多路换向阀各联阀芯均处于中位时, 液压泵的全部流量卸荷,通过节流口的流量 q 达到最大值,根据式(1, Δp =Δp max (该值由与节流孔并联的溢流阀的调定 ,控制油路的压力 p i 提高到最
大值Δp max ,
使得主泵的排量自动减少到最小。当多路换向阀任意一联处于最大开度时,液压泵输出流量几乎全部进入相应的执行元件,通过节流口的回油量很小(接近于 0 ,
此时, Δp =Δp min ≈0,控制油路的压力p i ≈Δp min ,此时主泵的排量自动增加到最大以满足作业速度的需要。当多路换向阀的开度在中位和最大开度之间微动时,变量泵的控制压力 p i 在Δp max ~Δp min 之间, 而液压泵的排量也在最小和最大排量之间变化,且 p i 越大,液压泵的排量越小, 即液压泵的控制压力与液压泵的排量成反比。 1.2 典型应用
负流量控制本质上是一种恒流量控制,通过在多路阀旁路回油通道上设置流量检测元件,最终达到控制旁路回油流量为一个较小的恒定值,从而减小旁路损失的目的。
流量检测的方法有两种,一种是如图 1所示的简单的小孔节流。日本川崎公司制造的 K3V 系列主液压泵及 KMX 系列主阀所组成的系统是典型的负流量控制系统 [7~9], 已得到广泛的应用。该系统采用的就是小孔节流的流量检测方法,结构简单、易于实现。另一种是采用射流元件进行流量检测。日本小松公司 PC-5系列的 OLSS (开中心负荷传感系统 [10],就是利用射流传感器进行流量检测,与负流量控制阀(NC 阀配合使用,完成对液压泵的排量的控制。图 2为 OLSS 系统的简化原理图 [11]。系统中 NC 阀 (Negative Control Valve 为负流量控制阀,由射流传感器控制。 NC 阀的出口压力 p i 用于控制变量泵的伺服油缸。 CO 阀(Cut-off valve为压力切断阀,当主泵压力达到设定压力时,泵的排量减到最小。 TCC 阀(Torque Contant Valve为恒扭矩阀。
d
图 2 日本小松 OLSS 系统的简化原理图
2 正流量控制
2.1 工作原理
正流量控制是德国力士乐公司上个世纪 80年代的技术。正流量控制用先导压力直接控制液压泵的排量,先导压力越大,液压泵的排量越大。图 3为正流量控制的
原理图。系统中利用梭阀组实时地检测各先导控制压力中最高压力作为控制压力送入液压泵变量机构来控制液压泵的排量。
1122, , , a b a b 正流量控制系统的主要特点是操纵手柄的先导压力不仅用来控制换向阀,还用来调节液压泵的排量。执行元件不工作的时候,液压泵上没有先导压力, 斜盘摆角最小, 液压泵只输出少量的备用流量, 可有效消除空流损失。操纵先导手柄,则液压先导回路中建立起与手柄偏转量成比例的压力来控制换向阀阀芯的位移和液压泵的排量,液压泵的流量和由此产生的执行元件的工作速度与控制压力成正比,能减少旁路节流损失。正流量系统具有良好的节能效果,并易于实现对液压泵的控制。
图 3 液压挖掘机正流量控制系统原理图
相对于负流量控制系统,正流量控制系统的响应时间更短,流量波动更小,可操作性更好,可提高工作效率约 9%,节油 12%左右,系统的可靠性也更高。但正流量系统的结构复杂,成本高。 2.2 典型应用
德国力士乐公司生产的 A8VSO 系列主泵和 M8、 M9系列主阀可构成挖掘机正流量系统 [12]。该类系统功能较强,节能效果明显,但需要配备梭阀组,结构较复杂,利用梭阀组选取最大的先导压力
进行液压泵的排量控制。该类系统只能根据先导压力最大的一路阀开度控制液压泵的排量,其他各阀的开度无论大小都不参与控制过程,在各阀同时操作时不能进行流量的叠加。
为了改善正流量控制中液压泵的控制性能,力士乐公司 7M9-25主阀预留了液压泵的电控功能。每个主阀的先导压力利用压力传感器转换成电信号,微处理器将所有的电信号相加,并通过正比例调节减压阀来控制液压泵的排量,即使所有的执行元件同时动作,也能使液压泵的排量调节到满足系统的要求。
川崎 K3V112DTP 系列主液压泵和川崎 KMX15RA 系列主阀可以组成正流量挖掘机液压系统,该系统一方面根据手动先导压力来得到一个主液压泵的排量值;另一方面通过检测主液压泵出口压力(表征负载大小根据 P–Q 曲线得到主泵的另一个排量值; 然后根据这两个值来调整主泵的排量。
我国三一重工在最新推出的正流量挖掘机中, 采用了专利技术 [13],在挖掘机的不同部位分别安装压力、倾角、位移等传感器,各传感器的检测值均输入控制器,控制器将检测数据与挖掘机在各工况 (挖沟、装车、平整等作业时的相应边界条件(动臂与斗杆之间相对运动的角度、各动作先导油路压力、回转角度、动臂油缸伸缩量等数据进行比较、实时判断、区分当前挖掘机的工作模式,从而准确的控制油量的输出与分配,提高了挖掘机的操作性能、工作效率,并实现了系统节能。
3 负载敏感系统
3.1 工作原理
负载敏感系统发展于 20世纪 80年代的欧洲, 越来越广泛地应用于中小型挖掘机上,节能效能显著。它在各执行机构同时工作时,流量供给只取决于操纵手柄的开度,而与负荷大小无关,使得作业可控性很强。
根据节流孔的流量特性方程 Q =可
知, 通过节流孔的流量 Q 是开口面积 A 和压差p Δ的函数,若p Δ保持不变,流量 Q 不受负荷变化的影响,只与开口面积有关,这就是负载敏感控制的基本原理。如图 4所示,利用将负载压力反馈到压力补偿阀的方法即可实现p const Δ=。
图 4中压力补偿阀的工作原理如式 (2 所示。
1s
p k
F p p p const A ?=
=Δ= (2
式中:
p
p ——液压泵出口压力(Pa ;
1
p ——负荷压力(Pa ;
s
F ——弹簧力(N ;
k
A ——压力补偿阀的开口面积(m 2 ; p
Δ——节流孔前后压差(Pa 。
图 4 负载敏感控制原理图
弹簧力决定了在节流孔 A 1处的压差Δp 恒定不变。进入执行元件的流量 Q 正比于节流孔面积 A 1, 多余流量通过压力补偿阀直接返回油箱,从而保证Δp 恒定不变。
完全负荷传感系统由负荷传感控制阀和负荷传感控制变量液压泵组成,普通的完全负荷传感系统 (简称 LS 系统的原理如图 5所示。
图 5 普通 LS 系统原理图
在 LS 系统中,将负载压力与液压泵出口压力相比较,带动液压泵的变量机构,当有多个执行元件时,利用梭阀把最大的负载压力与液压泵出口压力相比较,带动泵的变量机构动作,改变液压泵的排量。
该系统既节能又解决了滑阀的微调性能和复合操作性能。在整个滑阀行程中,液压泵的流量始终等于执行元件的流量,无多余的流量损失。液压泵的压力略高于负载压力,其压差仅为 2MPa 以内, 即只有一小部分能量损失,是较理想的节能系统。普通 LS 系统的缺点是,当系统发生饱和,即执行元件的流量需求大于液压泵供油时,不再具有流量分配功能。发生流量饱和首先影响高负载联, 导致高负载联速度降低,严重影响系统的工作。对于液压挖掘机等工程机械,常见的发生流量饱和的工况如下 [14]:
1当以最高速度同时驱动几个执行器,使每个操作阀的操作量都为最大时,泵的输出流量就会不足。
2在以最大操作量对高负载进行复合操作时, 更加剧了泵输出流量的不足。
