第一篇：小型挖掘機液壓回路分析 論文1

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畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)

設(shè)計(論文)題目: 小型挖掘機液壓回路分析 專 業(yè): 班 級: 學(xué) 號: 姓 名: 指導(dǎo)教師: 2015年 11 月 1

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目 錄

第一章 概論.......................................................1 1.1前言......................................................1 1.2 小型液壓挖掘機簡介........................................3 1.3挖掘機國內(nèi)外發(fā)展趨勢及研究現(xiàn)狀............................4 1.3.1 國外發(fā)展情況........................................4 1.3.2 國內(nèi)發(fā)展情況........................................5 1.4本文擬達(dá)到的要求..........................................5 第二章 挖掘機液壓基本回路分析.....................................6 2.1 限壓回路..................................................6 2.2 卸荷回路..................................................7 2.3 緩沖回路..................................................8 2.4 節(jié)流調(diào)速回路..............................................9 2.5 節(jié)流限速回路.............................................10 2.6 行走限速回路.............................................11 第三章 挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計......................................12 3.1挖掘機的功用和對液壓系統(tǒng)的要求...........................12 3.2挖掘機液壓系統(tǒng)分析.......................................13 3.2.1挖掘機的液壓系統(tǒng)原理圖.............................13 3.2.2液壓系統(tǒng)工作原理簡述...............................15 3.2.3液壓系統(tǒng)特殊部件作用...............................17 第四章 液壓元件的計算與選擇......................................18 4.1 液壓元件的計算..........................................18 4.1.1液壓缸內(nèi)徑.........................................18 4.1.2缸筒壁厚...........................................19 4.1.3缸筒壁厚驗算.......................................19 4.1.4活塞桿計算.........................................19

4.1.5活塞桿強度計算.....................................20 4.1.6確定液壓系統(tǒng)的工作壓力.............................20 4.1.7確定液壓缸的主要參數(shù)和工作壓力.....................20 4.1.8確定液壓馬達(dá)的排量和工作壓力.......................21 4.1.9計算液壓缸與液壓馬達(dá)的流量.........................21 4.2液壓元件的選用...........................................21 4.2.1液壓閥的選用.......................................21 4.2.2輔助元件的選用.....................................22 4.2.3液壓缸的選擇.......................................23 4.2.4液壓泵的選擇.......................................23 4.2.5液壓馬達(dá)的選擇.....................................23 4.2.6發(fā)動機的選擇.......................................23 總 結(jié)............................................................25 展 望............................................................26 致 謝............................................................27 參考文獻(xiàn).........................................................28

摘 要

本次畢業(yè)設(shè)計課題是小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)和工作裝置。設(shè)計思路是根據(jù)液壓挖掘機各部分的動作要求，參照同類型其他液壓挖掘機來設(shè)計。工作裝置結(jié)構(gòu)圖和液壓系統(tǒng)圖采用CAD繪制。

小型液壓挖掘機主要由結(jié)構(gòu)件、覆蓋件、工作裝置、行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置、液壓系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等部分構(gòu)成,最關(guān)鍵核心的是液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)。本文對小型液壓挖掘機做了簡要介紹，分析了液壓挖掘機的主要動作，并根據(jù)動作要求設(shè)計了挖掘機的液壓系統(tǒng)和工作裝置。同時對回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置和各液壓缸的參數(shù)進(jìn)行初步估算。此液壓系統(tǒng)采用液壓先導(dǎo)控制，性能可靠，操縱強度低。

