履帶式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

                                                                        小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              1小型液壓挖掘機(jī) 液壓 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)   目    錄  前言 8 摘要 9 第一章   文獻(xiàn)綜述 10 1.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題名稱 10 1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容要求 10 1.3 液壓挖掘機(jī)的發(fā)展前景 10 第 二 章   明確設(shè)計(jì)要求，確定基本方案  12 2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 12 2.2 液壓挖掘機(jī)大致結(jié)構(gòu) 12 2.3 對液壓系統(tǒng)的要求 12 2.4 確定液壓執(zhí)行元件的形式 13 2.5 擬定液壓執(zhí)行元件運(yùn)動控制回路   13 2.6 液壓源系統(tǒng) 15 第 三 章  繪制液壓系統(tǒng)原理圖。確定基本方案 17 3.1 主機(jī) 功能結(jié)構(gòu) 17 3.2 液壓系統(tǒng)工作原理 17 第 四 章  確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 21 4.1 初選系統(tǒng)工作壓力 21 4.2 液壓缸的流量 21                                                                          小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              24.3 液壓缸的功率 21 4.4 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 22 第 五 章   液壓缸的設(shè)計(jì) 25 5.1 選擇液壓缸的類型和安裝方式 25 5.2 液壓缸性能的參數(shù)計(jì)算 25 5.3 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì) 27 5.4 液壓缸的聯(lián)接計(jì)算 32 第 六 章   液壓泵和油箱的選擇 41 6.1 液壓泵的選擇 41 6.2 液壓 油箱的計(jì)算 42 第 七 章   液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 43 7.1.液壓系統(tǒng)壓力損失 43 7.2.液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算 45 第八章   設(shè)計(jì)液壓裝置，編制技術(shù)文件 47 8.1 液壓裝置總體布局 47 8.2 液壓閥的配置形式 47 8.3 通道塊設(shè)計(jì) 47 8.4 繪制正式工作圖，編寫技術(shù)文件 48 后記 49 附錄 50 參考文獻(xiàn) 56 謝辭 57                                                                          小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              3前     言   液壓技術(shù)與現(xiàn)代社會中人們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究活動產(chǎn)生著日益密切的關(guān)系，已成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備和裝置中的技術(shù)構(gòu)成、現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素和工業(yè) 及國防自動化的重要手段，并在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)以及幾乎所有技術(shù)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，應(yīng)用液壓技術(shù)的程度已成為衡量一個國家工業(yè)化水平的標(biāo)志。 所以正確合理的設(shè)計(jì)與使用液壓系統(tǒng)，對于提高各類液壓機(jī)械及裝置的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能具有重要意義。   由于液壓技術(shù)的飛速發(fā)展，我們工作小組在周明老師的指導(dǎo)下選擇了小型液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)優(yōu)化做課題，目的是通過此次設(shè)計(jì)對液壓技術(shù) 有更全面。更深刻的了解，以適應(yīng)社會日益發(fā)展的需求。   本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對小型液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)優(yōu)化 ，其中涵蓋了液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 、液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)及校核、液 壓缸、液壓馬達(dá)的選擇、 液壓元件的選擇 、 液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算、液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)的確定等等。   此次設(shè)計(jì)在組員的共同努力下圓滿完成，達(dá)到了預(yù)期的效果。