履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計解讀

1、湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書論文（設(shè)計）題目： 小型液壓挖掘機液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計學(xué) 號： 學(xué)生姓名： chenbigood 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師姓名： 系主任：一、主要內(nèi)容及基本要求1 適用于小型路面維護(hù)的液壓挖掘機，鏟斗可替換成碎石機用。2液壓系統(tǒng)有足夠可靠性。3動臂、斗桿和鏟斗既要能單獨工作，又要保證同時工作互相不干擾。4行走的左右履帶的液壓馬達(dá)要能單獨驅(qū)動，以保證同步運行和靈活地原地轉(zhuǎn)彎。5各裝置的液壓缸和液壓馬達(dá)要有良好的過載措施。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。7成本控制在 10 萬元左右。、重點研究的問題單斗液壓挖掘機系統(tǒng)

2、的優(yōu)化小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計三、進(jìn)度安排序號各階段完成的內(nèi)容完成時間1查閱資料、調(diào)研1-2周2開題報告、制訂設(shè)計方案3-4 周3實驗（設(shè)計）5-10 周4分析、調(diào)試等5寫出初稿10-12 周6修改，寫出第二稿12-14 周7寫出正式稿14-16 周8答辯2006年6月四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)1 成大先 機械設(shè)計手冊單行本 - 液壓傳動北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004 ， 12 張利平液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計北京：化學(xué)工業(yè)出版社2005 ， 63王之煦、許杏銀 簡明機械設(shè)計北京：機械工業(yè)出版社1997 ， 94賈銘新液壓傳動與控制（第二版）北京：國防工業(yè)出版社20015朱龍跟簡

3、明機械零件設(shè)計手冊北京：機械工業(yè)出版社19976孫玉安液壓技術(shù)在工程中的應(yīng)用南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社 19867單斗液壓挖掘機（第二版）天津：中國建筑工業(yè)出版社 1986 ，12小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計湘 潭 大 學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）鑒定意見學(xué) 號： 學(xué)生姓名 chenbigood 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 57 頁 圖 表 7 張論文（設(shè)計）題目： 小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容提要：本次設(shè)計主要是對小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。包括了液壓缸的設(shè)計，液壓泵、液壓馬達(dá)的選擇，系統(tǒng)的驗算等等。我們選擇可靠的、耐沖擊、抗污染能力強的液壓元件。

4、盡量減少系統(tǒng)發(fā)熱，必須設(shè)置冷卻器。為了保證部分器件獨立工作又不互相影響以提高生產(chǎn)率， 設(shè)置了合流措施。挖掘機履帶需要在很多復(fù)雜的地形上面同步運行和靈活的轉(zhuǎn)彎， 我們選擇合適的履帶液壓馬達(dá)來單獨驅(qū)動。工作裝置液壓缸和行走液壓馬達(dá)回路為防止重力超速，采取了限速措施。為保證液壓油的清潔度，必須設(shè)置可靠，高效能濾油裝置。在設(shè)計中，我們此次工作小組團(tuán)結(jié)合作，克服困難圓滿的完成了此次設(shè)計。小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評語指導(dǎo)教師姓名（職稱） ：年月日答辯簡要情況及評語答辯小組組長：年月日答辯委員會意見答辯委員會主任：年 月 日小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)論文

5、（設(shè)計）評閱表學(xué)號 姓名 chenbigood 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 小型液壓挖掘機液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計評價項目評價內(nèi)容選題1. 是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達(dá)到 綜合訓(xùn)練的目的；2. 難度、份量是否適當(dāng)。能力1. 是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2. 是否有綜合運用知識的能力；3. 是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運用能力；4.是否具備一定的外文與計算機應(yīng)用能力；5. 工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文質(zhì)量1. 立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實驗是否正確，設(shè) 計、計算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號

6、是否統(tǒng)一，圖表 是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2. 文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；3. 有無理論價值或?qū)嶋H應(yīng)用價值，有無創(chuàng)新之處。工作量工作量是否飽滿，含論文篇幅、圖紙等是否達(dá)到規(guī)定要求。綜合評價評閱人姓名（職稱）：年月日小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計小型液壓挖掘機液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計目錄 TOC o 1-5 h z 前言 8摘要 9第一章 文獻(xiàn)綜述 10畢業(yè)設(shè)計課題名稱10畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容要求10液壓挖掘機的發(fā)展前景10第二章 明確設(shè)計要求，確定基本方案 12液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)12液壓挖掘機大致結(jié)構(gòu)12對液壓系統(tǒng)的要求12確定液壓執(zhí)行元件的形式13擬定液壓執(zhí)行元件運動