3 如果作业机在进行一些比较精细的作业 (如挖掘机对地面整平等时,一般原动机都处于低转速工况。
3.2 典型应用
德国力士乐公司开发的 LUDV (Last Unabh?ngige Durchfluss Verteilung 系统 [15], 改变了普通 LS 系统中压力补偿阀的位置,将补偿阀一端的压力统一改为最大负载压力,即补偿阀的压降相等,使得流量总是与节流孔面积成正比,所有执行元件将以同一比率减速。该系统解决了普通 LS 系统中,当多个执行元件同时工作,所需流量大于液压泵的流量时,将产生供油不足的现象。 LUDV 系统的原理图如图 6所示。系统中各节流口两端的压差不变,即Δp 1=Δp 2=p p – p i ,通过节流口的流量只与节流口面积有关。
图 6 LUDV系统原理图
LUDV 系统是单泵系统,具有装配费用低、占用空间小、系统紧凑等特点。山河智能的 SWE85
挖掘机用的就是德国的 LUDV 系统,系统由 SX14 (主阀和 A11V09(主泵构成[16]。
德国 Linde 公司生产的 LSC 系统也是一种负载敏感系统, 具有系统简单、节能、易于操作等特点, 同时具有抗饱和能力 [17]。 LSC 系统一般由一个带负载敏感功能的 HPR 液压泵和一组带负载敏感功能的 VW 阀组成。图 7为林德 LSC 系统原理图。
图 7 林德 LSC 系统的原理图
日本小松公司的 PC-7系列的挖掘机采用的是闭式中心负荷传感系统(CLSS——Close Load Sensing System ,如图 8所示 [18]。该系统由两个主泵、操作阀和执行元件等构成,其主液压泵的 LS 阀起到感知负荷,对输出流量进行控制的作用。
图 8 闭式中心负载传感系统
4 挖掘机新型液压系统
目前,挖掘机市场中负流量控制、正流量控制和负载敏感系统各占一定的份额,它们适应的场合稍有不同,但由于采用六通多路阀或者四通多路阀进行比例节流控制,从技术本质上仍然都是阀控系统,节流损失不可避免,且在挖掘机的部分工况下仍然有大量的势能和动能损失。为了进一步提高挖掘机的能量利用率,国内外各大厂家及科研机构正在积极研发新型的挖掘机液压系统。
4.1 混合动力挖掘机液压系统
混合动力是指通过不同动力源的联合工作,使其充分发挥各自的优越性以提高能量的利用率。混合动力系统对改善发动机的工作条件具有很大的促进作用,目前在汽车领域已经有了成功的应用,而在挖掘机领域国内外也有了一些尝试性的研究。将混合动力技术引入液压挖掘机的开发市场,并与液压系统的节能措施相结合,具有很大的节能潜力。混合动力挖掘机有 3种结构:串联、并联和混联 [19]。通过对系统分析和对比表明,并联系统是现阶段最适合液压挖掘机节能的结构,其结构原理如图 9所示 [20],挖掘机采用了发动机与电动机并联驱动液压泵的结构形式,发动机的机械能直接输出给液压泵,减少了能量转换环节,电动机可工作于电动或发电状态,与发动机共同输出能量或将多余的能量转化为电能存储在电容器中。
图 9 并联混合动力液压挖掘机示意图
日本的小松、住友和日立建机,德国的利渤海尔,美国的卡特比勒等公司都已经开展了混合动力液压挖掘机的研究工作。国内贵州詹阳动力重工推出的 JYL621H 轮式挖掘机中也采用了混合动力技术。
4.2 基于恒压网络的挖掘机液压系统
恒压网络二次调节系统是 20世纪 80年代初提出的一种压力耦联系统,该系统从能量回收和再利用两方面来提高能量利用率, 具有广泛的应用前景, 其基本组成包括动力源、高压油路和低压油路构成的恒压网络、二次元件、液压蓄能器和负载,如图 10所示。
第六届全国流体传动与控制学术会议用于大于 35t 的履带式挖掘机系统中；正流量控制系统一般用于 20~29t 的履带式挖掘机或者轮式挖掘机系统中。混合动力挖掘机和基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压系统则是当前挖掘机液压系统的两个最新的研究方向，这两种系统能够更好地提高系统的能量利用率。图10 恒压网络二次调节系统基本组成参考文献该项技术与传统静液传动系统相比，其优点是更便于控制，二次元件能在四个象限内工作，既有“泵”工况、又有“马达”工况，可在不转变能量形式情况下回收能量，进行能量的存储，利用液压蓄能器可大大提高加速功率，且系统中无压力峰值。国外已将该技术成功应用于造船工业、钢铁工业、大型试验台、车辆传动等领域。但该项技术在挖掘机领域的应用尚在研究阶段。文献[21]利用仿真手段对挖掘机具体工况进行了模拟，并对不同液压回路的能耗分析进行了对比，结果表明采用恒压网络二次调节技术的挖掘机能很好地消除整个工况中的势能损失和节流损失，节能效果显著。因此，基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压系统具有广泛的发展前景。 [1] 李建启. 液压挖掘机的实用节能措施[J].建筑机械，2001 （5）,29~35 [2] 宋世鹏, 朱新云, 赵磊. 液压挖掘机功率损失分析及节能控制技术研究[J]. 机床与液压, 2008, 36(11:
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第六届全国流体传动与控制学术会议价及液压系统节能的仿真研究[J]. 机械工程学报, 2005, 41(12: 135~140 [20] 肖清, 王庆丰, 张彦廷. 液压挖掘机电容蓄能式并联混合动力系统结构及控制策略研究. 中国工程机械, 2009, 19(5: 625~629 [21] 林述温, 花海燕. 1 种挖掘机恒压网络二次调节液压系统及其能耗分析 [J]. 中国工
程机械学报 . 2009,7(1:52~57 作者简介：李艳杰（1969-），女，汉族，博士，教
授，硕士研究生导师。主要研究方向：挖掘机液压系统、机器人动力学。 E-mail：lyjsyit@https://www.doczj.com/doc/0011395363.html,。 530
挖掘机力士乐液压系统分析 [主要内容] 介绍了力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统组成及其工作原理、特性。重点分析了多路阀 液压系统、液压泵控制系统、各主要液压作用元件液压回路及多路阀先导操纵系统等。 目前液压挖掘机有两种油路:开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统,我国国产液压挖掘机大多采用“开中心”系统,而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用“闭中心”系统。闭中心具有明显的优点,但价格较贵。国内厂家对开中心系统比较熟悉,而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统,本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV)挖掘机油路。 LUDV意为与负载无关的分配阀。 LUDV系统 力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4部分组成: ①多路阀液压系统(主油路); ②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制); ③各液压作用元件液压子系统,包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统,还包括附属装置液压系统; ④多路阀操纵和控制液压系统。