為我們以后的工作提供了很好的實(shí)踐機(jī)會。 限于水平和經(jīng)驗(yàn)局限， 設(shè)計(jì)說明書中難免存在錯漏之處，懇請老師、同學(xué)給予批評、指正。                                                    2006年 6月                                                                 陳壁                                                                                                          小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              4                小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)  摘要    此次 設(shè)計(jì)的是斗容為 0.1 3m 履帶式 全液壓小型單斗挖掘機(jī)，它是雙泵定量系統(tǒng)，采用多路換向閥的并聯(lián)油路、專用手動換向閥的合流方式。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是液壓系統(tǒng)的 優(yōu)化和液壓缸的設(shè)計(jì)。 為了適用小型路面的維護(hù)，我們增加了沖擊器起碎石作用 ；為了提高生產(chǎn)率設(shè)置了合流措施 ； 此次設(shè)計(jì)還設(shè)計(jì)了限速措施，防止重力超速。小型挖掘機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、挖掘力大、傳動平 穩(wěn)、操作簡便以及容易實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn) 。  關(guān)鍵字    小型 挖掘機(jī)   液壓缸   液壓馬達(dá)   液壓泵    優(yōu)化   校核   Abstract    This design is the Big Dipper to be around 0.1 3m  tracked hydraulic excavator small-fighting, which is double-pump quantitative system, the introduction of the multi-route Change direction valve Oil line parallel connection, the Central Change direction valve dedicated manual mode. This is the main content of hydraulic system design optimization. For the application of small-scale road maintenance, we have increased the impact on a gravel； To enhance productivity for the Convergence； This design also designed speed measures to prevent gravity speeding. Small excavator with tight structure, digging power, the transmission smooth, easy to operate and achieve automatic control of advantages. Key words    Small excavator    Hydraulic tanks     Hydraulic motors    Hydraulic Pump Optimization       Degree                                                                            小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              5                     第一章   文獻(xiàn)綜述      1.1  畢業(yè)設(shè)計(jì)課題名稱  畢業(yè)設(shè)計(jì)課題：小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)部分 。  1.2  畢業(yè)設(shè)計(jì) 內(nèi)容要求  1.2.1     適用于小型路面維護(hù)的液壓挖掘機(jī)雙泵 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。  1.2.2     液壓系統(tǒng)元件的選型  1.2.3     液壓系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)  1.2.4     液壓系統(tǒng)的能量損失及優(yōu)化  1.2.5     基本參數(shù)：斗容 0.1 3m 、碎石沖擊功 150J/次  、流量 28L/min、機(jī)重約 104 N、成本約人民幣 10萬元左右。  1.2.6     圖紙數(shù)量折合標(biāo)準(zhǔn)圖紙不少于四張 A1圖紙，計(jì)算機(jī)繪圖的圖紙不少于 5張；論文格式和內(nèi)容符合學(xué)院的統(tǒng)一格式和規(guī)范要求 。  1.3  液壓 挖掘機(jī)的發(fā)展前景  隨著小型挖掘機(jī)市場的慢慢興起，國內(nèi)生產(chǎn)小型挖掘機(jī)的企業(yè)逐年增多，產(chǎn)量也在不斷增加。目前國內(nèi)挖掘機(jī)行業(yè)處在一個快速發(fā)展的時期，近 3 年銷量以每年 50以上的速度增長，目前挖掘機(jī)行業(yè)已經(jīng)成為國內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)內(nèi)市場總量最大的行業(yè)之一。     近幾年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，小型挖掘機(jī)市場也逐漸升溫，為業(yè)內(nèi)人士普遍看好。