7、控制回路 13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主機功能結(jié)構(gòu)17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初選系統(tǒng)工作壓力21液壓缸的流量21小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計液壓缸的功率 21計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 22 第五章 液壓缸的設(shè)計 25選擇液壓缸的類型和安裝方式 25液壓缸性能的參數(shù)計算 25液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計 27液壓缸的聯(lián)接計算 32 第六章 液壓泵和油箱的選擇 41液壓泵的選擇 41液壓油箱的計算 42 第七章 液壓系統(tǒng)性能驗算 437.1. 液壓系統(tǒng)壓力損失 437.2. 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算 45 第八章 設(shè)計液壓裝置

8、，編制技術(shù)文件 47 TOC o 1-5 h z 液壓裝置總體布局47液壓閥的配置形式47通道塊設(shè)計47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小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計液壓技術(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)計與使 用液壓系統(tǒng)，對于提高各類液壓機械及裝置的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性

9、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 機液壓系統(tǒng)優(yōu)化做課題，目的是通過此次設(shè)計對液壓技術(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)計是對小型液壓挖掘機液壓系統(tǒng)優(yōu)化，其中涵蓋了液壓系統(tǒng)的總體設(shè)計、 液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件的設(shè)計及校核、液壓缸、液壓馬達(dá)的選擇、液壓元件的選擇、液壓系 統(tǒng)的性能驗算、液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)的確定等等。此次設(shè)計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 了很好的實踐機會。限于水平和經(jīng)驗局限，設(shè)計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

10、液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 摘要 此次設(shè)計的是斗容為 0.1 m3 履帶式全液壓小型單斗挖掘機， 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)計主要內(nèi)容是液壓系 統(tǒng)的優(yōu)化和液壓缸的設(shè)計。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)計還設(shè)計了限速措施，防止重力超速。小型挖 掘機具有結(jié)構(gòu)緊湊、挖掘力大、傳動平穩(wěn)、操作簡便以及容易實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點。 關(guān)鍵字小型挖掘機 液壓缸 液壓馬達(dá) 液壓泵 優(yōu)化 校核 AbstractThis design is the Big Dipper t

11、o be around 0.1m3 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 desi

12、gn 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 smo

13、oth, easy to operate and achieve automatic control of advantages.Key wordsSmall excavatorHydraulic tanksHydraulic motorsHydraulic PumpOptimization Degree小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第一章 文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計課題名稱畢業(yè)設(shè)計課題：小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計部分。畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容要求適用于小型路面維護(hù)的液壓挖掘機雙泵液壓系統(tǒng)的設(shè)計。液壓系統(tǒng)元件的選型液壓系統(tǒng)管路設(shè)計液壓系統(tǒng)的能量損失及優(yōu)化基本參數(shù)：斗容 0.1 m3 、碎石沖

14、擊功 150J/次 、流量 28L/min 、機重約 104 N、成本約人民幣 10 萬元左右。圖紙數(shù)量折合標(biāo)準(zhǔn)圖紙不少于四張 A1圖紙，計算機繪圖的圖紙不少于 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。液壓挖掘機的發(fā)展前景隨著小型挖掘機市場的慢慢興起，國內(nèi)生產(chǎn)小型挖掘機的企業(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， 目前挖掘機行業(yè)已經(jīng)成為國內(nèi)工程機械行業(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

15、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)大型工程機械施工應(yīng)用 中的優(yōu)點，對于大型施工機械表現(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，推動了工程機械化程度的快速提高，

16、小型機械代替 人工在節(jié)約成本的同時，能夠增強施工的安全性、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)小型工程機械市場還存在種種困難和不足，尚未形成有較強市場影響力 的小型設(shè)備品牌。因此，在工程機械市場普遍走低的今天，小型工程機械未來的發(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的市場保有量及銷量所占比例甚微， 但有一個不爭的事實， 我國的小型挖掘機市場業(yè)已呈迅速啟動之勢。 在我國，8 噸以下的 小型挖掘機越來越顯示出巨大的市場潛力，預(yù)計今年國內(nèi)小型挖掘機的年產(chǎn)量將達(dá)到 5000 臺左右。如果把未來幾年內(nèi)小、微型挖掘機市場需求量與大中型挖掘機按

