履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計
52頁 15000字?jǐn)?shù)+論文說明書+任務(wù)書+7張CAD圖紙【詳情如下】
任務(wù)書.doc
履帶式挖掘機液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計論文.doc
活塞桿.dwg
液壓系統(tǒng)原理圖串聯(lián).dwg
液壓系統(tǒng)原理圖并聯(lián).dwg
液壓系統(tǒng)裝配圖.dwg
液壓缸裝配圖.dwg
缸底.dwg
缸蓋.dwg
小型液壓挖掘機液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計
目 錄
前言……………………………………………………………………………8
摘要……………………………………………………………………………9
第一章 文獻綜述…………………………………………………………10
1.1 畢業(yè)設(shè)計課題名稱……………………………………………………10
1.2 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容要求……………………………………………………10
1.3 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
2.1液壓系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)………………………………………………………12
2.2液壓挖掘機大致結(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
4.3液壓缸的功率……………………………………………………………21
4.4 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
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)計算…………………………………………………25
5.3 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計……………………………………………………27
5.4 液壓缸的聯(lián)接計算………………………………………………………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 液壓油箱的計算…………………………………………………………42
第七章 液壓系統(tǒng)性能驗算………………………………………………43
7.1.液壓系統(tǒng)壓力損失………………………………………………………43
7.2.液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計算………………………………………………45
第八章 設(shè)計液壓裝置，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………………………………………………………………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………………………………………………………………………56
謝辭……………………………………………………………………………57
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。
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 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，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 液壓泵 優(yōu)化 校核
Abstract
This design is the Big Dipper to be around 0.1 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
第一章 文獻綜述
1.1 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。
1.2 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容要求
1.2.1 適用于小型路面維護的液壓挖掘機雙泵液壓系統(tǒng)的設(shè)計。
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
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 、碎石沖擊功150J/次 、流量28L/min、機重約10 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。
1.3 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，正越來越多地進入維護保養(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。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，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0.5:1的液壓系統(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?。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)。
8.2、 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 目前液壓系統(tǒng)大多數(shù)都采用集成形式。它是將液壓閥件安裝在通道塊上，通道塊一方面起安裝底板作用，另一方面起內(nèi)部油路作用。這種配置結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便。
8.3、 通道塊設(shè)計
a.塊體結(jié)構(gòu) 通道塊的材料一般為鑄鐵或鍛鋼，低壓固定設(shè)備可用鑄鐵，高壓強振場合要用鍛鋼?？祗w加工成正方體或長方體。
對于較簡單的液壓系統(tǒng)，其閥件較少，可安裝在一個通道塊上。如果液壓系統(tǒng)復(fù)雜，控制閥較多，就要采用多個通道塊疊積的形式。
相互疊積的通道塊，上下面一般為疊積接合面，鉆有公共壓力油孔P，公用回油孔o，泄漏油孔l和四個用以疊積緊固的螺栓孔。
P孔，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)調(diào)壓后進入公用壓力油孔P，作為供給各單元回路壓力油的公用油源。
O孔，各單元回路的回油均通到公用回油孔o，流回到油箱。
l孔，各液壓閥的泄露油，統(tǒng)一通過公用泄漏油孔流回油箱。
通道塊的其余四個表面，一般后面接通液壓執(zhí)行元件的油箱，另三個面用以安裝液壓閥。塊體內(nèi)部按系統(tǒng)圖的要求，鉆有溝通各閥的孔道。
b.通道塊結(jié)構(gòu)尺寸的確定 外形尺寸要滿足閥件的安裝，孔道布置及其他工藝要求而定。為減少工藝孔，縮短孔道長度，閥的安裝位置要仔細(xì)考慮，使相通油孔盡量在同一水平面或是同一豎直面上。對于復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，需要多個通道塊疊積時，一定要保證三個公用油孔的坐標(biāo)相同，使之疊積起來后形成三個主通道。
各通油孔的內(nèi)徑要滿足允許流速的要求，具體參照前面介紹確定孔徑。一般來說，與閥直接相通的孔徑應(yīng)等于所裝閥的油孔通徑。
油孔之間的壁厚 不能太小，一方面防止使用過程中，由于油的壓力而擊穿，另一方面避免加工時，因油孔的偏斜而誤通。對于中低壓系統(tǒng)， 不得小于5mm 。高壓系統(tǒng)應(yīng)更大些。
8.4、 繪制正式工作圖，編寫技術(shù)文件
液壓系統(tǒng)完全確定后，要正規(guī)地繪出液壓系統(tǒng)圖。除用元件圖形符號表示的原理圖外，還包括動作循環(huán)圖表和元件的規(guī)格型號表。圖中個元件一般按系統(tǒng)停止位置表示，如特殊需要，也可以按某時刻運動狀態(tài)畫出，但要加以說明。
