液压挖掘机液压系统设计12

甘肃农业大学第0页共37页摘要液压挖掘机是工程机械的一个重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。液压挖掘机利用液压元件（液压泵、液压马达、液压缸等）带动各种构件动作，具有许多优点，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析设计对推动我国挖掘机发展具有十分重要的意义。在搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上，了解了挖掘机液压系统的发展历史，并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结。本次毕业设计课题是液压挖掘机。挖掘机由多个系统组成，包括液压系统，传动系统，操纵系统，工作装置，底架，转台，油箱，发动机安装等。本人的设计主要致力于分析和设计中型液压挖掘机液压系统的液压元件。以液压元件和液压回路为主。关键词：挖掘机液压系统液压泵甘肃农业大学第1页共37页AbstractConstructionmachineryhydraulicexcavatorisanimportantspecies,isawidelyusedinconstruction,railway,highway,waterconservancy,miningandotherconstructionprojectsofEarthmovingMachinery.Theuseofhydraulicexcavatorhydrauliccomponents(hydraulicpumps,hydraulicmotors,hydrauliccylinders,etc.)bringavarietyofcomponentmovement,hasmanyadvantages,soitisthedesignofthehydraulicsystemofthehighdemands,anditshydraulicsystemengineeringmachineryhydraulicsystemisthemostcomplex.Therefore,theanalysisofexcavatorhydraulicsystemdesigninpromotingthedevelopmentofChina'sexcavatorofgreatsignificance.Athomeandabroadingatheringrelevantinformationexcavatorhydraulicsystemonthebasisoftheunderstandingoftheexcavatorsofthehistoricaldevelopmentofthehydraulicsystem,hydraulicexcavatorsandtechnicaldevelopmentshavebeenanalyzedandsummarized.ThegraduationprojectisthesubjectofhydraulicexcavatorsYW160.Mini-excavatorfrommultiplesystems,includinghydraulicsystem,transmissionsystem,controlsystem,theworkingdevices,chassis,turntable,fueltanks,engineinstallation.Ifocusedonthedesignoftheanalysisanddesignofmedium-sizedhydraulicexcavatorhydraulicsystemhydrauliccomponents.Hydrauliccomponentsandthemainhydrauliccircuit.Keywords:hydraulicpumphydraulicsystemofexcavator甘肃农业大学第2页共37页目录前言................................................................................................1第1章液压挖掘机结构与工作原理................................................2§1.1液压挖掘机整机性能.............................2§1.2液压挖掘机结构.................................3§1.3液压挖掘机传动原理.............................5第2章挖掘机工况分析及液压系统设计方案的确定..................7§2.1液压挖掘机工况.................................7§2.2挖掘机液压系统的设计要求......................12§2.3液压系统方案拟定...............................14第3章液压系统设计.....................................................................15§3.1确定油缸所受的作用力..........................15§3.1.1铲斗油缸作用力的确定......................15§3.1.2斗杆油缸作用力的确定......................17§3.1.3动臂油缸作用力的确定......................18§3.2各油缸尺寸的确定..............................19§3.2.1铲斗油缸尺寸的计算........................19§3.2.2斗杆油缸尺寸的计算........................22§3.2.3动臂油缸尺寸的计算........................22§