17、0.5:1 的小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 10湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計比值計算，小型挖掘機的市場的容量足以令人振奮。從我國小型、多功能挖掘裝載機從無到有的發(fā)展歷史看，大量的工程機械生產(chǎn)廠家 在發(fā)展過程中積累了豐富的經(jīng)驗和較為成熟的生產(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 挖掘裝載機市場的激烈競爭。有關(guān)專家指出，由于我國的挖掘裝載機起步晚，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，加強基礎(chǔ)元 件、部

18、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。小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 11湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第二章 明確設(shè)計要求，確定基本方案液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)3流量 28L/min斗容 0.1m碎石 沖擊功 150J/ 次 機重 約 10000 N成本 約人民幣 10 萬元液壓挖掘機大致結(jié)構(gòu)單斗液壓挖掘機主要由工作裝置（包括動臂、斗杠和鏟斗） 、回轉(zhuǎn)機構(gòu)和行走機構(gòu) 組成。工作裝置由三個液壓缸分別驅(qū)動動臂、斗桿和鏟斗的運動?；剞D(zhuǎn)機構(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 帶式液壓挖掘機其行走機構(gòu)是通過

19、兩個液壓馬達(dá)來驅(qū)動的，無支腿裝置。圖 2-1 單斗液壓挖掘機結(jié)構(gòu)示意圖斗桿 6- 動臂液壓缸1- 鏟斗 2- 鏟斗液壓缸 3- 動臂 4- 斗桿液壓缸 57- 行走結(jié)構(gòu) 8- 回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)對液壓系統(tǒng)的要求適用于小型路面維護(hù)的液壓挖掘機，鏟斗可替換成碎石機用。液壓系統(tǒng)有足夠可靠性。要選擇可靠、耐沖擊、抗污染能力強的液壓元件小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 12湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計要盡量減少系統(tǒng)發(fā)熱，主機連續(xù)工作油溫一般不超過 80 度。因挖掘機油箱不能太大， 所以要設(shè)置油冷卻器。動臂、斗桿和鏟斗既要能單獨工作，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工作，又要同時工作，以提高生產(chǎn)率。為提高動臂

20、和斗桿的作 業(yè)速度，可設(shè)置合流措施。因挖掘機作業(yè)時不行走，行走時不作業(yè)。所以，行走機構(gòu) 和工作機構(gòu)無需保證同時工作。行走的左右履帶的液壓馬達(dá)要能單獨驅(qū)動，以保證同步運行和靈活地原地轉(zhuǎn) 彎。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。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。成本控制在 10 萬元左右確定液壓執(zhí)行元件的形式液壓缸 實現(xiàn)直線往返運動，要求當(dāng)系統(tǒng)不工作時鎖緊。液壓馬達(dá) 完成回轉(zhuǎn)運動，馬達(dá)不工作時鎖緊。行走馬達(dá) 左、右馬達(dá)均

21、可獨立工作實現(xiàn)直線前進(jìn)、倒退、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎 根據(jù)設(shè)計要求選用下表執(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動，差 動可實現(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)運動擬定液壓執(zhí)行元件運動控制回路回轉(zhuǎn)機構(gòu)的確定 回轉(zhuǎn)機構(gòu)為 360 度旋轉(zhuǎn)運動， 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。小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 13湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 2-2工作機構(gòu)的確定 工作機構(gòu)為單純的直線往復(fù)運動，動臂缸、斗桿缸、鏟斗缸 均采用單活塞雙作

22、用液壓缸直接驅(qū)動，由換向閥控制運動方向。圖 2-3行走機構(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。小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 14湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計采用 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)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。液壓源系統(tǒng)本設(shè)計液壓系統(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系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 15湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計統(tǒng)采用定量泵供油，液壓泵的供油量

23、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。小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 16湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第三章 繪制液壓系統(tǒng)圖 液壓系統(tǒng)工作原理主機功能結(jié)構(gòu)單斗液壓挖掘機是一種自行式土方工程機械。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)機構(gòu)和行走機構(gòu)和各自的液壓馬達(dá)驅(qū)動，整

24、 個機器的動力由電動機提供。液壓系統(tǒng)工作原理本設(shè)計產(chǎn)品為 0.1 m3 履帶式全液壓單斗挖掘機液壓原理系統(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系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 17湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 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)， 特點是油泵利用率高，整機工作效率高，泵 2 負(fù)載較平均，但存在下列缺點：（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

