（图纸+论文）挖掘机工作装置液压系统设计（全套完整）

格式：RAR 上传：2022-06-25 08:22:48

《（图纸+论文）挖掘机工作装置液压系统设计（全套完整）》修改意见稿

1、“.....从而实现在按需供流的同时，使调速节流损失控制在很小的固定值，从而达到节能的目的.负流量控制技术是通过位于主控制阀后面的节流阀建立的压力对主泵的排量进行调节的技术。日前以韩国现代日本小松和日本日立为代表的许多国外著名品牌的挖掘机生产商都在自己的挖掘机液压系统中使用了负流量控制技术。这种控制技术具有稳定性好响应快可靠性和维修性好等特点，但在起始点为重负荷下作业时，因流量与负载有关，所以可控制性较差。在双泵系统中，个油泵为左行走马达供油另个油泵为右行走马达供油，此时如果液压元件动作，使油泵分流供油，就会造成侧行走速度降低，影响直线行驶性，特别是当挖掘机进行装车运输或上下卡车行走时，行驶偏斜会造成事故。为了保证挖掘机的直线行驶性，在三泵供油系统中，左右行走马达分别由个油泵单独供油，另个油泵向其它液压作用元件如动臂斗杆铲斗和回转供油，如图.所示。对于双泵系统，目前采用以下供油方式个油泵并联向左右行走马达供油，另个油泵向其他液压作用元件供油，其多余的油液通过单向阀向行走马达供油，如图......”。

2、“.....如图.所示。图.行走复合动作时的几种供油情况.挖掘机液压系统的设计要求液压挖掘机的动作繁复，且具有多种机构，如行走机构回转机构动臂斗杆和铲斗等，是种具有多自由度的工程机械。这些主要机构经常起动制动换向，外负载变化很大，冲击和振动多，因此挖掘机对液压系统提出了很高的设计要求。根据液压挖掘机的工作特点，其液压系统的设计需要满足以下要求动力性要求所谓动力性要求，就是在保证发动机不过载的前提下，尽量充分地利用发动机的功率，提高挖掘机的生产效率。尤其是当负载变化时，要求液压系统与发动机的良好匹配，尽量提高发动机的输出功率。例如，当外负载较小时，往往希望增大油泵的输出流量，提高执行元件的运动速度。双泵液压系统中就常常采用合流的方式来提高发动机的功率利用率。操纵性要求调速性要求挖掘机对调速操纵控制性能的要求很高，如何按照驾驶员的操纵意图方便地实现调速操纵控制，对各个执行元件的调速操纵是否稳定可靠，成为挖掘机液压系统设计十分重要的方面。挖掘机在工作过程中作业阻力变化大，各种不同的作业工况要求功率变化大，因此要求对各个执行元件的调速性要好......”。

3、“.....但是在更多情况下要求各个执行元件能够相互配合实现复杂的复合动作，因此如何实现多执行元件的复合动作也是挖掘机液压系统操纵性要求的方面。当多执行元件共同动作时，要求其相互间不千涉，能够合理分配共同动作时各个执行元件的流盘，实现理想的复合动作。尤其对行走机构来说，左右行走马达的复合动作问题，即直线行驶性也是设计中需要考虑的重要方面。如果挖掘机在行使过程中由于液压泵的油分流供应，导致侧行走马达速度降低，形成挖掘机意外跑偏，很容易发生事故。另外，当多执行元件同时动作时，各个操纵阀都在大开度下工作，往往会出现系统总流量需求超过油泵的最大供油流量，这样高压执行元件就会因压力油优先供给低压执行元件而出现动作速度降低，甚至不动的现象。因此，如何协调多执行元件复合动作时的流量供应问题也是挖掘机液压系统设计中需要考虑的。节能性要求挖掘机工作时间长，能量消耗大，要求液压系统的效率高，就要降低各个执行元件和管路的能耗，因此在挖掘机液压系统中要充分考虑各种节能措施。当对各个执行元件进行调速控制时，系统所需流量大于油泵的输出流量......”。

