液压挖掘机主控阀
液压挖掘机, 主控
液压挖掘机主控制阀
主控制阀也称为主控阀或主阀，它的作用是按操作者的指令将泵排出的压力油提供到各执行元件，使挖掘机完成各种动作。主控阀是个复杂的液压元件，现就几种典型的主控阀加以说明。
1.U28阀
U28阀是日本东芝公司生产的专用于20—3t的挖掘机上。其外形见图
3—32
图3—32 U28阀外形图
该阀是一组多路阀，阀体分左，中，右三片，用螺栓紧密相联。左片是一组三联阀(上图中1，2，3号阀)，中间片是油道，右片是一组四联阀(上图中4，5，
6，7号阀)。
该阀具有如下功能：
(1)单独动臂提升时双泵合流供油，提高动臂提升速度。 (只在动臂提升时) (2)斗杆单独动作时双泵台流供油，
加快斗杆动作速度。
(3)动臂优先，动臂与其他动作同时
进行时，动臂的动作将优先保证。
(4)回转优先，回转与斗杆同时动作
时，回转将优先保证。
(5)负流量控制，给主泵提供一个负流量信号，使阀杆在中位时，主泵排量
变为最小。
(6)直线行走，当挖掘机前进或后退时可同时作其他动作，以保证特殊工况
的需要。
(7)可配置电传感器，以满足电控的
需要。
(A)液压系统符号
图中下面油口中，两个P1分别与两个主泵的出油口相接，是主进油口P2~口P3用油管连接，作为斗杆合流时的辅
助进油。
b口与上面b口(左罗辑阀出口)用油
管连接。
C口与动臂阀伺服油a1口相连，作为动臂合流的信号。
R口是主回油，接液压油散热器，
然后回油箱。
a口与上面a口（右罗辑阀出口）
用油管连接。
Py1和Py2与左，右行走操纵阀（脚踏阀）的出油连接，使行走增压。
上面油口fL和fR分别与两个主泵的负流量控制接口相接。
G口作为信号输出可作他用，如接压
力传感器等。
当各阀杆在中立位置时（无操作时），左路P1通过三组阀后，推开罗辑阀2，经过负流量阀3进入回油道，从主回油口R回油箱。右路P1通过四组阀后，推开罗辑阀，经过负流量阀进入回油道，从主回油口R回油箱。
此时，两个负流量阀接口fL和fR 分别有压力信号输出到主泵的调节器，使主泵排量减小。这是阀杆全部处于中立位置时油的流向。如果阀杆移动将有
下面的情况。
1.回转阀（左片下面）移动时，假设a1口进伺服油，推动阀杆向右移位，P1的中路油被切断，而旁路油推开单向阀进入A1口，油从A1口流出进入回转马达。由回转马达流回的油经B1口从该阀的回油口流入回油道。此时，这一路油被引入执行元件回转马达而使挖掘机回转，上面的两组阀没有油通过，所以，负流量输出口fL没有压力输出，主油泵
排量变大。
2.斗杆阀（左片中间一组）移动时，假设a2进伺服油，推动阀杆向右移位，P1的中路油被切断，而旁路油推开单向阀进入A2口，油从A2口流出进入斗杆
油缸大腔。由斗杆油缸小腔流回的油经B2口从该阀的回油口流入回油道。此时，这一路油被斗杆阀切断，上面的一组阀没有油通过（指到罗辑阀处没有油，经节流阀6来的并联油路的油在单向阀4处被断开）。所以，负流量输出口fL
没有压力输出，主油泵排量变大。
当该阀杆向右移时，阀杆右端切断了控制油到回油道的通路（虚线，从a 口来的油，即从右片阀的罗辑阀出口a 经外接管道进入下面a口）。使右片阀的罗辑阀出口a被堵截，右面主泵压力油从罗辑阀心小孔进到该阀心上部，由于面积差的作用阀心被压住，使右路油不能从罗辑阀回油，强行使右路油经单向阀8进入斗杆阀，实现了左右两路油都进入斗杆阀，即双泵合流。
当伺服油进入b2，推动阀杆向左移时，主泵的油经B2进入斗杆缸小腔，而大腔经A2回油，其他情况相同，仍是双
泵合
流。
在A2，B2的油路上装有过载溢流阀，它们的调定压力高于主安全阀，它们的作用是在该阀中位时，由外部的力使该油缸压力过高时此溢流阀泄油以保护油缸。而在油缸吸空时，如斗杆快速下降，斗杆油缸大腔需快速进油，如果双泵合流仍供不上时，油缸将吸空压力变低，此时过载溢流阀从回油路向油缸补油，避免油缸吸空。
3.左行走阀（左片上面）在中位时，A3，B3两腔相通（Y型阀）并与回油相通，行走马达不制动（机械制动）。当a3进伺服油阀杆向右移位时，压力油经单向阀4从A3口进入马达。B3口回油，罗辑阀没有油流入，负流量输出没有压力，主泵排量变大。（由此可知，凡是有一个阀杆不在中位，都没有负流量压力信号输出，主泵流量变大。当阀杆稍
开或半开，则有负流量信号，起油泵的调速作用。此点以后不再说明。）当b3进伺服油阀杆向左移位时，变成B3口出油，A3口回油。其他情况相同。右片阀最上面一组为右行走阀，其结构与作用
和左行走阀相同。
为实现直线行走功能，设置了直线行走阀1，其工作情况如下：阀组从p1口引进了伺服泵的控制油，其压力一般为35kgf／cm2—40kgf／cm2，这个控制压力作用在直线行走阀1的右端，同时穿过右片阀的铲斗阀，动臂阀，经过中片后又穿过左片阀的斗杆阀和回转阀，最后进回油道。当铲斗，动臂，斗杆，回转任一个阀有动作（移位）时，这控制压力将不能通回油而升高压力，从而将推动直线行走阀1，使其向左移，此时两个行走阀的进油路连通，成为并联油路。只要有一个泵供油两边的行走可同时运行。而另一个泵的油可作其他动作，如动臂，斗杆等。即实现了直线
行走功能。
4.右片设有备用阀，以便装其他工
作装置时使用，如液压破碎器等。
5.铲斗阀动作情况与回转阀基本相
同。
6.动臂阀（右片下面），当a1口进伺服油时，阀杆向右移，右路主泵的压力油从A1口进动臂缸大腔，动臂缸小腔的回油从B1口经阀内油道回油。
a1口进伺服油的同时，C口也进伺服油（外接管路接通）并推动动臂合流阀上部的二位阀向左移，断开从单向阀来的左路泵的压力油，使左路泵的压力油推开罗辑阀7进入右路主油道，同时给动臂缸大腔进油。即双泵合流。（当动臂阀杆右移的同时，阀杆左端b口来的控制油被断开，左路罗辑阀b口因不能回油而使压力升高，罗辑阀关闭，左
路油不能经罗辑阀及负流量控制阀回油只能经合流阀7进入右路实现合流。
7.阀组右下端Rs口也是回油口接回转马达回油口，作为回转马达的回油
或补油。
1. 行走直线阀（图3—34中的1）
见图3—35
图3—36行走直线阀
1．堵头2弹簧3“0”形圈4阀芯(图
3-35)
当控制油有压力时(伺服油压力)推动阀芯4向左移，使右路油与左路油沟通，以保证直线行走。
2.罗辑阀(图3—34中的2)见图
3—36
1接头(图3—34中罗辑阀b口) 2
挡圈3“0”形圈4弹簧5．阀芯
当b口未被切断时主油道的油通过阀芯4的节流孔经b口以及管道，进入右片阀下面的b口，再经动臂阀杆左端油道回油。 (见图3—34)此时由节流孔压差的作用，节流孔下面的压力大，推动阀芯5压缩弹簧4，使阀芯向上移动，打开主油道与回油道的通路，此时大量
的油经回油道回油。
当b口的油被动臂阀杆的移动而切
断时，节流口没有油流过，也就没有压差，也就是阀芯5上下端压差为0，但阀芯5上端面积大总有个向下的力，使阀芯5封住主油道与回油道的通路，当主油路的压力越大封堵力越大，所以能迫使左路油经合流阀7进入右路与右路油合流后进入动臂缸大腔。
