液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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挖掘機(jī)裝配圖.dwg
活塞桿.dwg
液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文.doc
液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)原理圖.dwg
液壓缸裝配圖.dwg
缸底.dwg
缸蓋.dwg
摘要
液壓挖掘機(jī)主要用于城市等狹窄地區(qū)，代替人力勞動(dòng)，在世界工程機(jī)械市場(chǎng)，屬于銷量最大的工程機(jī)械產(chǎn)品之一?？紤]到小挖的工作空間小、作業(yè)地形復(fù)雜、方便操作、可控性要求高，就要求小挖具有良好的復(fù)合動(dòng)作、精簡(jiǎn)的液壓系統(tǒng)以及優(yōu)越的精細(xì)作業(yè)能力。博世力士樂公司開發(fā)的獨(dú)立流量分配系統(tǒng)(LUDV)為單回路系統(tǒng)，具有裝配費(fèi)用低、占用空間小、系統(tǒng)緊湊等特點(diǎn)，僅用1臺(tái)變量泵即滿足了所有作業(yè)功能要求，同時(shí)小挖復(fù)合動(dòng)作時(shí)各負(fù)載相近，LUDV系統(tǒng)引起的能量損失較少。
本文從整機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)入手，詳細(xì)地分析了該液壓系統(tǒng)各組成部分的工作原理，并以此為基礎(chǔ)，分析了挖掘機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)的控制特性。本機(jī)所采用的液壓系統(tǒng)即為博世力士樂的LUDV控制系統(tǒng)。本文對(duì)挖掘機(jī)的液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，對(duì)負(fù)流量控制系統(tǒng)、正流量控制系統(tǒng)、LS控制系統(tǒng)與LUDV控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的比較，得出在流量供應(yīng)充足的情況下，LS系統(tǒng)與LUDV系統(tǒng)都具有良好的控制特性以及在流量供應(yīng)不能滿足需求時(shí)LUDV系統(tǒng)特有的優(yōu)點(diǎn)。
此外，作為控制系統(tǒng)的核心部分之一的多路閥液壓系統(tǒng)，對(duì)挖掘機(jī)的控制特性及節(jié)能起著至關(guān)重要的作用，本文分析了博世力士樂多路閥液壓系統(tǒng)的組成、工作原理及各個(gè)部分的作用，確定了多路閥的結(jié)構(gòu)。
通過分析國(guó)際知名品牌挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)，最后提出了一種挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)方案。
目錄
第一章 前言 1
1.1課題的來源及意義 1
1.2 挖掘機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1
1.3 課題內(nèi)容 2
第二章 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)分析 3
2.1 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的基本組成及其基本要求 3
2.2 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的基本回路分析 4
2.2.1 限壓回路 4
2.2.2 節(jié)流回路 5
2.2.3 再生回路 6
2.2.4 閉鎖回路 8
2.2.5 回轉(zhuǎn)液壓回路分析 8
2.2.6 行走液壓回路分析 13
第三章 挖掘機(jī)控制系統(tǒng)分析 16
3.1 挖掘機(jī)功率損失分析 16
3.2 液壓系統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù) 17
3.2.1 負(fù)流量控制系統(tǒng) 17
3.2.2 正流量控制系統(tǒng) 19
3.2.3 LUDV負(fù)荷傳感系統(tǒng) 20
第四章 液壓挖掘機(jī)多路閥 30
4.1 多路閥液壓系統(tǒng)分析 30
4.2 力士樂M7多路閥 32
4.2.1 進(jìn)油聯(lián) 32
4.2.2 換向聯(lián) 33
4.2.3 回轉(zhuǎn)聯(lián) 34
4.3 力士樂SX14型多路閥 35
4.3.1 進(jìn)油聯(lián) 36
4.3.2 換向聯(lián) 37
4.3.3 尾聯(lián) 37
4.3.4 多路閥結(jié)構(gòu) 38
第五章 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖及主要元件 39
5.1 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 39
5.2 主要液壓元件 39
5.2.1 液壓泵 39
5.2.2 主控制閥 40
5.2.3 回轉(zhuǎn)和行走驅(qū)動(dòng) 40
第六章 總結(jié)與展望 41
6.1 完成的工作 41