1多路阀液压系统 多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路,它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式,决定了液压挖掘机的工作特性。力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1(因换向阀不影响原理分析,故未画出)。 图1挖掘机力士乐主油路简图 挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。 1.1工装油路 工作装置和行走油路(除回转外)简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV)系统,具有抗饱和功能。在每个操纵阀阀杆节流口后,设压力补偿阀,然后通过方向阀向各液压作用元件供油。LUDV多路阀原理符号见图2。
挖机液压传动系统介绍 按照挖掘机工作装置和各个机构的传动要求，把各种液压元件用管路有机地连接起来的组合体，称为挖掘机的液压系统。其功能是，以油液为工作介质，利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送，然后通过液压缸和液压马达等将液压能转返为机械能，实现挖掘机的各种动作。 基本要求 液压挖掘机的动作复杂，凡要机构经常启动、制动、换向、负载变化大，冲击和振动频繁，而且野外作业，温度和地理位置变化大，因此根据挖掘机的工作特点和环境特点，液压系统应满足如下要求： 1）要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以互相配合实现复合动作。 2）工作装置的动作和转台的回转既能单独进行，又能作复合动作，以提高挖掘机的生产率。 3）履带式挖掘机的左、右履带分别驱动，使挖掘机行走方便、转向灵活，并且可就地转向，以提高挖掘机的灵活性。 4）保证挖掘机的一切动作可逆，且无级变速。 5）保证挖掘机工作安全可靠，且各执行元件（液压缸、液压马达等）有良好的过载保护；回转机构和行走装置有可靠的制动和限速；防止动臂因自重而快带下降和整机超速溜坡。 为此，液压系统应做到： 1）有高的传动效率，以充分发挥发动机的动力性和燃料使用经济性。 2）液压系统和液压元件在负载变化大、急剧的振动冲击作用下，具有足够的可靠性。 3）调协轻便耐振的冷却器，减少系统总发热量，使主机持续工作时液压油温不超过80度，或温升不超过45度。 4）由于挖掘机作业现场尘土多，液压油容易被污染，因此液压系统的密封性能要好，液压元件对油液污染的敏感性低，整个液压系统要设置滤油器和防尘装置。 5）采用液压或电液伺服操纵装置，以便挖掘机设置自动控制系统，进而提高挖掘机技术性能和减轻驾驶员的劳动强度。 类型
2010年8月 第38卷第16期 机床与液压 M AC H I NE TOOL &HYDRAUL ICS A ug 2010 V ol 38No 16 DO I :10. 3969/j issn 1001-3881 2010 16 019
收稿日期:2009-08-28 作者简介:张树忠(1980 , 男, 博士研究生, 主要从事机电液智能控制。电 话:131********, E-m ai:l zszgo @ 163 com 。 小型挖掘机液压系统分析 张树忠1 , 吴文海1 , 蒋道成 2 (1 西南交通大学机械工程学院, 四川成都610031; 2 四川宜宾普什重机有限公司, 四川宜宾644007 摘要:针对小型液压挖掘机的工况特点, 分析并比较小型液压挖掘机节流控制系统、负载敏感控制系统以及与负载无关的流量分配系统(LUDV 的功率损失和可控性, 表明LUDV 系统是小型挖掘机液压控制系统最佳选择。 关键词:小型液压挖掘机; 功率损失; 控制特性; LUDV 中图分类号:TH137 3 文献标识码:A 文章编号:1001-3881(2010 16-053-2 The Analysis of H ydraulic Syste m inM ini Excavator Z HANG Shuzhong 1 , WU W enha i 1 , JI A NG Daocheng
2 (1 Schoo l ofM echan ica lEngineeri n g , Sou t h w est Jiao tong Un iversity , Chengdu S ichuan 610031, Ch i n a ; 2 Y i b i n S ichuan Push H eavy M achinery C o , LTD , Y i b i n S ichuan 644007, Ch i n a Abstrac t :B ased on t he w ork i ng character i sti cs o f m i ni hydrauli c excav ator , pow er loss and contro llability of throttli ng contro l syste m, l o ad sens i ng con tro l syste m and l o ad undependent flo w distributi on syste m (LUDV we re ana l y zed and co m pared . The result is tha t LUDV is t he best cho i ce f o r m i ni hydrau lic ex cava t o rs . K eyword s :M ini hydraulic ex cavato r ; Powe r loss ; Con tro ll ability ; LU DV 小型液压挖掘机具有机动能力强、体积小、多功能作业等特点, 适于各种土方量分散、作业范围狭窄的工况, 如公路养护、园林绿化、小区建设、市政工程及农田建设等。近些年来得到高速发展, 2005年我国13t 以下小型挖掘机的销量达到了11953台。在小型挖掘机的构成中, 液压系统是其核心部件, 既承担着能量转换的任务, 又是人的肢体的延伸, 以完成操作者的各种控制策略。而其能量损失和可控性是影响小型挖掘机性能的重要指标, 故有必要对小型挖掘机液压系统的节能性和可控性进行研究。 1 小型挖掘机液压系统分析 目前小型挖掘机的液压系统主要包括:节流控制系统(包括正流量控制、负流量控制、负载敏感控制系统(LS 和与负载无关的流量分配系统(L UDV 。 1 1 节流控制系统