25、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)計我們采用并聯(lián)方案。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：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系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 18湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計16 鏟斗液壓缸 22 右腔 此時鏟斗液壓缸的右腔壓力逐漸增大，推動活塞向左運動。 回油路線鏟斗液壓缸 22左腔 復(fù)合液控單向閥

26、16 三位六通換向閥 10上位 過濾器 2 油 箱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 的左位機能起作用。同時也推 動手柄使三位六通換向閥

27、10中端接通控制油路，閥10的中位機能起作用， 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。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：推動手柄使二位三通換向閥 6 右端接通控制油路

28、， 閥 6 的右位機能起作用。 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的下位機能起作用， 將主油路 溝通。小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 19湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計進(jìn)油路線泵 2 二位三通閥 6右位

29、 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) 在停止運動

30、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。小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 20湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第四章 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

31、壓力、流量和功率。通常，首先選擇系統(tǒng)的設(shè)計壓力，并按最大外負(fù)載和選定的設(shè)計壓力計算執(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。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，行走機構(gòu)重載設(shè)備壓力要選得高一些。由于本設(shè)計是小型路面挖掘、碎石兩用機，機重約 1 噸

32、, 工作時沖擊器功率也不大， 小型挖掘機在工程機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” ( JB824 16 ), 所以初選定系統(tǒng)工作壓力為 10MPa。4.2 計算液壓缸的流量Q AV m3/r(4-1)A 液壓缸的有效工作面積 m2V 活塞與缸體的相對速度 m/sa. 鏟斗缸、推土缸代入數(shù)據(jù)得V 取 0.08 m/s2Q D 2 0.08m / s4=0.00040192m3 /s=401.92 ml / s=24.12 l/ min計算液壓缸的功率液壓缸所做的功為 W=FS功率則為 N=W FS F S FVW t t t 由于 F

33、=PA， V=Q 代入上式，則A小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 21湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計N=FV=PAQ =PQ（4-2 ）AP 工作壓力（ Pa）Q 輸入流量（ m3 s ）a. 鏟斗缸，推土缸6 10 3 N 2 =10 106 24.122 60=4.02103W表 2 液壓執(zhí)行元件實際工作壓力工況執(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 KN24.12104.02kw挖掘推土缸38.9 KN24.12104.02kw計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 - 液壓缸的內(nèi)徑 D圖 4-1 TOC o 1-5 h z FWM P1A1 P2A2(4-3

34、)P2的回油壓力的忽略不計A1 - 無桿腔活塞有效作用面積m2A2 - 有桿腔活塞有效作用面積m2小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 22湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計P1 - 液壓缸工作腔壓力 PaP2 - 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D 活塞直徑 md - 活塞桿直徑 m- 液壓缸的機械效率 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 /mm840125（280）1050（140）3201263160（360）1680（180）40020（90）200（450）25100（220）50032（110）250注：括號內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用者鏟斗缸

35、、推土缸的內(nèi)徑 D代入數(shù)據(jù) 35000 0.9 10 106 A1A1 4D 2（4-4）得 D=70.38 查表 3 得 D=80mm計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 - 活塞桿的直徑 d d 塞桿直徑d1D mm(4-5)D 液壓缸內(nèi)徑- 速比 由表 4 得表4公稱壓力 /MPa少于等于 1012.5 20大于 201.331.46 ，22鏟斗缸、推土缸的活塞桿直徑 d代入數(shù)據(jù)得 d 2 1 80 d=56.5 mm小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 23湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計查表 5 得 d=56 mm表 5 液壓缸、氣壓缸的活塞桿外徑尺寸系列 /mm41845110280520501253206225614

36、0360825631601028701801232802001436902201640100250選擇液壓馬達(dá)1 回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)根據(jù)排量 q 630ml / r 輸出力矩 T 900N M 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630ml /r16MPa18MPa170r/ min210r/min200 600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%26KW1490N M鎮(zhèn)江液壓總 廠100-30 01 行走液壓馬達(dá)根據(jù)排量 q 315ml / r輸出力矩 T 450N M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

37、高轉(zhuǎn)速生產(chǎn)廠家315mL16mPa20mPa335rmin420rmin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200-60 090%80%25kw705N M100-30 0小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 24湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第五章 液壓缸的設(shè)計選擇液壓缸的類型和安裝方式根據(jù)挖掘機工作時的運動要求、機構(gòu)要求及成本等綜合因素，選擇直線運動液 壓缸里的單活塞雙作用液壓缸。動臂缸、斗桿缸的行程 500mm，鏟斗缸、推土缸的行程 250mm系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，根據(jù)挖掘機的結(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。液壓缸性能的參數(shù)計算5.