從 2005年國家制定經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)來看，我國正處在道路交通、能源水利、城市建設(shè)等各方面基礎(chǔ)建設(shè)的高峰期，但前些年大量投入使用的高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施，正越來越多地進(jìn)入維護(hù)保養(yǎng)期，同時城市 建設(shè)也由 “ 大拆大建 ” 逐漸向 “ 精雕細(xì)刻 ” 轉(zhuǎn)變，因此小型化的土方工程施工會越來越多。     業(yè)內(nèi)有關(guān)專家分析認(rèn)為，發(fā)展小型工程機(jī)械有三大優(yōu)勢：首先小型設(shè)備的研制開發(fā)是在大型工程機(jī)械設(shè)備的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，開發(fā)人員可以總結(jié)大型工程機(jī)械施工應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)，對于大型施工機(jī)械表現(xiàn)出的不足給予了針對性的改進(jìn)。其次小型設(shè)備能夠最大限度滿足施工方案及特種作業(yè)的需求，并具備環(huán)保（低排放、低噪音）、靈活、安全的特性。此外勞動力成本的逐步上升，推動了工程機(jī)械化程度的快速提高，小型機(jī)械代替人工在節(jié)約成本的同時，能夠增強(qiáng)施工的安全性、可 靠性，并且比人工更高效，這也為小型設(shè)備的使用和規(guī)?；l(fā)展創(chuàng)造了條件。     目前，國內(nèi)小型工程機(jī)械市場還存在種種困難和不足，尚未形成有較強(qiáng)市場影響力的小型設(shè)備品牌。因此，在工程機(jī)械市場普遍走低的今天，小型工程機(jī)械未來的發(fā)展前景是值得相關(guān)企業(yè)關(guān)注的。雖然目前我國小型挖掘機(jī)的市場保有量及銷量所占比例甚微，但有一個不爭的事實(shí)，我國的小型挖掘機(jī)市場業(yè)已呈迅速啟動之勢。在我國， 8噸以下的小型挖掘機(jī)越來越顯示出巨大的市場潛力，預(yù)計(jì)今年國內(nèi)小型挖掘機(jī)的年產(chǎn)量將達(dá)到5000臺左右。如果把未來幾年內(nèi)小、微型挖掘機(jī)市場需求量與 大中型挖掘機(jī)按 0.5:1的                                                                         小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              6比值計(jì)算，小型挖掘機(jī)的市場的容量足以令人振奮。     從我國小型、多功能挖掘裝載機(jī)從無到有的發(fā)展歷史看，大量的工程機(jī)械生產(chǎn)廠家在發(fā)展過程中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和較為成熟的生產(chǎn)技術(shù)，均會在今后幾年看上這塊潛在的市場，預(yù)計(jì)新產(chǎn)品、新技術(shù)將不斷出現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量也將迅速提高，這將會導(dǎo)致多功能挖掘裝載機(jī)市場的激烈競爭。     有關(guān)專家指出，由于我國的挖掘裝載機(jī)起步晚，不論在產(chǎn)品品種、性能參數(shù)以及使用可靠性、售后服務(wù)等方面，與國外相比均存在著相當(dāng)大的差距。因此，其發(fā)展趨勢是引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)高 質(zhì)量、多功能、多品種、多規(guī)格的系列產(chǎn)品，加強(qiáng)基礎(chǔ)元件、部件的生產(chǎn)，尤其是提高液壓元件的質(zhì)量，以達(dá)到在滿足產(chǎn)品可靠性的前提下，降低產(chǎn)品成本，并提高產(chǎn)品的售后服務(wù)水平。                                                                                              小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              7第二章   明確設(shè)計(jì)要求，確定基本方案    2.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)  斗容  0.1m3 碎石   沖擊功  150J/次         流量  28L/min 機(jī)重   約 10000 N 成本   約人民幣 10萬元  2.2 液壓挖掘機(jī)大致結(jié)構(gòu)     單斗液壓挖掘機(jī)主要由工作裝置（包括動臂、斗杠和鏟斗）、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī) 構(gòu)組成。工作裝置由三個液壓缸分別驅(qū)動動臂、斗桿和鏟斗的運(yùn)動。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由一個液壓馬達(dá)通過減速裝置，使小齒輪和大齒輪嚙合傳動，以便使上車和小車相對轉(zhuǎn)動。履帶式液壓挖掘機(jī)其行走機(jī)構(gòu)是通過兩個液壓馬達(dá)來驅(qū)動的，無支腿裝置。               圖 2-1 單斗液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖    1- 鏟斗   2- 鏟斗液壓缸   3- 動臂   4- 斗桿液壓缸   5- 斗桿   6- 動臂液壓缸      7- 行走結(jié)構(gòu)    8- 回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)               2.3  對液壓系統(tǒng)的要求  2.3.1   適用于小型 路面 維護(hù)的液壓挖掘機(jī)，鏟斗可替換成碎石機(jī)用。   2.3.2   液壓系統(tǒng)有足夠可靠性。