3负向流量信号阀(图3—34中的3)
见图3—37
1阀芯2“0”形圈3弹簧4接头座
5．垫片6．垫片7阀体
负向流量信号阀安装在罗辑阀与回油道之间，当回油时由于弹簧3的作用阀芯1尚未打开，回油从阀芯1的节流孔流出，当回油量增大时节流阻力增大，这时阀芯1推动弹簧右移，阀芯1打开，回油压力与弹簧力保持平衡，嘴口输出
一个压力信
号。这个压力信号随回油量的多少而变化，回油量多时fL的压力高。FL最高时
约为40kgf／cm2。
4单向阀(图3—34中的4)见图
3—38
在图3—34中由主泵进口P1到罗辑阀2的这一路油穿过各阀组，这条油
道是主油道。但阀杆移位后这条油路都被切断，通过阀杆到A口或B口进入油缸的油都是从进油道来的油。见图3—34中的4单向阀处。图3—38单向阀就表示它的结构，当阀杆移位后，主油道被切断，主油道的油推开单向阀芯5
而进入进油道。
1．导杆2主阀芯3阀套4弹簧5．先导阀芯6先导阀座7．弹簧8弹簧9调压螺塞10．锁紧螺母
主安全阀控制液压系统最高压力值，以保护各液压元件的安全。其工作过程如下，见图3—39，主油道(高压腔)的压力油通过导杆1的中心小孔进入A 腔，由于弹簧8将先导阀芯5压紧在先导阀座上使A腔封闭，A腔的压力与主油道(高压腔)的压力相同。
当A腔的压力升高到设定值时(即调定的安全压力)，可服弹簧8的予紧力使先导阀芯向右移动，A腔的油经先导阀芯5与先导阀座6之间的空隙流入B 腔(B腔与回油道相通)，此时A腔的压力下降，主油道的压力推动主阀芯2向右移打开主油道与回油道之间的通路，使部分高压油回油，系统压力不再升高。
当系统压力下降时，弹簧8的推力使先导阀芯5与先导阀座6压紧，A腔与B腔断开A腔压力升高使主阀芯2压紧在阀座上，主油道与回油道断开，即
主安全阀关闭。
6阀杆结构见图3—40
图中A口，B口接执行元件
T为回油道(两边)
0为来油道(由进油口来油或由前一
组阀来油)
H为通油道(通向下一组阀)
J为进油道(向A口或B口供油)
图示位置是阀的中立位置(a口，b 口未通伺服油)，此时0通道的来油经阀杆与阀体之间的孔隙流向H通道并进入下一组阀。而A口和B口处于封闭状
态。
当右端a口通入伺服压力油时，阀杆向左移，o到H的通道被阀杆截断(两处)，0油道的油推开单向阀(参见图3—38)进入进J。与此同时，由于阀杆的左移使进油道J与A口接通，给执行元件供油。而B口与左端的回油道T相通
即回油。
当左端b口通入伺服压力油时，阀杆右移，B口出油而A口回油。
7.动臂提升(动臂油缸大腔合流)
图中表示当动臂提升时左路油进入
右路,合流后进入动臂缸大腔。参见前面
说明。
8行走、回转复合动作见图3—42
行走和回转同时动作时左路油供回转阀，右路油供两个行走阀使两条履带行走。因行走直线阀的作用，两个行走阀并联，而且右路油因单向阀的作用不能进入左路，保证行走优先。左路油供回转阀的同时，可从并联油路进入行走阀，怛节流阀(见图3—34中的6)保证了
第一部分：挖掘机 第一章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和 驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成 工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液 压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路 上部转台——①发动机、② 减震器主泵、③主阀、④驾 驶室、⑤回转机构、⑥回转 支承、⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11 控制油路、○12电器部件、○13 配重 行走机构——①履带架、② 履带、③引导轮、④支重轮、 ⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧 装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液 压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达 +减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回 转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 １）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履 带——实现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转 ３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动 ４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动 ５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动
机械设计说明书设计题目：反铲单斗液压挖掘机工作装置设计 姓名：舒康 学号：20097588 指导老师：冯鉴 09工程机械2班
目录 一．机械原理设计任务书 (4) §1.1设计题目简介 (4) §1.2设计任务 (4) 二．单斗液压挖掘机结构简图 (6) 三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图) (8) §3.1单斗液压挖掘机结构几何参数详表 (8) §3.2斗容量为0.25 m3 的小型单斗液压挖掘机结构详细参数 (9) 四．确定下列所给满足要求的结构参数 (12) §4.1确定长度与角度结构参数 (12) §4.2斗形参数的选择 (15) §4.3最大挖掘深度、停机面最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘高度的计算 (16) §4.3.1最大挖掘深度 (16) §4.3.2最大挖掘半径 (17) §4.3.3最大卸载高度 (17) 五．动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸运动参数确定 (19) §5.1动臂液压缸 (19) §5.2斗杆液压缸 (19) §5.3铲斗液压缸 (20) 六．机构自由度分析 (21) 七．仿真 (22)
八．机构搭建图 (23) 九．参考文献： (25) 十．心得和体会 (24)