38、2.1 液壓缸的輸出力a. 鏟斗缸，推土缸F =F W2 =35KN液壓缸的阻力f AP F (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26f 4 (0.08)2 10 106 35000=50240-35000=15240 N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60QA1(5-2)式中v1 活塞的外伸速度 m/minQ進(jìn)入( 或流出 )液壓缸的流量 m3 sA1 活塞的作用面積 mA12 AL(5-3)小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 25湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計AL 活塞 （ 液壓缸 ） 直徑 m（2） 單活塞雙作用液壓缸活塞縮入時的速度(5-

39、4)5-5)v2 60 QA2式中v2 活塞的外伸速度 m/minQ進(jìn)入（ 或流出 ）液壓缸的流量 m3 sA2 活塞的作用面積 m22 A2（D d ）4AL 活塞 （ 液壓缸） 直徑 mMM 活塞桿直徑 m為了簡便計算，我們選取活塞的平均速度為v 0.08m s5.2.4 液壓缸的輸出時間 tsv（5-6）s 液壓缸作用的行程mv 液壓缸的輸出速度m/sa. 鏟斗缸，推土缸s取 250mm0.25 t2 2 0.083s5.2.5 液壓缸的儲油量2V= D 2S4（5-7）D 液壓缸的內(nèi)徑 m S 液壓缸的行程 ma. 鏟斗缸，推土缸2V 2 = (0.008)2 0.254=0.0007

40、7m =0.77L小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 26湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計5.2.6 液壓缸的輸出功率 液壓缸所做的功為 W=FS功率則為 N=W FS F S FVW t t t 由于 F=PA， V=Q 代入上式，則A5-8)N=FV=PAQ =PQAP 工作壓力（ Pa）輸入流量（a. 鏟斗缸，推土缸N 2 =10 106 24.12 102 60=4.02103W液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計5.3.1 液壓缸筒底部的厚度計算圖 5-1 液壓缸筒底部的厚度缸筒底部為平面時，其厚度 1 可以按照四周嵌住的圓盤強度公式進(jìn)行近似計算1 0.433D 2m5-9)1 筒底厚度 mP 筒內(nèi)最大工作壓力 MPap 筒

41、底材料許用應(yīng)力 MPa p b n 5 n小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 27湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計D2 計算厚度外直徑a. 鏟斗缸，推土缸11D2 125 1 22 2 1 2 21 0.433(80 1)10.9mm1 取 11mm缸頭厚度的計算圖 5-2 缸頭厚度4Fb 10 3ra p5-10)F 法蘭在缸筒內(nèi)最大壓力下所承受的軸向壓力 N ra 法蘭圓半徑 m小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 28湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計其余符號代表的意義見圖圖 5-3 端部法蘭聯(lián)接a.鏟斗缸，推土缸查表 6得b2 145 115 15mmra145 72.5mm24 35000 0.015 3 h 103.14 0.072

42、5 1220.00954m9.54mmh 取 10mm表 6 端部法蘭連接的外形尺寸代號缸徑8090100110125140150211513014516017519020531451601801952102252454175190210225240260285缸筒壁厚的計算5-11)0 c1 c2小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 29湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計關(guān)于 0 的值，可按下列情況分別進(jìn)行計算當(dāng) D 0.008 時，可用薄壁缸筒的實用計算式0 = P2max D m0 2 p當(dāng) D 0.08 0.3時，可用實用公式：PmaxD2.3 p 3Pmax當(dāng) D 0.3 時D(2p0.4pmax-1 )m p

43、 1.3 p maxD2(-1)mp3pmax5-12)5-13)5-14)5-15)- 缸筒壁厚 m0 - 為缸筒材料強度要求的最小值C1- 為缸筒外徑公差余量 mC2 - 腐蝕余量 mD缸筒內(nèi)徑 mPmax - 缸筒內(nèi)最高工作壓力 MPp - 缸筒材料的許用應(yīng)力MP5-16)b - 缸筒材料的抗拉強度 MP n安全系數(shù) 通常取 n=5s - 缸筒材料的屈服強度a. 鏟斗缸，推土缸的壁厚計算125 0.08 10mm 125 0.3 37.5mm由于此液壓缸壓力較少，在 D 0.08 范圍內(nèi)，即10mm0 C1 C25-17)小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 30湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計選用材料為 45