要選擇可靠、耐沖擊、抗污染能力強(qiáng)的液壓元件。                                                                         小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              8要盡量減少系統(tǒng)發(fā)熱，主機(jī)連續(xù)工作油溫一般不超過 80度。因挖掘機(jī)油箱不能太大，所以要設(shè)置油冷卻器。   2.3.3   動臂、斗桿和鏟斗既要能單獨(dú)工作，又要保證同時動作互相不干擾?；剞D(zhuǎn)和工作裝置既可保證單獨(dú)工作，又要同時工作，以提高生產(chǎn)率 。為提高動臂和斗桿的作業(yè)速度，可設(shè)置合流措施。因挖掘機(jī)作業(yè)時不行走，行走時不作業(yè)。所以，行走機(jī)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)無需保證同時工作。   2.3.4   行走的左 右 履 帶的液壓馬達(dá)要能單獨(dú)驅(qū)動，以保證同步運(yùn)行和靈活地原地轉(zhuǎn)彎。   2.3.5  各裝置的液壓缸和馬達(dá)要良好的過載措施。工作裝置液壓缸 行走液壓馬達(dá)回路為防止 重力超速，需限速措施，如液壓缸可用單向節(jié)流閥，液壓馬達(dá)可用限速閥 。   2.3.6  為保證液壓油的清潔度，必須設(shè)置可靠，高效能濾油裝置，這是確保液壓元件正常、可靠工作必不可少的措施。     2.3.7   成本控制在 10萬元左右                   2.4 確定液壓執(zhí)行元件的形式  液壓缸         實(shí)現(xiàn)直線往返運(yùn)動，要求當(dāng)系統(tǒng)不工作時鎖緊 。   液壓馬達(dá)         完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動，馬達(dá)不工作時鎖緊。  行走馬達(dá)          左、右馬達(dá)均可獨(dú)立工作實(shí)現(xiàn)直線前進(jìn)、倒退、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎。  根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用下表執(zhí)行元件                  表 1執(zhí)行元件的初步選擇  名稱   特點(diǎn)   適用場合   單活塞桿液壓缸  有效工作面積大、雙向不對稱   往返不對稱的直線運(yùn)動，差動可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)， A1=2A2 往返速度相等  擺線齒輪馬達(dá)  體積小、輸出扭矩大  低速、小功率、大扭矩的回 轉(zhuǎn)運(yùn)動   2.5 擬定液壓執(zhí)行元件運(yùn)動控制回路  2.5.1  回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 確定     回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為 360 度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，采用低速，大扭矩的擺線齒輪馬達(dá)驅(qū)動，由多路換向閥控制旋轉(zhuǎn)方向和停止，液控單向閥鎖緊。                                                                           小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              9                                               圖 2-2               2.5.2  工作機(jī)構(gòu)的確定     工作機(jī)構(gòu)為單純的直線往復(fù)運(yùn)動，動臂缸、斗桿缸、鏟斗缸均采用 單活塞雙作用液壓缸直接驅(qū)動，由換向閥控制運(yùn)動方向。                                              圖 2-3                 2.5.3  行走機(jī)構(gòu)的確定     行走的左右履帶的液壓馬達(dá)各自由齒輪 馬達(dá)驅(qū)動，由多路換向閥控制前進(jìn)，后退和停止，速度控制通過流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來調(diào)節(jié)速度（限制速度）， 2個益流閥 緩沖。                                                                           小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              10                                             圖 2-4 2.5.4  采用 2個液壓單向閥的鎖緊系統(tǒng)鎖緊精度高，部分采用單向閥鎖緊系統(tǒng)。                                                圖 2-5                                             圖 2-6 2.5.5  液壓源的選擇    設(shè)置可靠，高效能濾油裝置以保證液壓油的清潔度。   2.6   液壓源系統(tǒng)  本設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的工作 介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系                                                                         小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              11統(tǒng)采用定量泵供油，液壓泵的供油量大于系統(tǒng)的供油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，溢流閥同時起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。  