完成日期：年月日指导教师 一．机械原理设计任务书 学生姓名舒康班级09工机2班学号20097588 设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计 §1.1设计题目简介 反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用 于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟 侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟 挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘机重要的工作装置， 是一种适用于成批或中小批量生产的、可以改变动作程序的自动搬运和操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。 设计数据与要求 题号铲斗容 量挖掘深 度 挖掘高 度 挖掘半 径 卸载高度铲斗挖掘力 B 0.38 m3 4.1m 7.35 m 6.77 m 4.95 m 54.86KN §1.2设计任务 1、绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图； 2、根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各
目录 摘要 (3) Abstract (4) 第一章引言 (4) 1.1挖掘机简介 (4) 1.2小型液压挖掘机的现状与发展趋势.............错误！未定义书签。第二章结构参数计算............................................错误！未定义书签。 2.1履带链轨节节距t与履带板宽度...............错误！未定义书签。 ...........................错误！未定义书签。 2.2驱动轮节圆直径D q 2.3导向轮工作面直径D .........................错误！未定义书签。 d 2.4拖链轮踏面直径D ...........................错误！未定义书签。 t 2.5支重轮踏面直径D ...........................错误！未定义书签。 z 2.6链轨节数n、拖链轮数量......................错误！未定义书签。第三章性能参数计算............................................错误！未定义书签。 3.1行驶速度V..................................错误！未定义书签。 3.2爬坡能力α.................................错误！未定义书签。 3.3接地比压p.................................错误！未定义书签。 3.4最大牵引力T...............................错误！未定义书签。第四章履带设计..................................................错误！未定义书签。 4.1履带介绍...................................错误！未定义书签。 4.2履带结构和作用.............................错误！未定义书签。 4.3履带装配设计...............................错误！未定义书签。第五章支重轮设计................................................错误！未定义书签。 5.1支重轮简介.................................错误！未定义书签。 5.2支重轮数量计算.............................错误！未定义书签。 5.3两个支重轮间距离...........................错误！未定义书签。 5.4支重轮设计.................................错误！未定义书签。 5.5装配完成设计...............................错误！未定义书签。第六章拖链轮设计..............................................错误！未定义书签。 6.1拖链轮的工作原理...........................错误！未定义书签。 6.2拖链轮的结构...............................错误！未定义书签。 6.3拖链轮技术要求.............................错误！未定义书签。 6.4拖链轮的组成零件设计.......................错误！未定义书签。
文件编号：TP-AR-L2615 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 挖掘机的结构与工作原 理(正式版)
挖掘机的结构与工作原理(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。 液压挖掘机一般由工作装置、回转装置和行走装置三大部分组成。根据其构造和用途可以区分为：履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。 工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动
臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要，液压挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。 回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油要在方便的场地，也可改用电动机。 液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。以工地使用较多的PV-200型液压挖掘机为例。该机采用改进型的开式中心负荷传感系统（OLSS）。该系统用控制斜盘式变量柱塞泵斜盘角度（输出流量）的方法，减少了发动机的功率输