液压挖掘机液压系统介绍 newmaker 按照挖掘机工作装置和各个机构的传动 要求，把各种液压元件用管路有机地连 接起来的组合体，称为挖掘机的液压系统。其功能是，以油液为工作介质，利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送，然后通过液压缸和液压马达等将液压能转返为机械能，实现挖掘机的各种动作。 基本要求 液压挖掘机的动作复杂，凡要机构经常启动、制动、换向、负载变化大，冲击和振动频繁，而且野外作业，温度和地理位置变化大，因此根据挖掘机的工作特点和环境特点，液压系统应满足如下要求： 1）要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以互相配合实现复合动作。2）工作装置的动作和转台的回转既能单独进行，又能作复合动作，以提高挖掘机的生产率。3）履带式挖掘机的左、右履带分别驱动，使挖掘机行走方便、转向灵活，并且可就地转向，以提高挖掘机的灵活性。 4）保证挖掘机的一切动作可逆，且无级变速。 5）保证挖掘机工作安全可靠，且各执行元件（液压缸、液压马达等）有良好的过载保护；回转机构和行走装置有可靠的制动和限速；防止动臂因自重而快带下降和整机超速溜坡。 为此，液压系统应做到： 1）有高的传动效率，以充分发挥发动机的动力性和燃料使用经济性。 2）液压系统和液压元件在负载变化大、急剧的振动冲击作用下，具有足够的可靠性。 3）调协轻便耐振的冷却器，减少系统总发热量，使主机持续工作时液压油温不超过80度，或温升不超过45度。 4）由于挖掘机作业现场尘土多，液压油容易被污染，因此液压系统的密封性能要好，液压元件对油液污染的敏感性低，整个液压系统要设置滤油器和防尘装置。 5）采用液压或电液伺服操纵装置，以便挖掘机设置自动控制系统，进而提高挖掘机技术性能和减轻驾驶员的劳动强度。
挖掘机液压系统图 一．液压挖掘机液压系统的基本类型 液压挖掘机液压系统大致上有定量系统、变量系统和定量、变量复合系统等三种类型。 1．定量系统 在液压挖掘机采用的定量系统中，其流量不变，即流量不随外载荷而变化，通常依靠节流来调节速度。根据定量系统中油泵和回路的数量及组合形式，分为单泵单回路定量系统、双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统及多泵多回路定量系统等。 2．变量系统 在液压挖掘机采用的变量系统中，是通过容积变量来实现无级调速的，其调速方式有三种：变量泵－定量马达调速、定量泵－变量马达调速和变量泵－变量马达调速。 单斗液压挖掘机的变量系统多采用变量泵－定量马达的组合方式实现无极变量，且都是双泵双回路。根据两个回路的变量有无关连，分为功率变量系统和全功率变量系统两种。其中的分功率变量系统的每个油泵各有一个功率调节机构，油泵的流量变化只受自身所在回路压力变化的影响，与另一回路的压力变化无关，即两个回路的油泵各自独立地进行恒功率调节变量，两个油泵各自拥有一半发动机输出功率；全功率变量系统中的两个油泵由一个总功率调节机构进行平衡调节，使两个油泵的摆角始终相同。同步变量、流量相等。决定流量变化的是系统的总压力，两个油泵的功率在变量范围内是不相同的。其调节机构有机械联动式和液压联动式两种形式。 二．YW-100型单斗液压挖掘机液压系统 国产YW-100型履带式单斗液压挖掘机的工作装置、行走机构、回转装置等均采用液压驱动，其液压系统如图1所示。 该挖掘机液压系统采用双泵双向回路定量系统，由两个独立的回路组成。所用的油泵1为双联泵，分为A、B两泵。八联多路换向阀分为两组，每组中的四联换向阀组为串联油路。油泵A输的压力进入第一组多路换向阀，驱动回转马达、铲斗油缸、辅助油缸，并经中央回转接头驱动右行走马达7。该组执行元件不工作时油泵A输出的压力油经第一组多路换向阀中的合流阀进入第二组多路换向阀，以加快动臂或斗杆的工作速度。油泵B输出的压力油进入第二组多路换向阀，驱动动臂油缸、斗杆油缸，并经中央回转接头驱动左行走马达8和推土板油缸6。 该液压系统中两组多种换向阀均采用串联油路，其回油路并联，油液通过第二组多路换向阀中的限速阀5流向油箱。限速阀的液控口作用着由梭阀提供的A、B两油泵的最大压力，当挖掘机下坡行走出现超速情况时，油泵出口压力降低，限速阀自动对回油进行节流，防止溜坡现象，保证挖掘机行驶安全。
目录 绪论 --------------------------- 3 1.1 现代液压技术的发展状况------------ 4 1.2 液压传动的研究对象-------------- 4 1.3 液压传动的组成---------------- 4 1.4 液压传动的优缺点----------------- 5 液压传动的主要优点------------- 5 液压传动的主要缺点------------ 5 1.5 液压技术的发展应用-------------- 6 、液压传动在各类机械中的应用- 6 、液压传动技术的发展概况--------- 7 第1章挖掘机的液压系统 ------------------ 8挖掘机的工作循环及对液压系统的要求 ----------------------------------------------------- 8 WY —100 挖掘机液压系统的工作原理------------- 9 第3 章液压系统的设计 ------------------ 12明确设计要求进行工况分析------------------ 12 确定液压系统的主要参数------- 13 液压缸的载荷组成计算-------- 13 液压马达的负载------------- 15 计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排 -------------------------------------- 15 液压缸的设计计算------------ 15 液压马达的设计计算------------- 16 液压泵的确定与所需功率的计算-- 17 液压泵的确定--------------- 17 选择液压泵的规格------------ 18 阀类元件的选择------------------- 18 选择依据------------------ 18 选择阀类元件应注意的问题---- 18
目录 1 前言 (1) 1.1 挖掘机间介 (1) 1.2 国外研究现状及发展动态 (2) 1.3 本设计的研究容 (5) 2 液压挖掘机结构与工作原理 (7) 2.1 液压挖掘机整机性能 (7) 2.2 液压挖掘机结构 (8) 2.3 液压挖掘机传动原理 (10) 3 液压挖掘机工况分析及液压系统设计方案的确定 (12) 3.1 液压挖掘机的工况 (12) 3.2 挖掘机液压系统的设计要求 (17) 3.3 挖掘机液压系统的分析 (19) 3.4 液压系统方案拟订 (20) 4 液压系统的设计 (21) 4.1 液压系统方案及参数确定 (21) 4.2 执行元件液压缸及系统压力的初选 (22) 4.3 计算工作装置铲斗液压缸的主要尺寸 (23) 4.4 液压系统原理图的制定 (26) 5 液压元件的选择与专用件的设计 (31) 5.1 液压泵的选择和泵的参数的计算 (31) 5.2 柴油发动机的选择 (33) 5.3 液压阀的选择 (33) 5.4 其他液压元件的选择 (36) 5.5 油箱容量的确定 (38) 6 压系统性能验算 (40) 6.1 液压系统压力损失 (40) 6.2 液压系统的发热温升计算 (41) 总结 (46) 参考文献 (47) 致 (49)