對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需要油量相差較大的情況，本設(shè)計(jì)采用多泵供油。  油液繁榮凈化裝置是液壓源中不可 缺少的。在泵的入口裝有粗過濾器，為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱， 在回油路上設(shè)置了過濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境對油溫的要求，考慮在回油路上設(shè)置了 冷卻器冷卻的需要。                                                                                               小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              12 第三 章   繪制液壓系統(tǒng)圖   液壓系統(tǒng)工作原理   3.1 主機(jī)功能結(jié)構(gòu)  單斗液壓挖掘機(jī)是一種自行式土方工程機(jī)械 。鏟斗、斗桿和動臂統(tǒng)稱為工作結(jié)構(gòu) 分別由各自的液壓缸驅(qū)動并由泵 1 分管；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)和各自的液壓馬達(dá)驅(qū)動，整個機(jī)器的動力由電動機(jī)提供。   3.2 液壓系統(tǒng)工作原理  本設(shè)計(jì)產(chǎn)品為 0.1 3m 履帶式全液壓單斗挖掘機(jī)液壓原理系統(tǒng)，采用雙泵供油，多路換向的并聯(lián)油路。   圖 3-1 并聯(lián)方案                                                                           小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              13 圖 3-2串聯(lián)方案  此方案為多缸串聯(lián)系統(tǒng)，泵 1通過換向閥分管鏟斗缸、鏟土缸、左行走馬達(dá)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)，特點(diǎn)是油泵利用率高，整機(jī)工作效率高，泵 2負(fù)載較平均，但存在下列缺點(diǎn)：  （ 1）每個回路在同一時間內(nèi)最好只使一個缸操作。  （ 2）所有換向閥都要適應(yīng)油泵的輸油量要求，型號加大。  （ 3）串聯(lián)的換向閥越多，阻力越大。  （ 4）換向閥在換向時容易引起沖擊。  （ 5）多路閥組中假如前一個閥不工作時，其出油口為高 壓油不符合閥高壓進(jìn)油低壓出油的原則。   綜合考慮此設(shè)計(jì)我們采用并聯(lián)方案。    3.2.1  泵 1 通過換向閥組分管鏟斗缸、動臂缸、推土缸和挖土缸   現(xiàn)具體說明 如下：   .a  推動手柄使二位三通換向閥 7左端接通控制油路，閥 7的左位機(jī)能起作用。同時也推動手柄使三位六通換向閥 10上端接通控制油路，閥 10的上位機(jī)能起作用，將主油路溝通。  進(jìn)油路線      泵 1 二位三通閥 7 左位 單向閥 9 三位六通換向閥 10 上位 復(fù)合液控單向閥                                                                         小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              1416 鏟斗液壓缸 22右腔  此時鏟斗液壓缸的右腔壓力逐漸增大，推動活塞向左運(yùn)動。  回油路線      鏟斗液壓缸 22左腔 復(fù)合液控單向閥 16 三位六通換向閥 10上位 過濾器 2 油箱   .b 推動手柄使二位三通換向閥 7 左端接通控制油路，閥 7 的左位機(jī)能起作用。同時也推動手柄使三位六通換向閥 10下端接通控制油路，閥 10的下位機(jī)能起作用，將主油路溝通。  進(jìn)油路線      泵 1 二位三通閥 7 左位 單向閥 9 三位六通換向閥 10 下位 復(fù)合液控單向閥16 鏟斗液壓缸 22左腔  此時鏟斗液壓缸的左腔壓力逐漸增大，推動活塞向右運(yùn)動。  回油路線      鏟斗液壓缸 22右腔 復(fù)合液控單向閥 16 三位六通換向閥 10下位 過濾器 2 油箱   .c 推動手柄使二位三通換向閥 7 左端接通控制油路，閥 7 的左位機(jī)能起作用。同時也推動手柄使三位六通換向 閥 10中端接通控制油路，閥 10的中位機(jī)能起作用，將主油路溝通。  進(jìn)油路線      泵 1 二位三通閥 7左位 過濾器 2 油箱  同理泵 1 通過三位六通閥 11、 12、 13 分別控制斗桿液壓缸 21、動臂液壓缸 20、推土液壓缸 23， 也有三種情況 。 此系列的最大工作壓力由溢流閥 4確定，閥 18、閥 19組成液壓鎖防止液壓缸在停止運(yùn)動時因外力的作用發(fā)生位移或竄動。 單向閥 9也起鎖緊作用，溢流閥 8起調(diào)壓和保 護(hù)作用，當(dāng)系統(tǒng)壓力過大時，液壓油沖開溢流 8的彈簧裝置直接流回油箱。  3.2.2  泵 2 通過另一組多路換向閥分管行走馬達(dá)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)   現(xiàn)具體說明如下：   .a  推動手柄使二位三通換向閥 6右端接通控制油路，閥 6的右位機(jī)能起作用。同時也推動手柄使三位六通換向閥 31上端接通控制油路，閥 31的上位機(jī)能起作用，將主油路溝通。  進(jìn)油路線      泵 2 二位三通閥 6右位 單向閥 25 三位六通換向閥 31上位 復(fù)合液控單向閥26 回轉(zhuǎn)馬達(dá) 34左腔  回油路線      回轉(zhuǎn)馬達(dá) 34 右腔 復(fù)合液控單向閥 26 三位六通換向閥 31 上位 過濾器 1 油箱   .b  推動手柄 使二位三通換向閥 6右端接通控制油路，閥 6的右位機(jī)能起作用。