三、工作装置各部分的基本尺寸计算和验证 反铲装置的合理设计问题至今尚未理想地解决。以往多按经验，采取统计和作周试凑的方法，现在则尽可能采用数解分析方法。液压挖掘机基本参数是表示和衡量挖掘机性能的重要指标，本文主要计算和验证铲斗、动臂、斗杆的尺寸。 （一）反铲装置总体方案的选择 反铲装量总体方案的选择包括以下方面： 1、动臂及动臂液压缸的布置 确定用组合式或整体式动臂，以及组合式动臂的组合方式或整体式动臂的形状动臂液压缸的布置为悬挂式或是下置式。 2、斗杆及斗杆液压缸的布置 确定用整体式或组合式斗扦，以及组合式斗杆的组合方式或整体式斗扦是否采用变铰点调节。 3、确定动臂与斗杆的长度比，即特性参数112K l =。 对于一定的工作尺寸而言，动臂与斗杆之间的长度比可在很大围选择。—般当K 1＞2时(有的反铲取K 1＞3)称为长动臂短斗杆方案，当K 1＜1.5时属于短动比长斗杆力案。K 1在1.5~2之间称为中间比例方案。要求适用性较强而又无配套替换构件或可调结构的反铲常取中间比例方案。 4、确定配套铲斗的种类、斗容量及其主参数，并考虑铲斗连杆机构传动比是否需要调节。 5、根据液压系统工作压力、流量、系统回路供油方式、工厂制造条件等确定各液压缸缸数、缸径、全伸长度与全纳长度之比λ。考虑到结构尺寸、运动余量、稳定性和构件运动幅度等因素一般取λ1＝1.6~1.7。取λ2＝1.6~1.7；λ3＝1.5~1.7。 （二） 斗形主要参数的确定 当铲斗容量q 一定时，挖掘转角2?，挖掘半径R 和平均斗宽B 之间存在一定的关系，即具有尺寸R 和B 的铲斗转过2?角度所切下的土壤刚好装满铲斗，于是斗容量可按下式计 算： 2 1(2sin 2)2 s q R B K ??= - (4.1) 式中： s K ——土壤松散系数。（取 1.25s K = ） 一般取: (4.2) R 的取值围： (4.3) 式中： q ——铲斗容量，3m ； B ——铲斗平均宽度，m 。 可根据表4-3根据斗容选取B 值。 根据式（4.1）可得 φ值
第二章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和 驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成 工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液 压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路 上部转台——①发动机、② 减震器主泵、③主阀、④驾 驶室、⑤回转机构、⑥回转 支承、⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11 控制油路、○12电器部件、○13 配重 行走机构——①履带架、② 履带、③引导轮、④支重轮、 ⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧 装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液 压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达 +减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回 转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 １）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履 带——实现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转 ３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动 ４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动 ５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动
机械原理设计任务书 学生姓名朱班级学号20127462 设计题目：挖掘机工作装置机构设计 一、设计题目简介 单斗挖掘机是一种重要的工程机械，广泛 应用于房屋建筑、筑路工程、水利建设、农林 开发、港口建设、国防工事等的土石方施工和 矿山采掘工业中，对减轻繁重的体力劳动、保 证工程质量、加快建设速度、提高劳动生产率 起着十分巨大的作用。随着国家经济建设的不 断发展，单斗挖掘机的需求量将逐年大幅度增 长，其在国民经济建设中的作用将越来越显 著。 反铲装置作为单斗挖掘机工作装置的一种主要形式，在工程实践中占有重要地位。反铲装置的各组成部分有各种不同的外形，要根据设计要求选用适合的结构并对其作运动分析。然后，在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算，确定各机构尺寸参数，确定挖掘机反铲装置的基本轮廓。 挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘机性能参数的重要性能指标，对其分析计算至关要。挖掘阻力主要与挖掘对象及自身尺寸参数有关，而挖掘力则受众多条件限制，危险工况的分析是关键点。在挖掘力分析基础上，可对各杆件铰接点进行力的分析计算，并进行机构设计的合理性分析。 二、设计数据与要求 该型挖掘机工作装置,由两节臂，一挖斗组成，停机面最大挖掘半径(mm):9850；最大挖掘深度(mm):6710；最大挖掘高度(mm):9840，液压缸驱动。 三、设计任务 1、提出可能的运动控制方案，绘制方案的机构简图，计算工作装置的自由度，进行方 案分析评比，从中选取最适合挖掘机工作装置的机构； 2、根据所确定的机构方案进行杆及运动副的尺寸计算，要有计算过程（图解法也必须 有作图步骤），并根据所计算尺寸依据国家相关标准提出油缸的布置及其运动要求； 3、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。 4、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 5、编写说明书，说明书应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 四、提示 1、每一节斗杆应有一个油缸控制，即该机构应由多个自由度 2、按设计要求，主要考虑几个极限位置的相关数据 完成日期：年月日指导教师