容提要 挖掘机作为我国工程机械的主力机种，被广泛应用于各种各样的施工作业中。挖掘机产品的核心技术就是液压系统设计，由于挖掘机的工作条件恶劣，要现的动作复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析设计对推动我国挖掘机发展具有十分重要的意义。 在搜集了国外挖掘机液压系统相关资料的基础上，了解了挖掘机液压系统的发展历史，并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结。论文对挖掘机的各种工况进行了分析，系统总结了挖掘机液压系统的设计要求。根据挖掘机液压系统的设计要求，论文中采用通用多路阀，配以专用控制阀和简单的电子控制系统，设计了一套适合我国生产制造的LS恒功率控制单斗挖掘机液压系统。 本次毕业设计课题是WY200型液压挖掘机。课题以企业为依托。小型挖掘机由多个系统组成，包括液压系统，传动系统，操纵系统，工作装置，底架，转台，油箱，发动机安装等。本人的设计主要致力于分析和设计小型液压挖掘机工作装置的液压系统。本课题选择了国的质量和技术性能都接近设计要求的16~20t挖掘机作为基型，并在此基础上研究了国外的先进机型，设计出我们挖掘机的液压系统方按图，总体装配图以及相应的部件图和零件图。图纸基本采用Auto CAD二维软件绘图。本液压挖掘机的优点是采用伺服先导操纵系统，造型美观，具备挖掘，抓物，钻孔，推土，清沟和破碎等功能。平台可360°旋转，性能可靠，操作舒适，可广泛应用于建筑，市政，供水，供气，供电农林建设等工程。 Summary
一、主液压回路系统的构成 日立挖掘机主液压回路系统是由主液压系统和先导回路系统构成。主液压回路将泵的液压油供给各操作机能的促动器。 二、先导回路液压操作系统的组成 液压系统是由发动机、主泵、先导泵、控制阀各1台和四个液压缸、1台旋转马达及2台行走马达组合而成、泵通过输入轴由发动机所驱动。主泵的液压油通过控制阀流到各促动器。先导泵的液压油流入先导回路内。 三、主回路 1、主液压回路 主液压回路系由吸引回路、输出回路、回油路及牌友回路所构成。液压系统由主泵、控制阀、行走马达各一台及四个液压缸。 主泵是斜轴式排量可变型轴向活塞泵，是由发动机驱动的（发动机转速比为1.0） 2、吸引回路和输出回路 泵通过吸引滤油器吸引液压油箱的油，油从泵流入控制阀，然后由油箱口放出，主泵放出的油通过控制阀流至各促动器。 控制阀控制各种液压机能，从各促动器流出的回油通过控制阀和液压油冷却器流回液压油箱。 3、回油路 每个促动器放出的油全部通过控制阀流回液压油箱内。回油路内有旁道单向阀，其设定压力分别为9.8×10^4pa及4×9.8×10^4pa。通常回油通过液压油冷却器及左侧控制阀流回液压油箱， 油温低时，粘度变高，通过油冷却器时的阻力也随着增大。 油压超过9.8×10^4pa时，回油直接流回液压油箱，可在短时间内把油温提高到适当的高度。 油冷却器被阻塞时，回油通过旁道单向阀直接流回液压油箱。 旁道单向阀被阻塞时设在冷却器和液压油箱之间，其设定压力为4×9.8×10^4pa。 液压箱内设有直流式滤油器，从左右两侧的控制阀流出的油合流后经直流式滤油器过滤，直流式滤油器内有旁道安全阀。当滤芯阻塞使差压达9.8×10^4pa时，旁道安全阀就打开，油直接流回液压油箱。 4、排油回路 马达及刹车阀等内部漏的油以及润滑油回路内的油，全部都积蓄起来，经过排油回路流回操作油箱。 5、行走马达排油回路 左右两行走马达漏的油由各个马达壳的排油口排出，合流后通过中心接头，经过直流式滤油器流回液压油箱。 6、旋转马达排油回路 旋转马达漏的油排出后，与行走回路排出的油一起通过直流式滤油器流回液压油箱。 7、输出压控制 控制阀内的卸载安全阀控制泵的输出压力保持一定。全部操作均在330×9.8×10^4Pa设定压力操作。 在挖掘操作时，设定压力变为370×9.8×10^4Pa。 狼涌截止安全阀把高压油释放到液压油箱内，以免油压系统及发动机承受过负荷。 8、先导回路 先导回路是由吸引、出油回路构成的。先导系统有先导泵、换冲阀、保险阀、2个高速电
目录 绪论----------------------------------------3 1.1现代液压技术的发展状况---------------4 1.2液压传动的研究对象-------------------4 1.3液压传动的组成-----------------------4 1.4液压传动的优缺点---------------------5 1.3.1液压传动的主要优点------------------5 1.3.2 液压传动的主要缺点------------------5 1.5液压技术的发展应用-------------------6 1.4.1、液压传动在各类机械中的应用---------6 1.4.2、液压传动技术的发展概况-------------7 第1章挖掘机的液压系统----------------------8 2.1挖掘机的工作循环及对液压系统的要求-----8 2.2 WY—100挖掘机液压系统的工作原理-------9 第3章液压系统的设计-----------------------12 3.1明确设计要求进行工况分析---------------12 3.2确定液压系统的主要参数-----------------13 3.2.1液压缸的载荷组成计算-----------------13 3.2.2液压马达的负载-----------------------15 3.3计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排 ---------------------------------------15 3.3.1液压缸的设计计算---------------------15 3.3.2液压马达的设计计算-------------------16 3.4液压泵的确定与所需功率的计算-----------17 3.4.1液压泵的确定-------------------------17 3.4.2 选择液压泵的规格--------------------18 3.5阀类元件的选择-------------------------18 3.5.1.选择依据----------------------------18
中文题目：XE40小型挖掘机液压系统设计 外文题目：DESIGN HYDRAULIC SYSTEM OF XE40 SMALL CRAWLER EXCAVATOR 毕业设计（论文）共_76_页（其中：外文文献及译文_8_页）图纸共_11_张完成日期2015年6月答辩日期2015年6月 辽宁工程技术大学