同時也推動手柄使三位六通換向閥 31下端接通控制油路，閥 31的下位機(jī)能起作用，將主油路溝通。                                                                           小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              15進(jìn)油路線      泵 2 二位三通閥 6右位 單向閥 25 三位六通換向閥 31下位 復(fù)合液控單向閥26 回轉(zhuǎn)馬達(dá) 34右腔  回油路線      回轉(zhuǎn)馬達(dá) 34 左腔 復(fù)合液控單向閥 26 三位六通換向閥 31 下位 過濾器 1 油箱   .c 推動手柄使二位三通換向閥 6 右端接通控制油路，閥 6 的右位機(jī)能起作用。同時也推動手柄使三位六通換向閥 31中端接通控制油路，閥 31的中位機(jī)能起作用，將主油路溝通。  進(jìn)油路線      泵 2 二位三通閥 6右位 過濾器 1 油箱  同理泵 2 通過三位六通閥 35、 36 分別控制左行走馬達(dá) 35、右行走馬達(dá) 36，也有三種情況。此系列的最大工作壓力由溢流閥 3 確定，閥 18、閥 19組成液壓鎖防止回轉(zhuǎn)馬達(dá)在停止運(yùn)動時因外力的作用發(fā)生位移或竄動。單向閥 25也起鎖緊作用，溢流閥 24起調(diào)壓和保護(hù)作用，當(dāng)系統(tǒng)壓力過大時，液壓油沖開溢流 24的彈簧裝置直接流回油箱。溢流閥 27、溢流閥 28、溢流閥 29、溢流閥 30起調(diào)壓和保護(hù)作用，當(dāng)系統(tǒng)壓 力過大時，液壓油沖開溢流的彈簧裝置經(jīng)三位六通換向閥直接流回油箱。  另外過濾器 1、 2使油液過濾，壓力表顯示壓力值， 當(dāng)挖掘時遇到堅(jiān)硬的土壤或石塊時，油路經(jīng)二位三通換向閥 6、二位三通換向閥 7進(jìn)入 沖擊器 并將其擊碎同時 起防止沖擊，緩沖液壓系統(tǒng)壓力作用。                                                                                                       小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              16第四 章  確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)   液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力、流量和功率。通常，首先選擇系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力，并按最大外負(fù)載和選定的設(shè)計(jì)壓力計(jì)算執(zhí)行器的主要幾何參數(shù)，然后根據(jù)對執(zhí)行器的速度要求，確定其流量。壓力和流量一確 定，即可確定其功率。  4.1 初選系統(tǒng)工作壓力  壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力底，勢必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，反之壓力選得太高，對泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來說，對與固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)構(gòu)重載設(shè)備壓力要選得高一些。  由于本設(shè)計(jì)是小型路面挖掘、碎石兩用機(jī)，機(jī)重約 1噸 ,工作時沖擊器功率也不大，小型挖掘機(jī)在工程機(jī)械中常選取中壓壓力 (10 20MPa)，考慮到最好采用國家系列標(biāo)準(zhǔn)值“公稱壓力及流量系列” (16824JB),所以初選定系統(tǒng)工作壓力為 10MPa。  4.2  計(jì)算液壓缸的流量     AVQ  rm/3                                       (4-1)      A 液壓缸的有效工作面積  2m  V 活塞與缸體的相對速度   sm/  a.  鏟斗缸、推土缸  代入數(shù)據(jù)得                V 取 0.08 sm/                       Q smD /08.04 2              =0.00040192 sm/3               =401.92 sml/               =24.12 min/l  4.3 計(jì)算液壓缸的功率  液壓 缸所做的功為 W=FS 功率則為 N= FVWSFtFStW t  由于 F=PA， V=AQ代入上式，則                                                                           小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              17N=FV=PAAQ=PQ                                                   （ 4-2）  P-工作壓力（ Pa）  Q-輸入流量（ sm3 ）      a. 