挖掘机液压系统设计 1 液压挖掘机结构与工作原理 液压挖掘机由于在动力装置和工作装置之间采用容积式液压传动，靠液体的压力能进行工作，相对机械传动具有许多优点:能无极调速且调速范围大，最大速度和最小速度之比可达1000:1能得到较低的稳定转速；快速作用时，液压元件产生的运动惯性较小，并可作高速反转；传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动；操纵省力灵活，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。因此液压挖掘机逐步取代机械式挖掘机是必然的趋势。 单斗液压挖掘机是装有一只铲斗并采用液压传动进行挖掘作业的机械。它是目前挖掘机械中重要的机种。单斗液压挖掘机的作业过程是以铲斗(一般装有斗齿)的切削刃切削土壤并将土装入斗内，斗满后提升。回转至卸上位置进行卸土，卸空后铲斗再转回并下降到地面进行下一次挖掘。当挖掘机挖完一段土后，机械移动一段距离，以便继续作业。因此单斗液压挖掘机是一种周期作业的自行式上方机械。 1.1 液压挖掘机整机性能 液压挖掘机可分为:动力系统、机械系统、液压系统、控制系统。液压挖掘机作为一个有机整体，其性能的优劣不仅与工作装置机械零部件性能有关，还与液压系统、控制系统性能有关。 (1) 动力系统 挖掘机工作的主要特点是环境温度变化大，灰尘污物较多，负荷变化大，经常倾斜工作，维护条件差。因此液压挖掘机原动力一般由柴油机提供，柴油机具有工作可靠、功率特性曲线硬、燃油经济等特点，符号挖掘机工作条件恶劣，负荷多变的要求。挖掘机的额定负荷与汽车。拖拉机不同，汽车和拖拉机指在最高转速下、连同机油泵、发电机等必要附件，分钟内的最大功率;挖掘机是指在额定转速下一小时以上的额定功率。挖掘机采用车用柴油机时，最大功率指数降低。 (2) 机械系统
液压挖掘机的基本原理与结构特征 1 液压挖掘机的组成和工作原理 液压挖掘机的工作原理与机械式挖掘机工作原理基本相同。液压挖掘机可带正铲、反铲、抓斗或起重等工作装置。 液压挖掘机是在动力装工与工作装盆之间采用了容积式液压传动系统(即采用各种滚压元件).直接控翻各系统机构的运动状态.从而进行挖掘工作的。液压挖掘机分为全液压传动和非全液压传动两种。若其中的一个机构的动作采用机械传动.即称为非全液压传动。例如.WY 一160型,WY -250璧和H121虽等即为全液压传动;WY -60型为非全液压传动.因为其行走机构采用机械传动方式。一般悄况下.对液压挖掘机.其工作装置及回转装置必须是液压传动.只有行走机构既可为液压传动.也可为机械传动。 (1)液压反铲挖掘机。 1)液压反铲挖掘机的组成。液压反挖掘机机结构示意图，它由工作装置、回转装置和运行装置三大部分组成。液压反铲工作装置的结构组成是:下动臂和上动臂，用辅助油缸来控制两者之间的夹角。依命下动臂油缸4.使动臂绕其下支点A进行升降运动。依靠斗柄油缸6.可使斗柄8绕其与上臂的铰接点摆动。问样.借助转斗油缸，.可使铲斗绕着它与斗柄的校接点转动。操纵控制阀，就可使各构件在油缸的作用下，产生所需要的各种运动状态和运动轨迹，特别是可用工作装置支撑起机身前部.以便机器维修。 2)液压反铲挖妇机工作原理。液压反铲挖翻机的工作原理如图4-16所示。工作开始时，机器转向挖拥工作面.间时.动份油缸的连杆腔进油.动，下降.铲斗落至工作面(见图中位盆11).然后，铲斗油缸和斗柄油缸顺序工作.两油缸的活塞腔进油，活班的连杆外伸.进行挖劫和装段(如从位盆田到I)。铲斗装润后(在位置ll》这两个油缸关闭，动份油缸关闭.动衡油缸就反向进油.使动，提升.随之反向接通回转油马达，铲斗鱿转至卸峨地点.斗柄油缸和铲斗油iti 反向进油.铲斗匆截。匆叔完毕后.回转油马达正向接通.上部平台回转.工作装，转回挖州位2，开始第二个工作循环。 在实际操作工作中.因土城和工作面条件的不间和变化.液压反铲的各油缸在挖拥循环中的动作配合是灵活多样的.上述的工作方式只是其中的一种挖月方法。 3)滚压反铲挖翻机的工作特点。液压反铲挖拥机叮用于挖拓机停机面以下的土镶挖扭工作.如挖蜂沟、基坑等。由于各油缸可以分别操纵或联合操纵.故挖拥动作显得更加灵活。护斗挖扭轨迹的形成取决于对各油缸的操纵。当采用动有油虹工作进行挖扭作业时(斗柄和铲斗油位不工作》.就可以得到最大的挖翻半径和最大的挖翻行程.这就有利于在较大的工作面上工作。挖翻的高度和挖扭的深度决定于动特的.大上倾角和下倾角，亦即决定于动价油缸的行程。 当采用斗柄油位进行挖翻作业时.铲斗的挖月轨进是以动份与斗柄的校接点为回心.以斗齿至此校接点的距离为半径所作的圈弧线.圈弧线的长度与包角由斗柄油缸行程来决定。当动，位于级大下倾角，采用斗柄油缸工作时.可得到最大的挖扭深度和较大的挖抽行程，在较坚硬的土质条件下工作时也能装摘铲斗.故在实际工作中常以斗柄油缸进行挖翻作业和平场工作。 当采用铲斗油缸进行挖拓作业时.挖拐行程较短。为便护斗在挖翻行程终了时能保证铲斗装脚土峨.需要有较人的挖翻力挖取较厚的土续。因此.铲斗油包一般用于清除障碍及挖翻。 各油IE组合工作的工况也较多。当挖抽荃坑时，由于深度要求大、基坑璧陡而平整，需要采用动衡会斗柄两油缸同时工作;当挖拓坑底时，挖掘行程将结束.为加速装摘铲斗和挖扭过程需要改变铲斗切削角度等.则要求采用斗柄和铲斗网时工作.以达到良好的挖掘效果并提高生产率。 根据液压反铲挖捆机的结构形式及其结构尺寸.利用作图法可求出挖掘轨进的包络图.从
挖掘机工作装置设计 设计
郑州科技学院 本科毕业设计（论文） 题目挖掘机工作装置设计 学生姓名王利军 专业班级机械设计制造及其自动化 08级本科（6）班 学号200833467 院（系）机械工程学院 指导教师（职称）陈长庚工程师 完成时间2012年 5 月 16 日
挖掘机工作装置设计 摘要 单斗挖掘机是一种重要的工程机械，广泛应用于房屋建筑、筑路工程、水利建设、农林开发、港口建设、国防工事等的土石方施工和矿山采掘工业中，对减轻繁重的体力劳动、保证工程质量、加快建设速度、提高劳动生产率起着十分巨大的作用。随着国家经济建设的不断发展，单斗挖掘机的需求量将逐年大幅度增长，其在 国民经济建设中的作用将越来越显著。 反铲装置作为单斗挖掘机工作装置的一种主要形式，在工程实践中占有重要地位。反铲装置的各组成部分有各种不同的外形，要根据设计要求选用适合的结构并对其作运动分析。然后，在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算，确定各机构尺寸参数，确定挖掘机反铲装置的基本轮廓。 挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘机性能参数的重要性能指标，对其分析计算至关重要。挖掘阻力主要与挖掘对象及自身尺寸参数有关，而挖掘力则受众多条件限制，危险工况的分析是关键点。在挖掘力分析基础上，可对各杆件铰接点进行力的分析计算，并进行机构设计的合理性分析。 关键词：单斗挖掘机运动分析力学分析强度校核