本科毕业设计（论文）学生诚信承诺保证书 本人郑重承诺：《》毕业设计（论文）的内容真实、可靠，系本人在____________ 指导教师的指导下，独立完成。 如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担全部责任。 学生签名： 年月日 辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）指导教师诚信承诺保证书 本人郑重承诺：我已按学校相关规定对 _____________ 同学的毕业设计（论文）的选题与内容进行了指导和审核，确认由该生独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担指导教师相关责任。 指导教师签名：
摘要 XE40小型挖掘机是徐工生产的小型液压挖掘机，本次的毕业设计的课题就是对其进行液压系统的参数化设计。为了研究这个课题，我们的主要的思路就是要先根据已知的挖掘机的性能参数对工作速度和工作压力进行初步的确定，再根据这些数据，对铲斗缸进行参数计算。参考所选液压缸的连接方式和XE4 0小型挖掘机选用的液压缸的具体形状，绘制出液压缸的CAD图。依照铲斗缸的设计方式与计算流程同理也能设计出斗杆缸和动臂缸。同时根据所设计的挖掘机所选用的动臂缸的数量，就能大致确定出运作液压缸所需要的流量。通过已确定的流量，工作压力，还有工作速度，就能初步确定液压泵的型号和液压马达的型号。然后再参考徐工挖掘机XE4 0的液压系统，根据系统回路和对挖掘机工作方式的了解，初步设计出液压挖掘机系统的原理图，并用CAD绘制出来。经过审核之后，再来确定所要要用的液压油，发动机，以及对液压阀进行选型。 关键词: 液压缸; 参数化设计；徐工挖掘机; 液压系统
日立挖掘机液压控制系统的结构与工作原理（一） 一、主液压回路系统的构成 日立挖掘机主液压回路系统是由主液压系统和先导回路系统构成。主液压回路将泵的液压油供给各操作机能的促动器。 二、先导回路液压操作系统的组成 液压系统是由发动机、主泵、先导泵、控制阀各1台和四个液压缸、1台旋转马达及2台行走马达组合而成、泵通过输入轴由发动机所驱动。主泵的液压油通过控制阀流到各促动器。先 导泵的液压油流入先导回路内。 三、主回路 1、主液压回路 主液压回路系由吸引回路、输出回路、回油路及牌友回路所构成。液压系统由主泵、控制阀、行走马达各一台及四个液压缸。 主泵是斜轴式排量可变型轴向活塞泵，是由发动机驱动的（发动机转速比为1.0） 2、吸引回路和输出回路
泵通过吸引滤油器吸引液压油箱的油，油从泵流入控制阀，然后由油箱口放出，主泵放出的油通过控制阀流至各促动器。 控制阀控制各种液压机能，从各促动器流出的回油通过控制阀和液压油冷却器流回液压油箱。 3、回油路 每个促动器放出的油全部通过控制阀流回液压油箱内。回油路内有旁道单向阀，其设定压力分别为9.8×10^4pa及 4×9.8×10^4pa。通常回油通过液压油冷却器及左侧控制阀流回液压油箱， 油温低时，粘度变高，通过油冷却器时的阻力也随着增大。 油压超过9.8×10^4pa时，回油直接流回液压油箱，可在短时间内把油温提高到适当的高度。 油冷却器被阻塞时，回油通过旁道单向阀直接流回液压油箱。 旁道单向阀被阻塞时设在冷却器和液压油箱之间，其设定压力为4×9.8×10^4pa。 液压箱内设有直流式滤油器，从左右两侧的控制阀流出的油合流后经直流式滤油器过滤，直流式滤油器内有旁道安全阀。当滤芯阻塞使差压达9.8×10^4pa时，旁道安全阀就打开，油直接流回液压油箱。 4、排油回路 马达及刹车阀等内部漏的油以及润滑油回路内的油，全部都积蓄起来，经过排油回路流回操作油箱。
内部编号：AN-QP-HT980 版本/ 修改状态：01 / 00 In A Group Or Social Organization, It Is Necessary T o Abide By The Rules Or Rules Of Action And Require Its Members To Abide By Them. Different Industries Have Their Own Specific Rules Of Action, So As To Achieve The Expected Goals According T o The Plan And Requirements. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 挖掘机液压系统换油步骤和注意事项 通用范本
挖掘机液压系统换油步骤和注意事项通 用范本 使用指引：本管理制度文件可用于团体或社会组织中，需共同遵守的办事规程或行动准则并要求其成员共同遵守，不同的行业不同的部门不同的岗位都有其具体的做事规则，目的是使各项工作按计划按要求达到预计目标。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 液压挖掘机一般在运转Zoooh以后就需要更换液压油，否则将使系统污染，造成液压系统故障。据统计一，液压系统的故障中90％左右是由于系统污染所造成的。本文介绍挖掘机换油的工艺步骤和注意事项。 １．准备工作 (l)熟悉液压系统的工作原理、操作规程、维修及使用要求，做到心中有数，不盲目蛮干。
(2)按说明书上规定的油品准备新油，新油使用前要沉淀48h以卜。 (3)准备好拆卸各管接头用的工具、加注新油用的滤油机、液压系统滤芯等。 (4)准备清洗液、刷子和擦拭用的绸布等。 (5)准备盛废油的油捅。 (6)选择平整、坚实的场地，保证机器在铲斗、斗杆臂完全外展的工况下能回转无障碍，动臂完全举升后不碰任何障碍物，离电线的距离应＞2m以上。
液压挖掘机一般在运转2000小时以后就需要更换液压油，否则将使系统污染，造成液压系统故障。据统计，液压系统的故障中90％左右是由于系统污染所造成的。本文介绍挖掘机换油的工艺步骤和注意事项。 一、准备工作 1、熟悉液压系统的工作原理、操作规程、维修及使用要求，做到心中有数，不盲目蛮干。 2、按说明书上规定的油品准备新油，新油使用前要沉淀48h以下。 3、准备好拆卸各管接头用的工具、加注新油用的滤油机、液压系统滤芯等。 4、准备清洗液、刷子和擦拭用的绸布等。 5、准备盛废油的油捅。 6、选择平整、坚实的场地，保证机器在铲斗、斗杆臂完全外展的工况下能回转无障碍，动臂完全举升后不碰任何障碍物，离电线的距离应＞2m以上。 7、准备4块枕木，以便能前后挡住履带。 8、作业人员至少需4人，其中：驾驶员、现场指挥各一人，换油人员2人。 二、换油方法及步骤
1、将动臂朝履带方向平行放置，并在向左转45°位置后停止，使铲斗缸活塞杆完全伸出，斗杆缸活塞杆完全缩回，慢慢地下落动臂，使铲斗放到地面上，然后将发动机熄火，打开油箱放气阀，来回扳动各操作手柄、踩踏板数次，以释放自重等造成的系统余压。 2、用汽油彻底清洗各管接头、泵与马达的接头、放油塞、油箱顶部加油盖和底部放油塞处及其周围。 3、打开放油阀和油箱底部的放油塞，使旧油全部流进盛废油的油桶中。 4、打开油箱的加油盖，取出加油滤芯、检查油箱底部及其边、角处的残留油品中是否含有金属粉末或其他杂质。彻底清洗油箱，先用柴油清洗两次，然后用压缩空气吹干油箱内部。检查内部边角处是否还有残留的油泥、杂质等，直至清理干净为止，最后再用新油冲洗一遍。 5、拆卸以下各油管： ①、拆下回油路中的各油管，如主控制阀至全流滤清器、回油滤清器的油管，滤清器至油箱、油冷却器之间的油管等。 ②、拆开回转控制阀至滤清器的回油管及回转马达的补油管。 ③、拆下液压泵的进油管路。 ④、拆开先导系统回油路油管。 ⑤、拆开主泵、马达的泄油管。彻底清洗其油管。钢管用柴油清洗两遍，软管用清洗液清洗两遍，然后用压缩空气吹干，再用新油冲洗一遍。各接头用尼龙堵、盖堵住，或用于净的塑料布包扎好，以防灰尘、水分等进入而污染系统。