44、號鋼0PmaxDn5-18)5-19)16 0.082 610b 值查表 8 5.24 mmPmax 取 16MPa取 0=6mm根據(jù)經(jīng)驗C1 C2取 1.5 mm0 C1 C2 6 1.5 7.5mm驗算 1額定壓力 Pn 應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全22 s(D12 D22)5-20)Pn 0.35 s 1 2 2 MPanD12Pn - 額定工作壓力D1 外徑D 缸筒內(nèi)徑Pn 0.35360 (952952802)50.60MPa10 50.60 MPa滿足系統(tǒng)要求驗算 2 額定工作壓力 Pn 應(yīng)與完全塑性變形壓力有一定的比例范圍，以避免塑性變形的 變形的發(fā)生。5-21)Pn (0.

45、350.42 )PrLPrL - 缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力 MPaPrL 2.3 s D1D5-22)小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 31湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計Pn (0.350.42 ) 2.3 s 1Pn 21.62 25.95 MPa10 21.62 25.95 MPa 滿足系統(tǒng)要求驗算 3 缸筒徑向變形 D 應(yīng)處在允許范圍內(nèi)，變形量 D 不應(yīng)超過密封圈的允許范圍225-23)D2DPr D12 D 2 D = r ( 122 v)mE D 2 2Pr缸筒耐壓實驗壓力MPa缸筒材料彈性摸數(shù)5 2 5MPa 金屬材料取 2.1 105 N / mm2 即 2.5 10 5 MPa缸筒材料的泊松比對

46、鋼材而言 v 0.30.08 104 D=0.0952 0.082 0.32 2 0.30.0952 0.0822.1 105=0.00010692 m=0.10692 mm 少于密封圈的允許范圍，滿足要求驗算 4 驗算缸筒的爆裂壓力 Pr 即達(dá)到此壓力缸筒會爆裂Pr =2.3 b D1 MPaD5-24)=104 MPa最高工作壓力為 16MPa 遠(yuǎn)少于 104 MPa 滿足系統(tǒng)要求5.4 液壓缸的聯(lián)接計算5.4.1 缸蓋的聯(lián)接計算螺紋處的拉應(yīng)力KF10 6MPa5-25)d141螺紋處的剪應(yīng)力5-26)k1kFd30 10 6 0.475MPa0.2d13z小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 32

47、湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計合成應(yīng)力5-27)5-28)F 缸筒端部承受的最大推力 ND- 缸筒內(nèi)徑 m d 0- 螺紋外徑 d 1- 螺紋底徑K- 擰緊螺紋的系數(shù)，不變載荷取 K=1.251.5 ，變載荷取 K=2.54K1- 螺紋連接的摩擦因數(shù)， K1 =0.07 0.2 平均取 K1=0.12S- 缸筒材料的屈服極限Nmm2n0- 安全系數(shù) 取 n0=1.2 2.5a. 鏟斗缸 推土缸=K1KF3d00.2d13Z10 6 0.475 MPa由 n 2 3 2 1.3得 2.08 2.08 0.475 0.99MPa1.3 0.99 1.287MPa1.287 S 144MPa 滿足條件 n05.4

48、.2 活塞與活塞桿的聯(lián)接計算小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 33湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖 5-4 活塞與活塞桿采用螺紋連接螺紋處的拉應(yīng)力KF10 6 N螺紋處的剪應(yīng)力合成應(yīng)力許用應(yīng)力a.鏟斗缸推土缸D=40d0 =56d1 =53.042d1 =d0 -2hh 查表 7 為 1.479KF22(d12 D 2)4224 (d12 D2)K1Kd0F0.2(d13 D3 )p1 =1.5=0.120 =2mm210 65-29)5-30)5-31)5-32)10 61.5 3500010 6 43.42MPaK1KFd0 10 60.2(d13 D3 )n43.422 3 4.532(0.0530422

49、0.042 )40.12 1.5 35000 0.056 10 6 4.53MPa0.2(0.053423 0.043)44.12MPa44.12110KN (n K 取 5)所以穩(wěn)定性好圖 5-7 液壓缸耳環(huán)連接得b. 鏟斗缸 推土缸 由圖 5-6 液壓缸的安裝型式 圖 5-7 的 L 3 -L=l 1+s圖 5-6 中的 300+S-45=l 1+Sl 1 =255圖 5-6 中的 l 2 =L4-L 3+L圖 5-7 中的 l 2 =347+S-(300+S)+45=92由圖 5-6 l 0=l 1+l 2 +2S=255+92+2 S=847mm S=250 mm265-36)2E1I