鏟斗缸，推土缸         N2 =10601012.241036           =4.02 W310  表  2 液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力   工況  執(zhí)行元件名稱  載荷  背壓力  流量 L/min 工作壓力MPa 功率  挖掘  鏟斗缸  38.9  KN  24.12 10 4.02kw 挖掘  推土缸  38.9  KN  24.12 10 4.02kw  4.4 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸  4.4.1 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 -液壓缸的內(nèi)徑 D                            圖 4-1  2211 APAPF MW                                 (4-3)     的回油壓力的忽略不計(jì)2P    1A  - 無桿腔活塞有效作用面積    2m  2A  - 有桿腔活塞 有效 作用 面積    2m                                                                           小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              181P  - 液壓缸工作腔壓力   Pa 2P  - 液壓缸回油腔壓力   Pa   其值根據(jù)回路的具體情況而定回油路較短，且直接回油箱可忽略不計(jì)  D  活塞直徑   m  d -  活塞桿直徑   m    -  液壓缸的機(jī)械效率   此系統(tǒng)為 0.9 表 3液壓缸、氣壓缸的缸筒內(nèi)徑尺寸系列                    /mm         8 40 125 （ 280）  10 50 （ 140）  320 12 63 160 （ 360）  16 80 （ 180）  400 20 （ 90）  200 （ 450）  25 100 （ 220）  500 32 （ 110）  250  注：括號內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用者    鏟斗缸、推土缸的內(nèi)徑 D 代入數(shù)據(jù)      1610109.035000 A          21 4 DA           (4-4)                得      D=70.38 查表 3 得  D=80mm  4.4.2 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 -活塞桿的直徑 d             Dd 1  mm                               (4-5)                                 d  塞桿直徑  D  液壓缸內(nèi)徑   -  速比   由表 4 得   表 4 公稱壓力 /MPa 少于等于 10 12.5 20 大于 20  1.33 1.46， 2 2  鏟斗缸、推土缸的活塞桿直徑 d 代入數(shù)據(jù)得   80212 d  d=56.5 mm                                                                          小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              19查表 5得    d=56 mm 表 5  液壓缸、氣 壓缸的活塞桿外徑尺寸系列                   /mm 4 18 45 110 280 5 20 50 125 320 6 22 56 140 360 8 25 63 160  10 28 70 180  12 32 80 200  14 36 90 220  16 40 100 250   4.4.3 選擇液壓馬達(dá)   1  回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)     根據(jù)排量 rmlq /630    輸出力矩 MNT 900  選用  BMV-630擺線齒輪馬達(dá)   排量  額定壓力  最高壓力  額定轉(zhuǎn)速  最高轉(zhuǎn)速  工作油溫  630 rml/  16MPa  18MPa  170 /r min  210r/min 20 00 60  容積效率  總效率  額定功率  輸出轉(zhuǎn)矩  生產(chǎn)廠家  油液過濾溫 度  90% 80% 26KW 1490N M  鎮(zhèn)江 液壓總廠  100 -300  1 行走液壓馬達(dá)  根據(jù)排量 rmlq /315    輸出力矩 MNT 450  選用  BMV-315擺線齒輪馬達(dá)  排量  額定壓力  最高壓力  額定轉(zhuǎn)速  最高轉(zhuǎn)速  生產(chǎn)廠家  315mL 16mPa 20mPa 335 minr  420 minr  鎮(zhèn)江液壓總 廠  工作由溫  容積效率  總效率  額定功率  輸出 轉(zhuǎn)矩  油液過濾溫 度  200 -600  90% 80% 25kw 705N M  100 -300                                                                                 小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)              20第五 章   液壓缸的設(shè)計(jì)   5.1  選擇液壓缸的類型和安裝方式  5.1.1   根據(jù)挖掘機(jī)工作時的運(yùn)動要求、機(jī)構(gòu)要求及成本等綜合因素，選擇直線運(yùn)動液壓缸里的 單活塞雙作用液壓缸 。  5.1.2   動臂缸、斗桿缸的行程 500mm，鏟斗缸、推土缸的行程 250mm 5.1.3   系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，根據(jù)挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)安裝方式，選定液壓缸的安裝方式為耳環(huán)型。缸體與缸蓋采用螺栓連接方式。   5.2 液壓缸性能的參數(shù)計(jì)算  5.2.1  液壓缸的輸出力  a. 鏟斗缸，推土缸   F =F2W=35KN 5.2.2  液壓缸的阻力         FAPf                                                  (5-1)                                                          P 公稱壓力  A 活塞的有效面積  F 液壓缸的輸出力     a. 鏟斗缸，推土缸       3 5 0 0 01010)08.0(4 62 f         =50240-35000        =15240 N  5.2.3  液壓缸的輸出速度  (1) 單活塞 雙作用液壓缸活塞外伸時的速度  1160 AQv   &