6.2 挖掘機(jī)技術(shù)的發(fā)展展望 41
致 謝 42
參考文獻(xiàn) 45
第一章 引言
1.1課題的來源及意義
挖掘機(jī)是一種重要的土方工程機(jī)械，由工作裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走裝置組成，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水力電力工程、農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代軍事工程等機(jī)械化施工中。液壓挖掘機(jī)雖然能進(jìn)行大功率、高靈敏度的各種作業(yè)，但其能量的總利用率僅為２０％左右，因此液壓挖掘機(jī)的節(jié)能一直成為人們追求的目標(biāo)，對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率和工程質(zhì)量的提高以及體力勞動(dòng)的減輕有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。全世界各種施工作業(yè)場(chǎng)所有６５％至７Ｏ％的土方工作量是由挖掘機(jī)來完成的。近年來，液壓挖掘機(jī)的銷售量增長(zhǎng)迅速。液壓挖掘機(jī)在西部大開發(fā)建設(shè)中具有極為重要的作用，隨著西部各省市建設(shè)項(xiàng)目特別是基礎(chǔ)設(shè)施工程的不斷開工，液壓挖掘機(jī)的需求量將越來越大，這是一個(gè)長(zhǎng)期的、不斷發(fā)展的市場(chǎng)，須花更多的精力去開拓。
挖掘機(jī)的技術(shù)發(fā)展順應(yīng)全球多樣化施工現(xiàn)場(chǎng)的需求，經(jīng)歷了三十多年的歷史演變過程，經(jīng)過不斷的改進(jìn)完善，在技術(shù)性能、作業(yè)功能、作業(yè)效率、安全、環(huán)保、節(jié)能和維護(hù)保養(yǎng)等方面有了大幅度的提高，形成了比較一致的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)規(guī)范?，F(xiàn)在，國(guó)外幾乎所有的挖掘機(jī)制造商都涵蓋了挖掘機(jī)的所有型號(hào)，具有性能優(yōu)越、多功能化的顯著特點(diǎn)。隨著挖掘機(jī)市場(chǎng)的慢慢興起，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)挖掘機(jī)的企業(yè)逐年增多，產(chǎn)量的不斷增加，挖掘機(jī)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)愈演愈烈。
1.2 挖掘機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
挖掘機(jī)的發(fā)展史可追溯到19世紀(jì)三四十年代。美國(guó)實(shí)施西部大開發(fā)工程催生了以蒸汽機(jī)作為動(dòng)力，模仿人體大臂、小臂和手腕構(gòu)造，能行走和扭腰的挖掘機(jī)。20世紀(jì)40年代有了在拖拉機(jī)上配裝液壓鏟的懸掛式挖掘機(jī)，50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)和履帶式全液壓挖掘機(jī)，60年代，當(dāng)液壓傳動(dòng)技術(shù)成為成熟的傳動(dòng)技術(shù)時(shí)，液壓挖掘機(jī)進(jìn)入了推廣和蓬勃發(fā)展階段，各國(guó)挖掘機(jī)制造廠和品種增加很快，產(chǎn)量猛增。1968～1970年間液壓挖掘機(jī)產(chǎn)量已占挖掘機(jī)總產(chǎn)量的83%，目前已接近100%，所謂挖掘機(jī)在現(xiàn)代主要是指液壓挖掘機(jī)，液壓傳動(dòng)技術(shù)為挖掘機(jī)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
液壓傳動(dòng)是挖掘機(jī)的重要組成部分之一，目前常用的傳動(dòng)方式有機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和流體傳動(dòng)。所謂液壓傳動(dòng)是指在密閉的回路中，利用液體的壓力能來進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳遞和分配的液體傳動(dòng)。在現(xiàn)代工業(yè)中液壓傳動(dòng)技術(shù)幾乎應(yīng)用于所有機(jī)械設(shè)備的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和控制，如操縱車輛轉(zhuǎn)向和制動(dòng)，控制和驅(qū)動(dòng)飛機(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、采礦機(jī)械、食品機(jī)械和醫(yī)療機(jī)械等。