裝配圖包括泵站裝配圖，管路布置圖，操縱機構(gòu)裝配圖，電氣系統(tǒng)圖等。
技術(shù)文件包括設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計說明書和設(shè)備的使用、維護說明書等。
裝配圖是液壓系統(tǒng)安裝的依據(jù)，所以是一張安裝施工圖。它表示一切液壓元件和輔助裝置的實際位置，緊固方法，油管的彎接，各種管接頭和密封裝置的形式和結(jié)構(gòu)尺寸等。
在繪制裝配圖時，應(yīng)認(rèn)真考慮安裝，使用，調(diào)整和維修等方面的方便。譬如，布置各液壓元件時應(yīng)盡量將相關(guān)的液壓元件放在一起，一減少管路的長度，經(jīng)常調(diào)整和維修的液壓元件，譬如溢流閥，壓力表開關(guān)，濾油器等，應(yīng)布置在易于操作的地方。應(yīng)盡量減少油管的彎曲次數(shù)和管接頭的數(shù)量。較長的管路，要用管夾固定。
液壓系統(tǒng)油管的配置要引起足夠的重視。應(yīng)盡量減少管路的阻力，使安裝維修方便，整齊美觀。
后 記
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)生活中最后也是最重要的一環(huán)，它促使我們將大學(xué)四年所學(xué)的理論知
識鞏固加深并適當(dāng)提高。
本次我們設(shè)計的是小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)優(yōu)化，它培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)課程理論與生產(chǎn)實際知識，進行機械設(shè)計與液壓系統(tǒng)的實際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨立工作能力，使我們鞏固與擴充相關(guān)課程實際中所學(xué)的知識，經(jīng)驗，進一步強化機械設(shè)計與液壓系統(tǒng)設(shè)計的方法和步驟，使理論與實踐有機結(jié)合。通過對小型液壓挖掘機的設(shè)計或研究，使我具有擔(dān)任機械設(shè)計及液壓系統(tǒng)設(shè)計工作的初步能力。
在此次設(shè)計中遇到很多問題，由于能力有限，參考資料不多，在老師和同學(xué)的幫助下對問題逐一分析并解決。通過解決問題使我對知識有了更深的了解和認(rèn)識。
無可厚非，此次設(shè)計對我自身的綜合能力與素質(zhì)是很大的提高，為即將走向工作崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。
相信隨著液壓技術(shù)的發(fā)展日益廣泛，這次液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計使自己更加合理地設(shè)計和使用液壓系統(tǒng)，更加適應(yīng)祖國發(fā)展的需要。
參 考 文 獻
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 2004，1
2 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 2005，6
3 王之煦、許杏根 簡明機械設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1997，9
4 賈銘新 液壓傳動與控制（第二版） 北京：國防工業(yè)出版社 2001
5 朱龍跟 簡明機械零件設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1997
6 劉鴻文 材料力學(xué)（第三版）上冊 北京：高等教育出版社 1992，9
7 劉鴻文 材料力學(xué)（第三版）下冊 北京：高等教育出版社 1992，9
8 鄧星鐘 機電傳動控制 武漢：華中科技大學(xué)出版社 2001
9 周良德 畫法幾何及機械制圖 長沙：湖南科技出版社 1997
10 廖念刊 互換性與測試技術(shù)基礎(chǔ)第二版 北京：中國計量出版社 1995，5
11 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 1986
12 康博創(chuàng)作室 AuCAD2000 使用大全 北京：清華大學(xué)出版社 1999，6
13 《單斗液壓挖掘機》（第二版） 天津：中國建筑工業(yè)出版社 1986，12
14 王先逵 機械制造工藝學(xué) 北京： 機械工業(yè)出版社 1995，11
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： 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。 二、重點研究的問題 單斗液壓挖掘機系統(tǒng)的優(yōu)化 三、進度安排 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 開題報告、制訂設(shè)計方案 3 3 實驗（設(shè)計） 5 4 分析、調(diào)試等 5 寫出初稿 10 6 修改，寫出第二稿 12 7 寫出正式稿 14 8 答辯 2006 年 6 月 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻 1 成大先 機械設(shè)計手冊單行本 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004，1 2 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 2005，6 3 王之煦、許杏銀 簡明機械設(shè)計 北京：機械工業(yè)出版社 1997，9 4 賈銘新 液壓傳動與控制（第二版） 北京：國防工業(yè)出版社 2001 5 朱龍跟 簡明機械零件設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1997 6 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 1986 7 《單斗液壓挖掘機》（第二版） 天津 ：中國建筑工業(yè)出版社 1986， 12 畢業(yè) 論文（設(shè)計）鑒定意見 學(xué) 號： 學(xué)生姓名 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)進行優(yōu)化設(shè)計。包括了液壓缸 的設(shè)計，液壓 泵、液壓馬達的選擇，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。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 壓馬達來單獨驅(qū)動。工作裝置液壓缸和行走液壓馬達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結(jié)合作，克服困難圓滿的完成了此次設(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 湘潭大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱表 學(xué)號 姓名 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 現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達到綜合訓(xùn)練的目的； 量是否適當(dāng)。 能 力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運用能力； 論文質(zhì)量 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，符號是否統(tǒng)一，圖表是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無觀點提煉，綜合概括能力如何； 無創(chuàng)新之處。 工作量 工作量是否飽滿，含論文篇幅、圖紙等是否達到規(guī)定要求。 綜 合 評 價 評閱人姓名（職稱）： 年 月 日