SINGLE DOU EXCAVATOR WORKING DEVICE DESIGN ABSTRACT Single d o u excavator is a kind of important engineering machinery, widely used in building, road engineering, water conservancy construction, forestry development, port construction, national defense construction and the conditions of fortifications mining extraction industries, to reduce heavy manual labor, ensuring the quality of projects and accelerate the construction speed and improve labor productivity plays an enormous role. With the continuous development of national economic construction, d o u excavator demand will greatly increas e year by year, its role in national economic construction will become more and more prominent. The shovel device as a single d o u excavator working device of a main form in engineering practice, occupies an important position. The shovel device of each component of a variety of different shape, according to the design requirements for the selection of the structure and kinematic analysis. Then, on the basis of the requirement of motion parameters of various institutions, organizations, and determine the size parameters of the shovel device determine excavator basic outline. Digging resistance and mining force is the important measure excavator performance parameters on its performance index analysis, calculation is very important. Digging resistance with mining and relevant parameters, and their size by numerous dig power restriction, dangerous working conditions, the analysis is the key point. Based on the analysis in the mining strength to the bar on the pivotal point force calculation and analysis and the rationality of the design. KEY WORDS: Single d o u excavator, Motion analysis, Mechanics analysis，Strength Check
一．反铲 铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式，动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接（见图1），在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动，完成挖掘、提升和卸土等动作。 图1 反铲 1—斗杆油缸；2—动臂；3—油管；4—动臂油缸；5—铲斗；6—斗齿；7—侧齿；8—连杆；9— 摇杆；10—铲斗油缸；11—斗杆 1．动臂 动臂是反铲的主要部件，其结构有整体式和组合式两种。 1）整体式动臂。其优点是结构简单，质量轻而刚度大。缺点是更换的工作装置少，通用性较差。多用于长期作业条件相似的挖掘机上。整体式动臂又可分为直动臂和变动臂两种。其中的直动臂结构简单、质量轻、制造方便，主要用于悬挂式液压挖掘机，但它不能使挖掘机获得较大的挖掘深度，不适用于通用挖掘机；弯动臂是目前应用最广泛的结构型式，与同长度的直动臂相比，可以使挖掘机有较大的挖掘深度。但降低了卸土高度，这正符合挖掘机反铲作业的要求。 2）组合式动臂。如图2所示，组合式动臂用辅助连杆或液压缸3或螺栓连接而成。上、下动臂之间的夹角可用辅助连杆或液压缸来调节，虽然使结构和操作复杂化，但在挖掘机作业中可随时大幅度调整上、下动臂之间的夹角，从而提高挖掘机的作业性能，尤其在用反铲或抓斗挖掘窄而深的基坑时，容易得到较大距离的垂直挖掘轨迹，提高挖掘质量和生产率。组合式动臂的优点是，可以根据作业条件随意调整挖掘机的作业尺寸和挖掘力，且调整时间短。此外，它的互换工作装置多，可满足各种作业的需要，装车运输方便。其缺点是质量大，制造成本高，一般用于中、小型挖掘机上。 2．反铲斗 反铲用的铲斗形式，尺寸与其作业对象有很大关系。为了满足各种挖掘作业的需要，在同一台挖掘机上可配以多种结构型式的铲斗，图3为反铲常用铲斗形式。铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶卡销式和螺栓连接式，如图4所示。 图2 组合式动臂 1—下动臂；2—上动臂；3—连杆或液压缸 图3 反铲常用铲斗结构 1—齿座；2—斗齿；3—橡胶卡销；4—卡销；5、6、7—斗齿板