50、 106K 2LB 2圖 5-5 中的 LB =l 0 取 K=22E1I 106K2 1.80 105 0.049 0.084 10622K2L2B22 (0.847) 2=1240KN取 nK =5小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 39湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計FKnK =248KN 35KN所以穩(wěn)定性好銷軸 耳環(huán)的聯(lián)接計算D= 0.46F=b nD銷軸直徑 . mmF輸出作用力 . N- 材料的許用應(yīng)力 . MP an安全系數(shù) .n 通常取 5b - 鋼筒材料的抗拉強度 . MP a 材料用 30 鋼 . 查表 55-37)5-38)銷軸長度 L=D耳環(huán)外徑 d=1.2D耳環(huán)長度 l=1.2D耳環(huán)小徑

51、d 1=D14鏟斗缸 推土缸0.46 35000=12.68mm 取 13mm 5005 =12.68mm 取 13mmL=D=13mmd=1.2D=15.6mm 取 16mm l=1.2D=15.6mm 取 16mm d1=D4=15.64=3.9 mm 取 4mm小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 40湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第六章 液壓泵和油箱的選擇液壓泵的選擇6.1.1 控制液壓缸的液壓泵的選擇a. 液壓泵的最大工作壓力 16MPa工作最大流量 50ml 選擇所以選用 CGB2050 50ml/r排量額定工作壓力最高工作壓力額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速50ml/r16MPa20MPa2000r/min2500r/

52、min容積效率總效率功率重量91%82%32.3Kw22.5Kg6.1.2 控制馬達(dá)的液壓泵由于挖掘機行走時不旋轉(zhuǎn) , 旋轉(zhuǎn)時不行走 , 即兩馬達(dá)不同時工作 .選擇流量較大的馬達(dá) 流量 107.5L/min.qp Vn 10 3 vl /min（6-5）107.1V=107.3158.84ml /r2000 10 3 91%取 63ml/r.選擇 CGB2063排量額定工作壓力最高工作壓力額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速63ml/r16Mpa20Mpa2000r/min2500r/min容積效率總效率功率重量91%81%40.7Kw23.2Kg電動機的選擇小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 41湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計驅(qū)動功

53、率 P=P1+P2 =32.3+40.7 =73Kw 所以選取 Y280S-2功率轉(zhuǎn)速電流效率額定轉(zhuǎn)矩75Kw2970r/min140A91.5%2.2Nm6-6)液壓油箱的計算V=qpV=6 (nV 10-3 v)=6 (2000 11310-391%)=1233.96L查表 10 得 選用 1250L表 10. 液壓泵油箱公稱容量系列 /L125016160160020002.525250250031531504.040400400050050006.3636306300800101001000小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 42湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第七章 液壓系統(tǒng)性能驗算7.1 液壓系統(tǒng)壓力損失

54、 液壓系統(tǒng)壓力損失主要包括三部分損失 a. 管道沿程損失 P7-1)l2pdH2- 沿程阻力系數(shù) ,是雷諾數(shù) Re和管內(nèi)壁粗糙度 ( ) 的函數(shù) .- 管內(nèi)壁的絕對粗糙度 ,mm.l- 管道長度 ,m.d H -水力直徑 ,m.-平均流速 ,m/s.-液體密度 ,m3/Kg. 的值按表 16 相應(yīng)的公式進(jìn)行計算 .按選定的液壓元件管道直徑為 24mm,17mm進(jìn). , 回油管道長度均取 l=2m,取油液運動黏度 =110-4m2/s, 油液密度 =0.9174 103Kg/m3dRe(7-2 )v-平均流速 . d-管道直徑 v- 油液運動黏度 .d 4q 4 28 10 3 Rev dr 6

55、0 17 10 3 104 350 2300故可推論出 : 各工況下的進(jìn)回油中的液流均為層流7-3)l 2 l 2dH12dH 22表 11. 圓管沿程系數(shù) 計算公式 .流動狀態(tài)Re范圍的計算公式層流2300=64/Re ( 水 )小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 43湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計=75/Re( 油)層流到紊流過渡區(qū)52300Re1051/3=0.0025Re1/3光滑管紊流區(qū)4000Re22.2(d/ ) 8/74000Re105=0.3164Re-0.25105Re3106-0.237=0.032+0.221Re-0.237過渡區(qū)8/7 9/822.2(d/ )8/7 Re597(d/ )

