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1、摘 要液压系统是目前挖掘机必不可少的组成部分，液压系统通过改变压强增大作用力来工作。完整的液压系统包括：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。挖掘机的工作环境复杂多变，所以对于液压系统提出了很高的设计要求。在搜集国内外液压系统相关资料的基础上，了解其发展过程，分析总结了液压挖掘机的技术发展动态,了解液压挖掘机液压系统的结构。液压挖掘机由多个系统组成，包括液压系统、传动系统、操纵系统、发动机、油箱、转台等等。本设计从分析液压挖掘机的基本原理出发，分析了液压挖掘机的结构，工作原理，油路控制，从而确定了液压挖掘液压系统的设计方案，并对所设计的液压系统进行了模型建立，到模型仿真，以确保所设计
2、的液压系统的安全可靠，结构优良，价格经济。本设计还细致分析了液压挖掘机的液压元件的选型，与设计计算，采用的CAD设计出了液压挖掘机的原理图，运用了simulationx进行的模型建立与仿真，确保了所建立的模型的正确性。这块好好改改，和你符合一点，别写太大了运用simulationx建立系统模型的与仿真这是本设计的一大特点。关键词：液压系统液压挖掘机 液压元件 / 文档交流SummaryThe hydraulic system is an integral part of excavator， hydraulic system is to work by changing the pressur
3、e to increase the force. The intact hydraulic system is including: power components, the implementation of components, control components, auxiliary components and hydraulic oil. The excavator working environment is complex and changeable, so it is very high requirement of design to hydraulic system
4、. In the collection of domestic and foreign hydraulic system on the basis of relevant information, understanding of its development process, analyzed and summarized the technology development of hydraulic excavator. Understand hydraulic excavator hydraulic system structure. Hydraulic excavator is co
5、mposed of a plurality of system components, including the hydraulic system, drive system, control system, engine, fuel tank, table and so on. My design focused on the design of hydraulic system of excavator. Keywords: hydraulic system excavatory目录第一章 绪论11.1 挖掘机的简介11.2 国内外的发展趋势21.2.1 国内发展趋势21.2.2 国外发
6、展趋势21.3 本设计的主要内容31.3.1 了解液压挖掘机液压系统的结构31.3.2 挖掘机液压系统设计要求3第二章 液压挖掘机结构与工作原理52.1 液压挖掘机的系统组成52.1.1 动力系统52.1.2 液压系统52.1.3 机械系统52.1.4 控制系统62.2 液压挖掘机传动原理6第三章 挖掘机工况分析以及液压系统设计方案的的确定73.1 液压系统的工况分析73.1.1 挖掘工况分析83.2 挖掘机液压系统的设计要求83.2.1 满斗举升回斗工况分析103.2.2 卸载工况分析103.2.3 空斗返回工况分析113.3 挖掘机液压系统的设计要求113.3.1 动力性要求113.3.2
7、 操纵性要求113.3.3 节能性要求123.3.4 安全性要求123.3.5 其它性能要求123.4 液压系统方案拟订13第四章 液压系统的设计144.1 确定油缸所受的作用力144.1.1 铲斗油缸作用力的分析144.1.2 斗杆油缸作用的确定164.1.3 动臂油缸作用力分析184.2 各油缸尺寸的确定194.2.1 铲斗油缸工作压力的确定194.2.2 缸径和油塞杠直径的确定194.2.3 缸壁厚和外径的计算204.3 斗杆油缸尺寸的计算214.3.1 由铲斗油缸计算步骤知斗杆缸受力平衡214.3.2 缸壁厚和外径的计算214.4 动臂缸的尺寸计算214.4.1 由铲斗油缸计算步骤知动
8、臂油缸受力平衡214.4.2 缸壁厚和外径的计算214.6 各液压缸和马达流量的确定234.6.1 每个缸的流量计算234.6.2 回转马达的流量的计算及选型234.6.3 行走马达的选用244.6.4 主回路液压泵的选择254.7 管路油管的选择254.7.1 油管内径的确定254.7.2 管接头的选择264.7.3 螺塞的选用264.8 液压油箱的确定264.8.1 液压系统的发热和升温的验算274.9 液压装置的结构设计274.9.1 阀集成款28第五章 挖掘机液压系统模型的建立与仿真295.1 关于仿真软件Simulationx295.1.1 Simulationx的简介295.1.2