4、“.....系统要求此部分的能量损失尽量小当挖掘机处于空载不工作的状态下，如何降低泵的输出流量，降低空载回油的压力，也是降低能耗的关键。安全性要求挖掘机的工作条件恶劣，载荷变化和冲击振动大，对于其液压系统要求有良好的过载保护措施，防止油泵过载和因外负载冲击对各个液压作用元件的损伤。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。其它性能要求实现零部件的标准化组件化和通用化，降低挖掘机的制造成本液压挖掘机作业条件恶劣，各功能部件要求有很高的工作可靠性和耐久性由于挖掘机在城市建设施工中应用越来越多，因此要不断提高挖掘机的作业性能，降低振动和噪声，重视其作业中的环保性。.挖掘机液压系统的分析挖掘机液压系统中最重要也是最复杂的就是多路阀液压系统。多路阀是挖掘机液压系统中的重要部件，它确定了液压泵向各个液压作用元件的供油路线和供油方式确定了多个液压作用元件同时作用时的流量分配情况和如何实现复合动作决定了挖掘机作业时的运动学和动力学特性动作优先和配合以及合流供油和直线行走性等等。当斗杆油压接近溢流阀的压力时......”。

5、“.....由于动臂仅仅起调解位置的作用，主要是斗杆进行挖掘，因此采用斗杆优先合流双泵供油，如图.所示。图.三泵供油系统示意图当动臂斗杆和铲斗复合运动时，为了防止同油泵向多个液压作用元件供油时动作的相互干扰，般三泵系统中，每个油泵单独对个液压作用元件供油较好。对于双泵系统，其复合动作时各液压作用元件间出现相互干扰的可能性大，因此需要采用节流等措施进行流量分配，其流量分配要求和三泵系统相同。当进行沟槽侧壁掘削和斜坡切削时，为了有效地进行垂直掘削，还要求向回转马达提供压力油，产生回转力，保持铲斗贴紧侧壁进行切削，因此需要同时向回转马达和斗杆供油，两者复合动作，如图.所示。回转马达和斗杆收缩同时动作，由同个油泵供油，因此需要采用回转优先油路，否则铲斗无法紧贴侧壁，使掘削很难正常进行。在斗杆油缸活塞杆端回油路上设置可变节流阀，此节流阀的开口度即节流程度由回转先导压力来控制。回转先导压力越大，节流阀开度越小，节流效应越大，则斗杆油缸回油压力增高，使得油泵的供油压力也提高。因此随着回转操纵杆行程的增大，回转马达油压增加，回转力增大。图......”。

6、“.....油泵供油连接情况挖掘过程中还有可能碰到石块树根等坚硬障碍物，往往由于挖不动而需要短时间增大挖掘力，希望液压系统能暂时增压，能提高主压力阀的压力。满斗举升回斗工况分析挖掘结束后，动臂油缸将动臂顶起，满斗举升，同时回转液压马达使转台转向卸载处，此时主要是动臂和回转马达的复合动作。动臂抬升和回转马达同时动作时，要求二者在速度上匹配，即回转到指定卸载位置时，动臂和铲斗自动提升到合适的卸载高度。由于卸载所需的回转角度不同，随液压挖掘机相对自卸车的位置而变，因此动臂提升速度和回转马达的回转速度的相对关系应该是可调整的。卸载回转角度大，则要求回转速度快些，而动臂的提升速度慢些。在双泵系统中，回转起动时，由于惯性较大，油压会升得很高，有可能从溢流阀溢流，此时应该将溢流的油供给动臂，如图.所示。在回转和动臂提升的同时，斗杆要外放，有时还需要对铲斗进行调整。这时是回转马达动臂斗杆和铲斗进行复合动作。由于满斗提升时动臂油缸压力高，导致变量泵流量减小，为了使动臂提升和回转斗杆外放相互配合动作，由个油泵专门向动臂油缸供油，另个油泵除了向回转马达和斗杆供油外......”。

