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1、-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1挖掘机的液压系统设计学 号 毕业设计（论文）题目：液压挖掘机的液压系统设计 作 者 陆佳 届 别 2008 届 系 别 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 李实 职 称 完成时间 2012年5月20日 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
2、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。本设计致力于挖掘机的液压系统的设计。关键词：液压系统液压挖掘机 液压元件 SummaryThe hydraulic system is an integral part of excavator， hydraulic system is to work by changing the pressure to increase the force. The intact hydraulic system is including: power components, the implem
3、entation 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. In the collection of domestic and foreign hydraulic system on the basis of relevant informati
4、on, understanding of its development process, analyzed and summarized the technology development of hydraulic excavator. Understand hydraulic excavator hydraulic system structure. Hydraulic excavator is composed of a plurality of system components, including the hydraulic system, drive system, contr
5、ol system, engine, fuel tank, table and so on. My design focused on the design of hydraulic system of excavator. Keywords: hydraulic system excavator目 录摘 要IISummaryIII第一章 前言1前言1 挖掘机的简介2 国内外的发展趋势2 国内发展趋势2 国外发展趋势3 本设计的主要内容4 了解液压挖掘机液压系统的结构4 挖掘机液压系统设计要求4第二章 液压挖掘机结构与工作原理4 液压挖掘机的系统组成4 动力系统4 液压系统5 机械系统5 控制
6、系统5 液压挖掘机结构5 液压挖掘机组成5 单斗反铲液压挖掘机6 液压挖掘机工作循环过程7 液压挖掘机传动原理7第三章 挖掘机工况分析以及液压系统设计方案的的确定8 液压系统的工况分析8 挖掘工况分析9 挖掘机液压系统的设计要求9 满斗举升回斗工况分析11 卸载工况分析11 空斗返回工况分析12 挖掘机液压系统的设计要求12 动力性要求13 操纵性要求13 节能性要求14 安全性要求14 其它性能要求14 液压系统方案拟订14第四章 液压系统的设计15 确定油缸所受的作用力15 铲斗油缸作用力的分析15 斗杆油缸作用的确定18 动臂油缸作用力分析19 各油缸尺寸的确定20 铲斗油缸工作压力的确
7、定20 缸径和油塞杠直径的确定21 缸壁厚和外径的计算21 斗杆油缸尺寸的计算22 由铲斗油缸计算步骤知斗杆缸受力平衡22 缸壁厚和外径的计算22 动臂缸的尺寸计算23 由铲斗油缸计算步骤知动臂油缸受力平衡23 缸壁厚和外径的计算23 各液压缸和马达流量的确定24 每个缸的流量计算25 回转马达的流量的计算及选型25 行走马达的选用26 主回路液压泵的选择27 管路油管的选择28 油管内径的确定28 管接头的选择28 螺塞的选用29 液压油箱的确定29 液压系统的发热和升温的验算29 液压装置的结构设计30 阀集成款30结 论31参考文献32致 谢33第一章 前言前言作为具有多功能这一特性的机
8、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.动臂缸 4.回转马达
9、 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 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展的黄金阶段，各国挖掘机制造
10、厂产量猛增，并且品种越发的多。 国内外的发展趋势 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。到20世纪80年代末，制造厂已达到30多
11、家，品种更是已由40多种。斗容在 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、PC400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
12、，产量也逐年提高。 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 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 立方米左右。中小型挖掘机的发展趋势开始向一机多能
13、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
14、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)技术被德意志利勃海尔公司研制出来，作业性能可以视情况调整，取得了高效率、低油耗的效果。3)大力研制全液型挖掘机，采用最前沿的技术不断改进和革新控制方式，使液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵等操纵方式逐步取代简单的杠杆操纵。在危险地区，如水下作业将采用无线电操纵，利用电子计算机接收器和激光导向相结合的技术，实现作业操纵的完全自动化。所有这一切，挖掘机的全液压化是其基础和创造的前提。 本设计的主要内容 了解液压挖掘机液压系统的结构挖掘机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，由于挖掘机的工作环境恶劣，需要完成复杂的动作，所以液压系统的设计要满足很苛刻的要求，液压挖掘机的液压系统也是其他工程机械液压系统中最为复杂的1。 挖掘机液压系统设计要求 液压挖掘机一个工作循环分为四种工况：挖掘、满举回转、卸载和卸载返回。进行详细的分析，总结各个工况各执行元件的主要复合动作，根据它们的工作特点，分析液压挖掘机的系统设计要求：动力性要求和操纵性要求2。第二章 液压挖掘机结构与工作原理 液压挖掘机的系统组成