9、 S在液压系统中的应用305.2在Simulationx中选取液压元器件305.2.1 液压元器件的选取305.2.2其他各种元件的选取335.3 挖掘机液压系统仿真模型的建立365.3.1草图的绘制365.3.2元器件参数的设置375.3.3仿真模式415.4 仿真的结果415.4.1液压泵的仿真曲线425.4.2内燃机的仿真曲线425.4.3控制铲斗缸的三位四通换向阀的仿真曲线435.4.4液压缸的仿真曲线435.4.5控制液压马达的三位四通阀的仿真曲线445.4.5回转马达的仿真曲线445.5挖掘臂的局部仿真455.5.1元件的参数设置46结 论48参考文献49致 谢50第一章 绪论作为
10、具有多功能这一特性的机械，液压挖掘机被广泛使用于交通运输，矿山采掘和电力工程等施工中，挖掘机减轻了作业难度，提高作业效率，加快建设速度以及提高劳动生产率方面表现出十分显著的作用。具有多种品种、多功能、高质量及高效率等特点的液压挖掘机，受到了施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造也日益发展起来。液压挖掘机和液压传动密不可分，液压技术是其发展的基础。液压挖掘机的结构主要是由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成，恶劣的工作条件，加上要实现复杂的动作，因此它对液压系统的设计提出了很高的要求，所以对挖掘机液压系统的分析设计已经成为推动挖掘机发展的关键环节。1.铲斗缸 2.斗杆缸 3
11、.动臂缸 4.回转马达 5.冷却器 6.滤油器 7. 磁滤器8.油箱 9.液压泵 10.背压阀11. 后组合阀 12.前组合阀 13.中央回转接头14.回转制动阀 15.限速阀16.行走马达图1 液压挖掘机整体系统图1.1 挖掘机的简介从第一台挖掘机的诞生，距今挖掘机历史已有130多年，经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机到应用机电一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。由于液压技术的应用，20世纪40年代诞生了悬挂式挖掘机，灵感来自于在拖拉机配装液压反铲。拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机相继在50年代中期研发出来。进入到20世纪60年代，液压挖掘机进入了发
12、展的黄金阶段，各国挖掘机制造厂产量猛增，并且品种越发的多。1.2 国内外的发展趋势1.2.1 国内发展趋势我国的挖掘机发展较晚，1954年抚顺挖掘机厂才生产出第一台机械式单斗挖掘机，至今，技术仍比较薄弱。建国初期，从仿制苏联的挖掘机开始了我国挖掘机生产过程。由于发展经济的需要，先后共建立起十多家挖掘机制造厂。从20世纪60年代开始，我国开始液压挖掘机的研发。早期开发成功的产品主要有上海建筑机械厂的WYl00型、贵阳矿山机器厂的W4-60型、合肥矿山机器厂的WY60型挖掘机等。随后又出现了长江挖掘机厂的WYl60型杭州重型和机械厂的WY250型挖掘机等。他们是中国液压挖掘机发展道路上的重要里程碑
13、。到20世纪80年代末，制造厂已达到30多家，品种更是已由40多种。斗容在0.12.5 立方米的挖掘机已成系列，船用和水路两用的特种挖掘机也相继诞生。但是总的来说，和国际水平相比较，我国的挖掘机发展仍处于小规模，技术薄弱阶段。通过改革开放，国外先进技术的引进，促进了我国挖掘机的发展。其中合肥、上海、长江等挖掘机厂引进德国利勃海尔公司的A型、R型液压挖掘机制造技术。相继杭州重型机械厂引进德国德玛克公司的H55和H85型液压挖掘机生产技术，还有山东推土机总厂、黄河工程机械厂、江西长林机械厂、山东临沂工程机械厂等联合引进了日本小松制作所的PC100、PC120.PC200、PC220.PC300、P
14、C400型液压挖掘机的全套制造技术。这些厂通过技术的引进、消化、吸收，全面的提高了国产液压挖掘机的性能，产量也逐年提高。1.2.2 国外发展趋势发达的工业国家，挖掘机的发展很早，这些国家主要生产斗容量3.5-40 立方米的单斗液压挖掘机，并且从20世纪80年代就开始生产各种大型挖掘机。比如，美国马利昂公司研制的步行式拉铲挖掘机，此大型挖掘机的的斗容量达到130多立方米。还有剥离式挖掘机，此挖掘机的斗容量已达150。伊利公司制造的步行式挖掘机，该种挖掘机的斗容量是恐怖的107立方米。从20世纪后期开始，发达国家挖掘机的发展趋势变为大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化。 1)研发多功能化的挖掘
15、机。为满足市场需要，国外开始研发特型挖掘机，此类挖掘机以小著称，斗容量仅为0.01 立方米左右。中小型挖掘机的发展趋势开始向一机多能的方向发展，为了满足多样的作业需求，配备了多种装备，适用于抓、装、拉、铲等等作业动作。并且相继诞生了一些适用于特殊场合的特种挖掘机。2)重视先进的技术，现代化工艺和新结构，挖掘机生产规模更具标准化。例如，采用发动机自动转速调整装置的挖掘机，来自于德国阿特拉斯公司制造。确保挖掘机在最合适的速度下完成动作。贝尔特公司采用了全自动液压系统，使新C系列LS型液压挖掘机得到了更优越的操纵特性，该系统可以根据需要调节流量的供应，大大的提高了生产效率。日本住友集团在新研制的挖掘机上采用功率控制系统，该系统运用了计算机技术，不仅节省了燃料，发动机和液压功率也很大程度的得到了节省，使零部件的寿命得到增加。德国挖掘机公司率先采用了带有合流性质的油泵自动调节系统，工作效率得到最大限度的提高。智能调节系统被日本神钢挖掘机公司运用在新型液压机上，使各种难度的作业操作变的简单明了。ECO(电子控制作业)
