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1、独创性声明本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究 成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已 在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。论文作者签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解福州大学至诚学院有关保留、使用学位论文的规定，即： 学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借 阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或 其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名：指导教师签名：日期：小型液压挖掘机液压系统的设计摘要近年来，有关挖掘机液压系统方面的文献并不少
2、见，但文献的内容大多针对某一专题 进行研究，系统地论述现代液压挖掘机液压系统的论文却较少，因此研究和设计液压挖掘 机液压系统具有重要的现实意义和理论意义。本论文主要概述挖掘机液压技术的发展史及其目前在国内的外发展情况，简述了液压 挖掘机发展趋势，本文对液压挖掘机的常用液压回路进行了简单阐述和分析，对课题要求 设计的小型液压挖掘机液压系统进行了方案设计及分析，并通过进一步计算确定了需要的 液压元件完成选型。运用 AutoCAD绘制液压系统原理图、工作油箱总成、液压布置图、油 箱零件图。最后通过验算证明了本设计的可行性。关键词：液压系统，挖掘机，Mini Hydraulic Excavator H
3、ydraulic System of Desig nAbstractIn rece nt years, the excavator hydraulic systems, the literature is not un com mon, but most of the content docume nts of a topic for research, systematic expositi on of moder n hydraulic excavator hydraulic system of the paper is less, so the research and desig n
4、of hydraulic excavator system has importa nt practical and theoretical sig nifica nee.Hydraulic excavator of this thesis outli nes the history of tech no logy and its curre nt developments in the foreign country, outlines the development trend of hydraulic excavators, hydraulic excavators used this
5、hydraulic circuit for a simple set and an alysis, subject to desig n small hydraulic excavator hydraulic system desig n and an alysis, and by further calculati on to determine the need for complete selection of hydraulic components. AutoCAD drawing using hydraulic system diagram, work tank assembly,
6、 hydraulic layout, tank parts diagram. Fin ally, tests prove the feasibility of this desig n.Keywords : Hydraulic System , Excavator1绪论 11.1选题意义11.2挖掘机及其液压技术概述 11.3国内外研究现状21.4挖掘机发展趋势32挖掘机液压系统概述 52.1挖掘机液压系统的基本组成及其基本要求 52.2挖掘机液压系统的基本动作分析 62.3挖掘机液压系统的基本回路分析 6限压回路62.3.2 缓冲回路7节流回路8行走限速回路9合流回路112.3.6 闭锁回路
7、12再生回路123挖掘机液压系统设计 133.1挖掘机的功用和对液压系统的要求 133.2挖掘机液压系统分析 13挖掘机的液压系统原理图 13系统工作循环分析 14主要液压元件在系统中的作用 15液压系统中几种低压回路的作用 163.3液压元件的选用16液压阀的选用16辅助元件的选用 174参数计算及选择 184.1计算所需要的泵的流量 184.2回转台启动力矩和制动力矩 194.2泵的选择 224.3油箱容积计算 224.4油管尺寸计算 234.5热平衡验算245结论 25参考文献 271绪论1.1选题意义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 所起的作用
8、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人们所认识。 据统计，国内主要23家主要挖掘机制造公司2009年挖掘机市场总计销售各级别挖掘机约 95,000台，同比2008年大幅增长23%再次创造中国挖掘机年度销量记录。挖掘机的发展与液压技术密不可分，二者相互促进，一方面，液压技术是现代挖掘机 的技术基础，另一方面，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, 其性能的优劣决定着挖掘工作性能的高低，可以说目前液压传动的许多先进技术都体现在 挖掘机上。近年来，有关挖掘机液压系统方面的文献并不少见，但文献的内容大多针对某 一专题进行研究，系统地论述现代液压挖掘机液压系统