56、9/8=0.11( /d) 0.25查表 11 為 75/Re4q7-4)4 75 rl4 75 rl42 d2=0.26 105 0.49 1055=0.751057-5)管道局部的壓力損失p 管 0.1 p .( 經(jīng)驗公式 )5=0.75 105 0.1 =0.75 102 d14Pa閥的局部壓力損失 .7-6)2p閥2- 液壓閥及輔件上的局部阻力系數(shù)查表 17小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 44湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計其余符號意義跟上面的相同查表 12. 液壓閥及輔件上的局部阻力系數(shù)平板閥短錐閥錐閥球閥滑閥=13=29=211=29=816球閥 取 5, 滑閥 取 10. 根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖 ,球閥

57、有 18個,滑閥有 9 個. 所以 p 閥的值可估算 .p 閥 115.62 9 10 115.62 18 5=2.08 105Pa545 p p p 管 p 閥 0.75 105 0.75 104 2.08 105=2.905 105pa=0.2095Mpa 符合系統(tǒng)要求 .7-7)7-8)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算 由于液壓系統(tǒng)發(fā)熱原因是由于液壓泵和執(zhí)行器的功率損失以及溢流閥損失所造成的 因此, 系統(tǒng)的總發(fā)熱量可按下式估算 :H ppi pAO Wppi - 輸壓泵的輸入功率 .WpAO -執(zhí)行器的輸出功率 .W1 泵 1 控制的線路H 32.3 (9.8 4.2)=18.3KWH0.065k

58、3 2v- 油箱體積 LH-熱量 WK-散熱系數(shù) . W(moC)通風(fēng)較差時 K=8.通風(fēng)良好時 K=1420. 風(fēng)扇冷卻時 K=110175.小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 45湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計t- 系統(tǒng)溫升 . 即系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時油溫與環(huán)境溫度之差 . oC 一般機械 t 35oc. 工程機械 t 40oc. 數(shù)控機床 t 25oc.18300t320.065 25 3 12502=97 oc970c 大于 400ct 超過允許值 , 由于挖掘機是行走機械油箱面積不能太大，又不能用循環(huán)水冷卻器 即系統(tǒng)應(yīng)加散熱裝置 泵 2 控制的線路H 40.7 26 =14.7KWH320.065k3 2 v

59、- 油箱體積 LH-熱量 WK-散熱系數(shù) . W(moC)通風(fēng)較差時 K=8.通風(fēng)良好時 K=1420. 風(fēng)扇冷卻時 k=2025; 用循環(huán)水冷卻時 K=110 175.t- 系統(tǒng)溫升 . 即系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時油溫與環(huán)境溫度之差 . oC 一般機械 t 35oc. 工程機械 t 40oc. 數(shù)控機床 t 25oc.14700320.065 25 3 12502=77.9 oc77.9 0c 大于 400c t 超過允許值 , 由于挖掘機是行走機械油箱面積不能太大，又不能用循環(huán)水冷卻器 即系統(tǒng)應(yīng)加散熱裝置。小型液壓挖掘機系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 46湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第八章 設(shè)計液壓裝置，編制技術(shù)文件8.1 、

60、液壓裝置總體布局 液壓系統(tǒng)總體布局有集中式、分散式。 集中式機構(gòu)是將整個設(shè)備液壓系統(tǒng)的油源、控制閥部分獨立設(shè)置于主機之外或安裝 在地下，組成液壓站。如冷軋機、鍛壓機、電弧爐等有強烈熱源和煙塵污染的冶金設(shè)備， 一般都是采用集中供油方式。分散式機構(gòu)是把液壓系統(tǒng)中液壓泵、控制調(diào)節(jié)裝置分別按裝在設(shè)備上適當(dāng)?shù)牡胤健?機床、工程機械等可移動式設(shè)備一般都采用這種結(jié)構(gòu)。、 液壓閥的配置形式a. 板式配置 板式配置是把板式液壓元件用螺釘固定在平板上，板上鉆有與閥口對 應(yīng)的孔，通過管接頭聯(lián)接油管而將各閥按系統(tǒng)圖所示的關(guān)系接通。這種配置可根據(jù)需要 靈活改變回路形式。液壓實驗臺等普通采用這種配置。b. 集中式配置 目