我國(guó)挖掘機(jī)生產(chǎn)起步較晚，生產(chǎn)批量小，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，差距較大，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(guó)外相比均存在著相當(dāng)大的差距。國(guó)產(chǎn)液壓元件的技術(shù)水平、質(zhì)量水平和可靠性，特別是可靠性水平達(dá)不到液壓挖掘機(jī)配套的要求。從國(guó)外采購(gòu)配件的弊端已讓國(guó)內(nèi)小挖生產(chǎn)企業(yè)倍受煎熬，價(jià)格高。目前國(guó)產(chǎn)的液壓挖掘機(jī)液壓元件基本上節(jié)范圍。通過功率控制的精確調(diào)節(jié)，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)功率的最佳利用。當(dāng)所需流量較低時(shí)，液壓泵通過對(duì)負(fù)荷傳感器上的先導(dǎo)壓力和比例電磁閥進(jìn)行壓差設(shè)定來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的操作性能，具有不同敏感性的各種操作模式均可實(shí)現(xiàn)，加強(qiáng)了精細(xì)控制。
5.2.2 主控制閥
主控制閥采用SX閉芯主控制閥。挖掘機(jī)的可控性是通過流量控制來實(shí)現(xiàn)，可保持工作特性最佳而與負(fù)載無關(guān)。系統(tǒng)具有防飽和功能，不管運(yùn)動(dòng)形式如何，操作者可隨時(shí)實(shí)現(xiàn)必需的流量控制。四通中位閉式滑閥可以在每個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)定執(zhí)行元件的不同速度。SX主控制閥簡(jiǎn)單、緊湊，將流量輸入與輸出的控制、壓力調(diào)節(jié)、壓力補(bǔ)償、流量再生和臂零泄漏自鎖等集于一體，集成了所有必需的功能。
5.2.3 回轉(zhuǎn)和行走驅(qū)動(dòng)
回轉(zhuǎn)裝置由A10FD定量馬達(dá)及2級(jí)行星減速機(jī)構(gòu)成組成。它的特點(diǎn)是輸出殼體短且?guī)ё枘岬囊缌鏖y(防止由于壓力峰值帶來的液壓馬達(dá)、管路和閥的過載，開啟兩級(jí)溢流閥防止驅(qū)動(dòng)和加速工作時(shí)超載)、制動(dòng)釋放閥(開啟多片式駐車制動(dòng)器的釋放油壓)、防反彈閥(防止減速或停車時(shí)的反轉(zhuǎn))都安裝在馬達(dá)油口接板上，省去了一些管路連接，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。行走裝置采用A10VT的變量馬達(dá)與GFr7減速機(jī)構(gòu)。它具有以下特點(diǎn)：安裝逆向平衡閥輔助溢流閥、高強(qiáng)度軸承、多片式駐車制動(dòng)器；結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省了空間；運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)效率高、安裝單、換油方便、運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低。
第六章 總結(jié)與展望
6.1 完成的工作
在大量收集相關(guān)資料，深入學(xué)習(xí)CAD等相關(guān)軟件的基礎(chǔ)上，采用了循序漸進(jìn)、分步解決的方法來完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文完成的主要工作為：
（1） 分析了挖掘機(jī)常見液壓回路、液壓泵控制系統(tǒng)和多路閥液壓系統(tǒng)以及優(yōu)缺點(diǎn)。
（2） 確定了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)整體方案。
（3） 繪制了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)圖。
6.2 挖掘機(jī)技術(shù)的發(fā)展展望
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)正在逐步應(yīng)用于挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電液控制是挖掘機(jī)控制系統(tǒng)的方向。
如日本小松公司的康查士管理系統(tǒng)是利用IT技術(shù)為用戶體供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的管理系統(tǒng)。利用它可以通過互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)短信或手機(jī)上網(wǎng)即時(shí)查詢?cè)O(shè)備的各種信息，無論何時(shí)何地，只要一部可上網(wǎng)的手機(jī)就可方便的查詢車輛的作業(yè)情況。
致 謝
經(jīng)過三個(gè)多月的學(xué)習(xí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)得以圓滿結(jié)束。首先我要深深地感謝我的指導(dǎo)老師。老師知識(shí)淵博，為人師表，對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)，無微不至，工作一絲不茍。尤其他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，讓我受到很大感觸。
深深地感謝我整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間提供的良好的硬件設(shè)施的母校。對(duì)此再次表示深深的感謝!