9、的论文却较少，因此研究挖掘机液 压系统具有重要的现实意义和理论意义。1.2挖掘机及其液压技术概述挖掘机的发展史可追溯到19世纪三四十年代。美国实施西部大开发工程催生了以蒸 汽机作为动力，模仿人体大臂、小臂和手腕构造，能行走和扭腰的挖掘机。随后的一百多 年中，挖掘机并没有得到很大发展，其原因一是当时的工程主要是国土开发、大规模的筑 路和整修场地等，平面作业较多，使铲土运输机械成为当时的主力机种，二是挖掘机作业 装置动作多、运动范围大、采用多自由度机构，机械传动难以适应这些要求，而当时的液 压技术还不成熟，不能大规模地应用到实际工业中。随着社会的不断进步，工程建设和施 工形式逐渐向土木施工方向发展
10、，同时液压技术也逐步得以完善，这些因素的变化反过来 又促进挖掘机的不断更新换代。20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压铲的悬挂式挖 掘机，50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机，60年代，当液压传动技术成为成熟的传动技术时，液压挖掘机进入了推广和蓬勃发展吉阶段， 各国挖掘机制造厂和品种增加很快（见表 1 1），产量猛增。19681970年间液压挖掘机 产量已占挖掘机总产量的83%,目前已接近100%，所谓挖掘机在现代主要是指液压挖掘 机，机械式挖掘机已很少见，液压传动技术为挖掘机的发展提供了强有力的技术支撑。液压传动是挖掘机的重要组成部分之一，目前常用的传动方式有
11、机械传动、电力传动 和流体传动。流体传动包括液体传动和气体传动，液体传动又分为液压传动和液力传动。 所谓液压传动是指在密闭的回路中，利用液体的压力能来进行能量的转换、传递和分配的 液体传动。在现代工业中液压传动技术几乎应用于所有机械设备的驱动、传动和控制，如 操纵车辆转向和制动，控制和驱动飞机、机床、工程机械、农业机械、采矿机械、食品机 械和医疗机械等1650年法国帕斯卡提出的封闭静止流体中压力传递的帕斯卡原理成为液压传动的理 论基础，此后液压传动理论不断得以丰富和完善，如1686年牛顿揭示了粘性流体的内磨擦定律，18世纪建立了流体力学的两个重要方程：连续性方程和伯努利方程。丰富的理 论和实践
12、的需要促进了液体应用技术和成果的不断涌现。1795年英国人约瑟夫步拉默发明了世界上第一台水压机；随后出现在英国的工业革命促进了液压技术的迅速发展；到 1870年液压传动技术已经被用来驱动各种液压设备，如液压机、起重机、绞车、挤压机、 剪切机和铆接机等；1900年，世界上出现了第一台轴向柱塞泵；1910年及1922年海勒.肖及汉斯托马斯研制出用油作工作介质的径向柱塞泵；1926第一套由泵、控制阀和执行元件组成的集成液压系统在美国诞生；1936年哈里威克斯又发明了先导式液流阀。第二次世界大战之后，美国麻省理工学院的布莱克本、李诗颖等人对液压伺服控制问题作 了深入的研究，于1958年制造了喷嘴挡板型
13、电液伺服阀；20世纪六十年代末，电液比例阀应运而生；70年代后期，德美等国相继研制成负载敏感泵及大功率电磁阀；近年来， 为适应机电一体化、控制柔性化和计算机集中控制的要求，液压系统的研究已由手动控制 转向数字控制和信号控制。目前液压技术的研究和发展动向主要体现在以下几个方面：（1）提高效率，降低能耗。（2）提高技术性能和控制性能。（3）发展集成、复合、小型化、轻 量化元件。（4）开展液压系统自动控制技术方面的研究与开发。（5）加强以提高安全性和环境保护为目的研究开发。（6）提高液压元件和系统的工作可靠性。（7）标准化和多样化。（8）开展液压系统设计理论和系统性能分析研究。1.3国内外研究现状我
14、国挖掘机生产起步较晚，从1954年抚顺挖掘机厂生产第一台机械式单斗挖掘机至 今，大体经历了测绘仿制、自主研发和发展提高三个阶段。新中国成立初期，以测绘仿制前苏联20世纪3040年代的机械式单斗挖掘机为主，开始了我国的挖掘机生产历史，由于当时国家经济建设的需要，先后建立起十多家挖 掘机生产厂，到20世纪80年代末，我国的中小型液压挖掘机已形成系列，但总的说来,我国的挖掘机生产批量小，产品质量不稳定，与国际先进水平相比，差距较大。改革开放 以来，生产企业积极引进、消化、吸收国外先进技术，促进了我国挖掘机行业的发展，目 前国产液压挖掘机的产品性能指标已达到 20世纪80年代的国际水平，部分产品达到了
15、 90年代的水平。国外挖掘机生产历史较长，液压技术的不断成熟使挖掘机得到全面发展。德国是世界 上较早开发研制挖掘机的国家，1954年和1955年德国的德马克和利渤海尔两家公司分 别开发了全液压挖掘机；美国是继德国以后生产挖掘机历史最长、数量最大、品种最多和 技术水平处于领先地位的国家；日本挖掘机制造业是在二次大战后发展起来的，其主要特 点是在引进、消化先进技术的基础上，通过大胆创新发展起来的；韩国是液压挖掘机生产 的后起之秀，20世纪70年代开始引进技术，由于产业政策支持，很快进入国际市场， 并已挤入国际液压挖掘机的主要生产国之一。20世纪60年代，挖掘机进入成熟期，各国挖掘机制造商纷纷采用液压技术并与其 它技术相结合，使产品的适应性得到较快发展，产品寿命和质量不断提高操纵更加舒适， 产品更加节能。例如美国卡特彼勒公司 1995年以后推出的300B系列液压挖掘机，采用 一种命名为maestro的系统，通过载荷传感液压装置，控制发动机的输出功率，实现与 液压泵的严格匹配。Maestro控制面板在机型上安装两种功率模式和四种工况状态，允许 用户自行决定功率工况模式。再如韩国现代公司生产的ROBEX450-3型液压挖掘机，有四种功率模式，通过集成化的电子控制系统自动确定最佳的发动机转速和液压泵的输出参 数，使得发动机、液压泵的速度及液压系统压力与实际工况相适应，从而获得最高