关于电动挖掘机生产步骤的 控制策略的研究和能源消费的验证 Jong Il Yoon1, Dinh Quang Truong1, and Kyoung Kwan Ahn1,# #相应的作者/电子邮件：kkahn@ulsan.ac.kr，电话：+ 82-52-259-2282，传真：+ 82-52-259-1680关键词：液压挖掘机，电动挖掘机，电动液压执行器，控制，节能 在燃油价格居高不下的今天，既要满足节能和绿色施工机械排放的要求，又要不牺牲工作性能，安全性和可靠性，特别是对液压挖掘机来说，已显得尤为重要。电液执行机构，已经成功地应用于汽车行业。本文的目的是提出一种新型的电动液压挖掘机，此挖掘机因为使用电液执行机构具有更强的节能能力。每个混合执行器是由一个电动机驱动去回收挖掘机有负载时臂架降低的势能或挖掘机停止回转时的动能。对一个5吨级挖掘机包括常规的臂架系统和混合式臂架系统进行了分析，开发作为实验电动挖掘机及其验证模型来评估所提出电动挖掘机。同时给出了硬件条件。一个关于5吨实验电动挖掘机的控制策略是建立在被操作机械能按照预期的表现的基础上的。最后，通过实验电动挖掘机模拟与实验提出了挖掘机工作效率和能耗的调查报告。 1、简介。 液压系统是许多现代工程机械工作不可缺少的组成部分。运用液压的重型作业机械中，挖掘机经受要承受反复的冲击和大的负载上的变化，如挖掘、低负荷操作、平整。然而，典型的液压挖掘机总是需要高能量，快速提地供给各个单独或者设置在挖掘机远端上的机构。 在常规液压挖掘机中，当液压动力系统承受最大负载时，总是从一个泵供给能量，多余的功率作为热量耗散。即使是在低负载操作时，这种输入功率也很难以减小，因为机构的结合需要流量维持。此外，在臂架降低、以及挖掘机的回转停止时，势能也作为热量耗散。而且，为了提升动臂，从泵加压的液压流体需要额外针对动臂重力提供位置上的能量。 相反，当动臂被驱动到一个较低的位置时，作用在动臂的重力使其降低。随后，它促使液压油流出机构流向管道低压的一端，此时驻留在较高位置动臂的势能就会丢失。同时，燃料成本的迅速增加，大气污染、全球变暖已经成为严重的问题。因此，减少能源消耗和污染排放成为迫在眉睫的要求。混合动力电动液压挖掘机是可行的解决方案。许多设计并应用在混合动力电动汽车上的混合动力系统的控制器的研究已经完成。在工程机械领域，厂商也开发了各种机器的基本混合概念，如串联，并联或复合类型的混合机械。然而，提出的混合式施工机械在与相应的传统的机器相比时表现已经没有太大的忧虑。 为了克服传统挖掘机的缺点，以及满足挖掘机设计的电流需求，本文提出了一个名为电动挖掘机的施工机械。这种挖掘机采用了消耗能量比传统的液压阀控制执行器更少的电动液压执行器。此外，在机器操作中产生的势能和动能也可以根据需要被储存和再返回到系统中。通过对一台5吨的带有改进的混合臂架系统的挖掘机进行实验，实施验证所提出电动挖掘机性能。基于实验电动挖掘机结构
挖掘机的工作原理 液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。 液压挖掘机一般由工作装置、回转装置和行走装置三大部分组成。根据其构造和用途可以区分为：履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。 工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要，液压挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。 回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油要在方便的场地，也可改用电动机。 液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。 挖掘机液压系统是怎么工作的? 挖掘机有三个部分的液压缸分别是动臂，斗杆，铲斗。有三个液压马达，左右行走和一个回转。这些都由换向阀控制供油。油液从液压泵出来经换向阀分配到以上各执行元件。挖掘机的换向阀大多是液控的就是用一股压力较小的油推动换向阀的阀芯。一般中型挖掘机用的是三联泵，两个大泵提供工作所需要的压力，一个小齿轮泵给控制油路供油。控制油通过手柄下边的控制阀调节主油路换向阀阀芯的位置从而实现动臂斗杆和铲斗油缸的伸缩。以及液压马达的转与停以及转动方向。主油路设溢流阀，压力超过限定值就会打开，油液直接回油箱。所以系统压力始终保持在一定范围内。同样道理在各油缸的支路也设溢流阀，实现二次调定压力。不光是挖掘机，任何液压系统工作原理都是油箱中油液-泵-控制元件-执行元件-油箱。液控比例阀换向阀的作用和液控比例阀换向阀串联的先导阀是什么作用 传统换向阀的进出油口控制通过一根阀芯来进行，两油口听开口对应关系早在阀芯设计加工时已确定，在使用过程中不可能修改，从而使得通过两油口的流量或压力不能进行独立控制，互不影响。 随着微处理控制器、传感器元件成本的下降，控制技术的不断完善，使得双阀芯控制技术在工程机械领域得以应用。英国Utronics公司利用自己的技术及专利优势研制出双阀芯多路换向阀，已广泛应用于JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘机、*车、装载机及挖掘装载机等产品上。为适应中国工程机械产品对液压系统功能要求。稳定性以及自动化控制程度的不断提高，Utronics公司产品适时进入中国市场，现已初步完成厦工（5t）装载机、詹阳（8t）挖掘机样机调试并进入试验阶段。 1、传统单阀芯换向阀的缺陷 传统的单阀芯换向阀所组成的液压系统难以合理解决好以下功能和控制之间存在的矛盾：（1）液压系统设计时为提高系统稳定性，减少负载变化对速度的影响，要么牺牲部分我们想实现的功能，要么增加额外的液压元件，如调速阀、压力控制阀等，通过增加阻尼，提高系统速度刚度来提高系统的稳定性。但是这样元件的增加又会降低效率，浪费能源；还会使得整个系统的可*性降低、增加成本。 （2）由于换向结构的特殊性，使得用户在实现某一功能时必须购买相应的液压元件，再加上工程机械厂家会根据不同最终用户要求设计出相应的功能，这样会造成生产厂家采购同类、多规格的液压控制元件来满足不同功能要求的需要，不利于产品通用化及产品管理，同时会大大提高产品成本。
1绪论 1.1引言 液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。因此，是一种周期作业的土方机械（见图1-1）。 · 图1-1 单斗液压挖掘机实例 液压挖掘机与机械传动挖掘机一样，在工业与民用建筑、交通运输、水里施工、露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用，是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备。 在建筑工程中，可用来挖掘基坑、排水沟、拆除旧有建筑物、平整场地等。更换工作装置后，可进行装卸、安装、打桩和拔除树根等作业。 在水利施工中，可用来开挖水库、运河、水电站堤坝的基坑、排水或灌溉的沟渠，疏浚和挖深原有河道等。 在铁路、公路建设中、用来挖掘土方、建筑路基、平整地面和开挖路旁排水沟等。 在石油、电力、通信业的基础建设及市政建设中，用来挖掘电缆沟壑管道沟等。 在露天采矿场上，可用来剥离表土、采掘矿石或煤、也可用来进行堆弃、装载和钻孔等作业。 在军事工程中，可用来筑路、挖壕沟和掩体、建造各种军事建筑物等。 所以，液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种，对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，都起着很大的作用。据建筑施工部门统计，一台斗容量为1.0m3的液压挖掘机挖掘Ⅰ-Ⅳ级土壤时，每班生产率大约相当于300-400个工人一天的工作量。因此，大力发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。