最后，對(duì)在百忙中耐心審閱本文的所有專家表示衷心的感謝和敬意！
參考文獻(xiàn)
[1] 王積偉, 章宏甲. 液壓與氣壓傳動(dòng)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2005.
[2] 張軒, 黃薇. 工程圖學(xué)基礎(chǔ)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.
[3] 管殿柱, AutoCAD2005機(jī)械制圖[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.
[4] 趙新莊、祁貴珍、沈松云.公路施工機(jī)械.人民交通出版社,2002
[5] 馬永輝、徐寶富、劉少華.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算.機(jī)械工程出版社,1987
[6] 周士昌主編，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖集，北京-機(jī)械工業(yè)出版社，2003出版社，2002 年 7 月第一版
[7] 吉林工業(yè)大學(xué)等編寫，工程機(jī)械液壓與液力傳動(dòng)上冊(cè)，北京-機(jī)械工業(yè)出版社，1979.6
[8] 潘天宏.液壓挖掘機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)的研究,排灌機(jī)械,1999.2
[9] 段鵬飛、毛君.工程機(jī)械,中國(guó)華僑出版社,2002.10
[10] Gregory W. Davis. The Development of an Electro-Hydraulically Controlled, Five-Speed Transmission for a Hybrid Electric Vehicle [J]. SAE 980830, 109~118
[11] 高峰.液壓挖掘機(jī)節(jié)能控制技術(shù)的研究，浙江大學(xué)博士學(xué)位論文
[12] 秦家生 .碩士學(xué)位論文. 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)研究 .吉林大學(xué),2005.10
[13] 冷興聚、王春華.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),東北大學(xué)出版社, 2003.3
[14] 馬壯、趙越超、孟繁盛,機(jī)械工程材料,湖南科技技術(shù)出版社,2000.8
[15] 隗金文、王慧,液壓傳動(dòng).東北大學(xué)出版社,2001.12
[16] Kazuo Uehara and Hiroyoshi Tominaga. Eneigy Saving on Hydraulic Systems of Excavators, SAE paper, 821057
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 書 第 1 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 液壓挖掘機(jī) 液壓系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 1． 液壓挖掘機(jī)的組成和工作循環(huán) 由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓油源，向工作裝置、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓執(zhí)行元件提供壓力油。工作裝置由動(dòng)臂 1、斗桿 2 和鏟斗 3 組成，分別由液壓缸驅(qū)動(dòng) 。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作集中由多路換向閥操縱。它的工作循環(huán)是以鏟斗切削土石料、裝滿后提升，回轉(zhuǎn)至卸料位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置，開始下一次作業(yè)。 2． 挖掘機(jī) 系統(tǒng)參數(shù)： 工作循環(huán)時(shí)間： 12~26s， 鏟斗容 量： 油源功率： 工作壓力： 14大流量： 25 L/ 第 2 頁(yè) 第 3 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容： 1． 設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 2． 設(shè)計(jì)液壓站 3． 設(shè)計(jì)油箱部件和液壓缸 4． 設(shè)計(jì)集成塊等零件 學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）： 1． 液壓系統(tǒng)原理圖 1 張。 2． 液壓泵站總裝圖 1 張。 3． 油箱部件圖 1 張。 4． 液壓缸的全部零件圖和集成塊圖 1 張。 5． 設(shè)計(jì)用圖紙 1 套 6． 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 1 份 第 4 頁(yè) 主要參考文獻(xiàn)（資料）： 《液壓元件》 何存 興 編 華中工學(xué)院 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上、下冊(cè)） 化學(xué)工業(yè)出版社 《采煤機(jī)液壓傳動(dòng)測(cè)試》 煤炭工業(yè)出版社 《液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)》 路甬祥等 機(jī)械工業(yè)出版社 《液壓工程手冊(cè)》 雷天覺 機(jī)械工業(yè)出版社 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 指 導(dǎo) 教 師 簽 字 日期 教研室主任審查簽 字 日期 系主任批準(zhǔn)簽 字 日期