快速读识挖掘机的液压原理图 孙定华 摘要:为了提高现场维修技术人员读识挖掘机液压原理图的速度,提出了一套比较适用的读识方法。采取模块式读识、子系统读识、单一回路读识等方法能够较快的读懂挖掘机的液压原理图,大大加快了维修人员的维修速度和质量。 关键词:读识;液压原理图;模块式;挖掘机;系统;回路 1、引言 挖掘机的液压系统相对来讲比较复杂,客观上给现场故障诊断和维修带来了一定的困难,这就要求现场技术人员要有深厚的液压理论功底和丰富的实践经验,才能快速、准确地判断出故障类型、位置、原因,并及时采取相应的维修措施。但是,目前现场技术人员的液压原理的分析水平急需提高,经笔者的调研发现:问题的瓶颈是大部分技术人员看到挖掘机的液压原理图就不知道从何处下手,或者是看一会就头晕,再看就没了信心了,最后只能凭经验处理,如果不行就没办法了。大大降低了现场维修快速性和准确性,给企业造成了无可挽回的损失。 因此,笔者通过多年的探索和教学实践,总结出一套快速读识挖掘机的液压原理图的方法。该方法的总体原则是:化繁为简、先主后支、锁定目标、顺藤摸瓜、各个击破。 2、模块式读识法 根据“化繁为简、各个击破”的原则,首先,按照液压系统的组成把挖掘机的液压系统分成:动力模块、执行模块、控制模块、辅助模块等。这样我们就把复杂的图纸人为的分成了几个貌似独立的块,复杂程度一下就降到1/4。其次,有针对性的对各个模块进行读识。例如:读识动力模块时,我们不能仅仅局限于几个液压泵的符号,而应该把它的流量调节系统归到模块里一并读识。读识时,不但要对各个泵的构造和原理掌握,而且要读懂各个泵在不同工况时它的工作原理。最后,当我们将各个模
挖掘机液压系统设计 学院：机械工程学院 专业： 10机电（卓工） 组员：杨乐乐张阳王强 柳斌王超 指导教师：赵静一 2013年 7月
目录 1前言 (3) 2国内外研究现状 (4) 3挖掘机发展趋势 (6) 4挖掘机液压系统概述 (8) 4.1挖掘机液压系统的基本组成及其基本要求 (8) 4.2挖掘机液压系统的基本回路 (10) 5液压系统的方案的设计和液压元件的选择 (11) 5.1确定工作压力 (11) 5.2分析确定各系统图 (12) 6液压系统总体原理图 (17) 7液压元件的选择和专用件的设计 (20) 7.1选择液压泵的规格 (22) 7.2柴油发动机的选择 (22) 7.3液压控制阀的选择 (23) AQF-L32H2-A1M60×2 (24) 8其他液压元件的选择 (25) 8.1压力表 (25) 8.2液位液温器，液位控制器和空气滤清器的选择 (26) 8.3确定油箱的有效容积 (26) 8.4非橡胶管道的选择 (26) 9总结 (27)
1前言 挖掘机的液压系统是挖掘机上重要的组成部分，它是挖掘机工作循环的的动力系统。挖掘机的工作条件恶劣，且动臂和底盘动作非常频繁，因此要求液压系统工作稳定，平均无故障时间长。因此，液压系统的性能优劣决定着挖掘机工作性能的高低。液压技术的发展直接关系挖掘机的发展，挖掘机与液压技术密不可分，二者相互促进。液压技术是现代挖掘机的技术基础，挖掘机的发展又促进了液压技术的提高。挖掘机的液压系统复杂，可以说目前液压传动的许多先进技术都体现在挖掘机上。挖掘机的液压系统都是由一些基本回路和辅助回路组成，它们包括限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流调速和节流限速回路、行走限速回路、支腿顺序回路、支腿锁止回路和先导阀操纵回路等，由它们构成具有各种功能的液压系统。随着科技的进步，挖掘机的液压系统将更加复杂，功能更加多样且便于操作控制，工作效率高，耗能少，先进的液压系统会使挖掘机在工程领域发挥更大的作用。 液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。 挖掘机液压传动紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作很复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统
挖掘机液压系统的分析与设计完整 版 编号：本科毕业设计题目：学院：专业：年级：姓名：指导教师：完成日期：挖掘机液压系统的分析与设计机械工程学院机械设计制造及其自动化级机制班２０１２年6月1日挖掘机液压系统的分析与设计摘要液压挖掘机是工程机械的一个重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。液压挖掘机利用液压元件带动各种构件动作，具有许多优点，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析设计对推动我国挖掘机发展具有十分重
要的意义。在搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上，了解了挖掘机液压系统的发展历史，并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结。本次毕业设计课题是液压挖掘机。挖掘机多个系统组成，包括液压系统，传动系统，操纵系统，工作装置，底架，转台，油箱，发动机安装等。本人的设计主要致力于分析和设计中型液压挖掘机液压系统的液压元件。以液压元件和液压回路为主。关键词：挖掘机；液压系统；液压泵I Excavator Hydraulic System Analysis and Design Abstract Hydraulic excavator,one of important engineering machine, is a widely used in construction, railway, highway, water conservancy, mining, etc construction projects of earthwork machinery. Hydraulic excavator using hydraulic components (hydraulic pump hydraulic motor hydraulic cylinder, etc) drive the various components action,