1.2国内外发展概况 1.2.1 国外液压挖掘机目前水平及发展趋势 工业发达国家的液压挖掘机生产较早，产品线齐全，技术成熟。美国、德国和日本式液压挖掘机的主要生产国，具有较高的市场占有率。从20世纪后期开始，国际上挖掘机的生产从规格上看，在稳定和完善主力机型的基础上向大型化、微型化方向发展；从功能上看，在满足基本功能的基础上，向多功能化、专用化方向发展；从产品性能上看，向高效节能化、自动化、信息化、智能化的方向发展。 1）开发多品种、多功能、高质量及高效率的挖掘机。为满足市政建设和农田建设的需要，国外发展了斗容量在0.25m3以下的微型挖掘机，最小的斗容量仅在0.01m3。另外，数量最的的中、小型挖掘机趋向于一机多能，配备了多种工作装置——除正铲、反铲外，还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、振捣器、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲等，以满足各种施工的需要。与此同时，发展专门用途的特种挖掘机，如低比压、低嗓声、水下专用和水陆两用挖掘机等。 2）迅速发展全液压挖掘机，不断改进和革新控制方式，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。在危险地区或水下作业采用无线电操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现了挖掘机作业操纵的完全自动化。所有这一切，挖掘机的全液压化为其奠定了基础和创造了良好的前提。 3）重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度。例如，德国阿特拉斯公司生产的挖掘机装有新型的发动机转速调节装置，使挖掘机按最适合其作业要求的速度来工作；美国林肯贝尔特公司新C系列LS-5800型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统，可自动调节流量，避免了驱动功率的浪费。还安装了CAPS（计算机辅助功率系统），提高挖掘机的作业功率，更好地发挥液压系统的功能；日本住友公司生产的FJ系列五种新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅助功率控制系统，利用精控模式选择系统，减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗，并处长了零部件的使用寿命；德国奥加凯（O&K)公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；日本神钢公司在新型的904、905、907、909型液压挖掘机上采用智能型控制系统，即使无经验的驾驶员也能进行复杂的作业操作；德国利勃海尔公司开发了ECO（电子控制作业）的操纵装置，可根据作业要求调节挖掘机的作业性能，取得了高效率、低油耗的效果；美国卡特匹勒公司在新型B系统挖掘机上采用最新的3114T型柴油机以及扭矩载荷传感压力系统、功率方式选择器等，进一步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。韩国大宇公司在DH280型挖掘机上采用了EPOS---电子功率优化系统，根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，即发动机始终以全功率运转，这样既充分利用了发动机的功率、提高挖掘机的作业效率，又防止了发动机因过载而熄火。 4）更新设计理论，提高可靠性，延长使用寿命。美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论，以替代传统的无限寿命设计理论和方法，并将疲劳损伤累积理论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机的强度研究方面，促进了产品的优质高效率和竞争力。美国提出
挖掘机电气控制系统 本篇将以SY2XXC5挖掘机为例讲述挖掘机的电气系统基本原理、基本构造、操作说明、故障分析。 一、概述 机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转，这是挖掘机技术的又一次飞跃。作为项目机械主导产品的液压挖掘机，在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上。 液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件<液压缸、液压马达）的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器EC-7，EC-7控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。 <一）电气控制系统具有以下功能： 1：控制功能：负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。 2：检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、蜂鸣器、熔断器和触摸屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。 3：照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。 4：其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。 <三）系统组成及原理 SY2XXC5挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。 2.1 电源部分 系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源，由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。 1)蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联。