3.3液压系统图的拟定..............................23§3.4液压元件的选择................................24§3.5各液压缸和马达流量的确定......................25§3.6管路油管的选择................................27§3.7液压油箱的确定................................29§3.8液压系统的发热和温升的验算....................29§3.9液压装置的结构设计............................30结论..............................................................................................31参考文献..........................................................................................32致谢..............................................................................................34甘肃农业大学第1页共37页1前言我国是一个发展中国家，在辽阔的国土上正在进行大规模的经济建设，这就需要大量的土石方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要的一类土石方施工机械。因此，可以肯定液压挖掘机的发展空间很大。可以预见，随着国家经济建设的不断发展，液压挖掘机的需求量将逐年大幅度增长。今后几年我国液压挖掘机行业将会有一个很大的发展，液压挖掘机的年产量将会以高于20％的速度增长。中国挖掘机市场自1997年开始已进入了一个较快的发展时期，2001年与2000年比较，全国挖掘机的产、销量分别增长55％和56％。截止到2002年8月底全国挖掘机的销量已超过13000台，超过了2001年全年的销售数。2003年全国液压挖掘机的销售量超过18000台。显然，挖掘机在整个工程机械行业中是产、销量增长最快的机种之一。2008年北京奥运会、2010年上海世博会、西部大开发、南水北调工程对机械设备的需求为挖掘机生产厂商提供了大量商机。另为满足国民经济发展的需要，尽快为国内市场提供产品质量好、可靠性高的液压挖掘机，改变大中型液压挖掘机长期依靠进口的被动局面当务之急是高速发展我国液压挖掘机。随之从事液压设备设计和调试工作的工程技术人员也越来越多。他们设计出了不少性能良好的液压系统；但也经常出现一些因设计时考虑不周或参数调节不当，造成系统达不到要求或不能正常工作，不得不改进设计或采取应急对策的情况。如何设计出工作可靠、结构简单、性能好、成本低、效率高、维护使用方便的液压系统，必须通过调查研究，明确多方面的要求！以下是中型反铲挖掘机液压系统的设计，希望本设计能为从事液压工作的人员献上微薄之力！甘肃农业大学第2页共37页2第1章液压挖掘机结构与工作原理液压挖掘机由于在动力装置和工作装置之间采用容积式液压传动，靠液体的压力能进行工作，相对机械传动具有许多优点:能无极调速且调速范围大，最大速度和最小速度之比可达1000:1能得到较低的稳定转速；快速作用时，液压元件产生的运动惯性较小，并可作高速反转；传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动；操纵省力灵活，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。因此液压挖掘机逐步取代机械式挖掘机是必然的趋势。单斗液压挖掘机是装有一只铲斗并采用液压传动进行挖掘作业的机械。它是目前挖掘机械中重要的机种。单斗液压挖掘机的作业过程是以铲斗(一般装有斗齿)的切削刃切削土壤并将土装入斗内，斗满后提升。回转至卸上位置进行卸土，卸空后铲斗再转回并下降到地面进行下一次挖掘。当挖掘机挖完一段土后，机械移动一段距离，以便继续作业。因此单斗液压挖掘机是一种周期作业的自行式上方机械。§1.1液压挖掘机整机性能液压挖掘机可分为:动力系统、机械系统、液压系统、控制系统。液压挖掘机作为一个有机整体，其性能的优劣不仅与工作装置机械零部件性能有关，还与液压系统、控制系统性能有关。(1)动力系统挖掘机工作的主要特点是环境温度变化大，灰尘污物较多，负荷变化大，经常倾斜工作，维护条件差。因此液压挖掘机原动力一般由柴油机提供，柴油机具有工作可靠、功率特性曲线硬、燃油经济等特点，符号挖掘机工作条件恶劣，负荷多变的要求。挖掘机的额定负荷与汽车。拖拉机不同，汽车和拖拉机指在最高转速下、连同机油泵、发电机等必要附件，分钟内的最大功率;挖掘机是指在额定转速下一小时以上的额定功率。挖掘机采用车用柴油机时，最大功率指数降低。(2)机械系统甘肃农业大学第3页共37页3液压挖掘机的机械系统部分是完成挖掘机各项基本动作的直接执行者，主要包括:行走装置是整个机器的支撑部分，承受机器的全部重量和工作装置的反力，同时能使挖掘机作短途行驶.按照结构的不同，分履带式和轮胎式。回转机构使挖掘机上车围绕中央回转轴作360度的回转的机构，包括驱动装置和回转支撑。工作装置是挖掘机完成实际作业的主要组成部分，常用的有反铲、正铲、装载、起重等装置，而同一种装置可以有多种结构形式，前面所述的反铲装置应用最为广泛。(3)液压系统液压挖掘机的回转、行走和工作装置的动作都由液压传动系统实现，原动机驱动双联液压泵，把压力油分别送到两组多路换向阀。通过司机的操纵，将压力油单独或同时送往液压执行元件(液压马达和液压油缸)驱动执行机构工作。液压挖掘机的主要运动有整机行走、转台回转、动臂升降、斗杆收放、铲斗转动等。这些运动都靠液压传动。根据以上工作要求，把各液压元件用油管有机地连接起来地组合体既是液压挖掘机地液压系统。该系统地功能是把发动机地机械能以油液为介质，利用油泵转变为液压能，传送给油缸、油马达等转变为机械能，再传动各执行机构，实现