=编者按>随着国民经济的快速发展,液压挖掘机在各种工程建设领域,特别是基础设施建设中所起的重要作用越来越明显,液压挖掘机作为一类快速、高效的施工机械愈来愈被广泛使用。液压技术是挖掘机的技术基础,液压挖掘机的发展也促进了液压技术的提高。 近几年关于挖掘机市场分析的文章屡见不鲜,但系统地论述现代液压挖掘机液压系统工作原理的文献却很少,鉴于此,5建筑机械化6杂志从2003年第9期开始将连续刊登由同济大学黄宗益教授以及李兴华、叶伟老师撰写的一组/液压挖掘机液压系统0系列文章。该系列文章将系统论述挖掘机液压系统基础知识、概况、泵阀组合、工作装置液压回路、回转和行走液压回路、挖掘机液压系统的基本分析方法等,进而从世界挖掘机液压系统的概括与总结、目前挖掘机油路型式的分析和对比、负载敏感和压力补偿概念的提出及其定义、通常的负载敏感阀系统、分流比(抗流量饱和)负载敏感阀系统、负载敏感泵控制系统、闭中性负载敏感挖掘机油路以及挖掘机的操纵与控制等方面作较全面的阐述。希望对液压挖掘机的设计、使用和维修有所帮助,引起大家的关注,并进行共同交流和讨论,以提高我国挖掘机的设计制造水平。 液压挖掘机液压系统概述 黄宗益,叶 伟,李兴华 (同济大学,上海200092) [摘 要]在简要说明液压系统对挖掘机的重要性后,提出了挖掘机对液压系统的几点性能要求,具体分析液压 挖掘机工作循环的4个基本动作以及行走时的复合动作过程液压作用元件互相配合的流量分配和功率分配,进而介绍挖掘机液压回路的基本类型。 [关键词]液压挖掘机;液压系统;复合动作;控制方式;流量分配;功率分配[中图分类号]T U 62 [文献标识码]B [文章编号]1001-1366(2003)09-0012-05 A survey of hydrau lic system in hydraulic excavators H U AN G Zhong -yi,YE Wei,LI Xing -hu a 1 前言 1 挖掘机的发展历史可追溯到19世纪三四十年代,由于当时美国进行大规模西部开发的需要,产生了以蒸气机作为动力,模仿人体大臂、小臂和手腕构造,能行走和扭腰的挖掘机。早期挖掘机主要用于矿山开采。 随后的100余年中挖掘机并没有得到很大发展,发展迟缓的原因主要是挖掘机作业装置动作多、运动范围大、采用多自由度机构,古老的机械传动对它不太合适;而且当时的工程主要是国土开发,大规模的筑路和整修场地等,平面作业多,因此铲土运输机械是当时工程机械的主力机种,得到 较快的发展。 20世纪60年代开始,液压传动技术得到了很快发展,逐渐成为成熟的传动技术;挖掘机找到了适合它的传动方式,为其发展建立了强有力的技术支撑。 同时工程建设和施工形式也发生了变化。在大 12 1 [收稿日期]2003-05-21 [作者简介]黄宗益(1936-),男,教授,博士生导师,上海市四平路1239号1 建筑机械化 2003/9
挖掘机液压破碎锤安全操作规程 …………常州市矫马工程机械有限公司 一、保养 由于破碎锤的工作条件十分恶劣，正确的保养可减少机器发生故障延长机器的使用寿命，除对主机进行正确保养外还应注意以下几点： （1）外观检查。检查有关螺栓是否松动；各连接销轴是否过度磨损：检查钎杆与其衬套的间隙是否正常破碎锤和管路有无漏油。 (2)润滑。对工作装置的润滑点在作业前及每次连续作业2日后应对其润滑点进行润滑。 (3)液压油的更换及检查。使用破碎锤的工程机械液压油工作时间为600小时更换，同时检查液压油的温度在800℃以下。液压油的选择决定了液压破碎锤的效率。夏季推荐使用抗磨68#液压油冬季推荐使用抗磨46#液压油。 根据设备具体的工作环境，请酌情选用液压油。使用受污染的液压油将导致破碎锤及工程机械主体发生故障并损及配件，故请特别注意液压油的油脂。 二、使用 正确操作可提高破碎锤的工作效率，并可延长破碎锤的使用寿命。操作注意事项有以下几点； （1）每次使用之前，先检查破碎锤的高低压油管有无漏油以及松动现象。并且，应随时检查其他地方是否漏油以免因振动造成油管脱落，从而发生发生故障。 （2）破碎锤作业时钎杆应始终与石块表面保持垂直状态，并使钎杆压实，破碎后应立即停止破碎，以防止空打。若持续漫无目的的冲击会造成破碎锤的前体受损及主体螺栓松动严重时可伤及主机本身。 （3）进行破碎作业时勿摇晃钎杆使用，否则螺栓与钎杆均有断裂的可能。 （4）严禁破碎锤在水中或泥泞中作业。除钎杆夕卜破碎锤前护套以上均不能漫在水或泥泞中。 （5）当破碎物为较大硬物（石块）时，请选择从边缘处进行破碎作业，不论再大及再硬的石块选择从边缘开始打击通常是较可行的方式，并且同一定点连续打击一分钟以上而未能击碎时。请改变打击的选定点再行尝试。 （6）当工程机械油缸全伸或全缩进行打击作业时将会使打击震动回震至油缸体身导致工程机械的损坏。 （7）工作时勿以侧板做为推动重物的面因此将会造成侧板螺栓、钎杆损坏，并会损伤破碎锤，甚至会使吊臂断裂。为使破碎锤更好地发挥效率延长使用寿命，在使保养和使用方面应慎重。 （1）液压破碎锤钎杆始终与被碎物体表面垂直，使用时钎杆紧压着被破碎的物体，并保持一定压力后再开动破碎锤，破碎后立即停止破碎锤工作，防止空打。（2）当破碎特别坚硬的物体时，应先从边缘开始敲打，不要在同一点连续锤打超过30s，以防止钎杆过热。（3）不要把液压破碎锤当锤子使用来破碎岩石。（4）不要在液压缸的活塞杆全伸或全缩状况下操作液压破碎锤。（5）当液压软管出现激烈振动时应停止破碎锤的操作，并由专业维修人员检查蓄能器的压力。（6）禁止在水中或水下使用液压破碎锤。（7）不得用液压破碎锤
学科门类:单位代码: 毕业设计说明书(论文 液压挖掘机液压系统设计学生姓名 所学专业 班级 学号 指导教师XXXXXXXXX系 二○**年X X月 毕业设计(论文任务书(指导教师填表 填表时间:20**年3月5日学生姓名 专 业班 级 指 导教
师 课 题类 型 工程 设计 题 目 液压挖掘机液压系统设计 主要研 究内容1.研究并掌握液压系统设计方法; 2.研究并掌握液压系统基本功能回路; 3.根据WY6履带式液压挖掘机的使用范围及整机参数,确定液压系统的压力和选择液压系统主泵、主阀、回转马达等液压元件; 4.设计该机液压系统原理图。 主要技 术指标1.挖掘机液压系统的设计步骤与设计要求; 2.进行工况分析、确定挖掘机液压系统的主要参数; 3.制定基本方案和绘制挖掘机液压系统图;
4.挖掘机液压元件的选择与专用件设计; 5.挖掘机液压系统性能验算; 6.设计挖掘机液压装置; 7.挖掘机液压系统设计计算。 进度计划1-2周:选择设计方向,收集资料,确定设计内容; 3-5周:根据设计参数对挖掘机液压系统进行设计计算; 6-7周:绘制挖掘机工作装置结构图及零件图; 8-9周:撰写设计过程,总结设计过程; 10-11周:校对论文,完善论文,论文答辩。 主要参 考文献1.工程机械研究所.单斗液压挖掘机天津.中国建筑工业版社.1977 2.陈冬生等.液压传动和液力传动.水利电力出版社.1991 3.官忠范主编.液压传动系统.机械工业出版社.1997 4.李福义.液压技术与液压伺服系统.哈尔滨船舶工程学院出社.1992 5.何存兴主编.液压元件.机械工业出版社.1982 6.张铁.液压挖掘机结构原理及使用.石油大学出版社 7.周士昌主编.液压系统的设计图集.机械工业出版社 8.杨培元,朱富元主编.液压系统设计简明手册.机械工业出版社.2002 9.彭天好,杨华勇,傅新.液压挖掘机全功率匹配与协调控制.机械工程学