7、“.....如图.所示。但是由于动臂提升时油压较高，单向阀大部分时间处于关闭状态，因此左侧油泵只向回转马达和斗杆供油。三泵系统的供油情况如图.所示。各个油泵分别向个液压作用元件供油，复合动作时无相互干扰。卸载工况分析回转至卸载位置时，转台制动，用斗杆调节卸载半径和卸载高度，用铲斗油缸卸载。为了调整卸载位置，还需要动臂配合动作。卸载时，主要是斗杆和铲斗复合动作，间以动臂动作。图.回转举升供油情况空斗返回工况分析当卸载结束后，转台反向回转，同时动臂油缸和斗杆油缸相互配合动作，把空斗放在新的挖掘点。此工况是回转马达动臂和斗杆复合动作。由于动臂下降有重力作用，压力低变量泵流量大下降快，要求回转速度快，因此该工况的供油情况为个油泵的全部流量供回转马达，另油泵的大部分油供给动臂，少部分油经节流阀供给斗杆，如图.所示。图.空斗返回供油情况发动机在低转速时油泵供油量小，为防止动臂因重力作用迅速下降和动臂油缸产生吸空现象，可采用动臂下降再生补油回路，利用重力将动臂油缸无杆腔的油供至有杆腔。行走时复合动作在行走的过程有可能要求对作业装置液压元件如回转机构动臂斗杆和铲斗进行调整。......”。

8、“......液压挖掘机结构液压挖掘机组成为了实现液压挖掘机的各项功能，单斗液压挖掘机需要两个基本组成部分，即机体或称主机和工作装置。机体是完成挖掘机基本动作并作为驱动和操纵挖掘机进行工作的荃础，可以是履带牵引车辆或轮式牵引车辆。可细分为行走装置回转装置液压系统气压系统电气系统和动力装置。其中动力装置操纵机构回转机构和辅助设备均可在回转平台上，总称上车部分，它与行走机构又称下车部分用回转支撑相连，平台可以围绕中央回转轴作的全回转。工作装置根据工作性质的不同，可配备反铲正铲装载起重等装置，分别完成挖掘装载抓取起重钻孔打桩破碎修坡清沟等工作。挖掘机的基本性能决定于各部分的构造性能及其综合的效果。单斗反铲液压挖掘机反铲装置主要用于挖掘停机面以下的土壤。斗容量小于.的中小型液压挖掘机通常选用反铲装置，它分为整体臂式和组合臂式。其中长期作业条件相似的挖掘机反铲装置大多采用整体鹅颈式动臂结构。采用这种动臂有利于加大挖掘深度，且结构简单价格低廉。刚度相同时，其重量比组合动臂轻，是目前应用最广泛的液压挖掘机工作装置结构形式......”。

9、“.....动臂斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接，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。如图.所示，整体鹅颈式动臂反铲挖掘机工作装置主要由动臂动臂油缸斗杆斗杆油缸铲斗铲斗油缸摇臂连杆销轴等组成。装置各运动部件之间全部采用销轴铰接，以动臂油缸来支撑和改变动臂的倾角，通过动臂油缸的伸缩可使动臂绕下。铰点转动实现动臂的升降。斗杆铰接于动臂的上端，由斗杆油缸控制斗杆与动臂相对角度。当斗杆油缸伸缩时，斗杆可绕动臂上铰点转动。铲斗与斗杆前端铰接，并通过铲斗油缸伸缩使铲斗转动。为增大铲斗的转角，通常采用摇臂连杆机构来和铲斗联。液压挖掘机工作循环过程首先液压挖掘机驱动行走马达和配套土方运输车辆起进入作业面，运输车辆倒车调停，停靠在挖掘机的侧方或后方。挖掘机司机扳动操纵手柄，使回转马达控制阀接通，于是回转马达转动并带动上部平台回转，使工作装置转向挖掘地点，在执行上述过程的同时操纵动臂油缸换向阀，使动臂油缸上腔进油，将动臂下降，直至铲斗接触地面，然后司机操纵斗杆油缸和铲斗油缸的换向阀，使两者的大腔进油......”。