關(guān)鍵詞：挖掘機；液壓系統(tǒng) ；液壓

第一章 概 論

1.1前言

圖1.1 挖掘機液壓部分

挖掘機的液壓系統(tǒng)是挖掘機上重要的組成部分，它是挖掘機工作循環(huán)的動力系統(tǒng)。挖掘機的工作環(huán)境惡劣，且動臂和底盤動作非常頻繁，因此要求液壓系統(tǒng)工作穩(wěn)定，平均無故障時間長,如圖1.1。因此，液壓系統(tǒng)的性能優(yōu)劣決定著挖掘機工作性能的高低。液壓技術(shù)的發(fā)展直接關(guān)系挖掘機的發(fā)展，挖掘機與液壓技術(shù)密不可分，二者相互促進(jìn)。液壓技術(shù)是現(xiàn)代挖掘機的技術(shù)基礎(chǔ)，挖掘機的發(fā)展又促進(jìn)了液壓技術(shù)的提高。挖掘機的液壓系統(tǒng)復(fù)雜，可以說目前液壓傳動的許多先進(jìn)技術(shù)都體現(xiàn)在挖掘機上。挖掘機的液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路和輔助回路組成，它們包括限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流調(diào)速和節(jié)流限速回路、行走限速回路、支腿順序回路、支腿鎖止回路和先導(dǎo)閥操縱回路等，由它們構(gòu)成具有各種功能的液壓系統(tǒng)。隨著科技的進(jìn)步，挖掘機的液壓系統(tǒng)將更加復(fù)雜，功能更加多樣且便于操作控制，工作效率高，耗能少，先進(jìn)的液壓系統(tǒng)會使挖掘機在工程領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

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液壓挖掘機是一種多功能機械，目前被廣泛應(yīng)用于水利工程，交通運輸，電力工程和礦山采掘等機械施工中，它在減輕繁重的體力勞動，保證工程質(zhì)量。加快建設(shè)速度以及提高勞動生產(chǎn)率方面起著十分重要的作用。由于液壓挖掘機具有多品種，多功能，高質(zhì)量及高效率等特點，因此受到了廣大施工作業(yè)單位的青睞。液壓挖掘機的生產(chǎn)制造業(yè)也日益蓬勃發(fā)展。

挖掘機液壓傳動緊密地聯(lián)系在一起，其發(fā)展主要以液壓技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)。由于挖掘機的工作條件惡劣，要求實現(xiàn)的動作很復(fù)雜，于是它對液壓系統(tǒng)的設(shè)計提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機械液壓系統(tǒng)中最為復(fù)雜的。因此，對挖掘機液壓系統(tǒng)的分析設(shè)計已經(jīng)成為推動挖掘機發(fā)展中的重要一環(huán)。

目前液壓技術(shù)的研究和發(fā)展動向主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）提高效率，降低能耗。（2）提高技術(shù)性能和控制性能。

（3）發(fā)展集成、復(fù)合、小型化、輕量化元件。（4）開展液壓系統(tǒng)自動控制技術(shù)方面的研究與開發(fā)。（5）加強以提高安全性和環(huán)境保護(hù)為目的研究開發(fā)。（6）提高液壓元件和系統(tǒng)的工作可靠性。（7）標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化。

（8）開展液壓系統(tǒng)設(shè)計理論和系統(tǒng)性能分析研究。

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1.2 小型液壓挖掘機簡介

圖1.2 小型挖掘機

業(yè)界對小挖沒有比較明確的定義，一般認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)斗容量在0.25m以下或者整機重在13T以下的挖掘機都是小型挖掘機，如圖1.2。在公路養(yǎng)護(hù)、園林綠化、小區(qū)建設(shè)、市政工程及農(nóng)田建設(shè)等土方量分散、作業(yè)空間狹窄的工況下，小型挖掘機以其體積小、機動性好等優(yōu)點受到廣大用戶的青睞。

近幾年來，我國的經(jīng)濟(jì)活動建設(shè)帶動了以挖掘機為代表的工程機械行業(yè)的快速發(fā)展，小挖作為其中一個重要力量也取得了迅速的發(fā)展。小挖以其價格便宜、功能多樣、機動靈活、作業(yè)效率高等優(yōu)勢，逐漸成為挖掘機這個子行業(yè)版塊的主力軍，受到大家的青睞。

小型液壓挖掘機價格低、質(zhì)量輕、保養(yǎng)維修方便，具有獨特優(yōu)勢。小型液壓挖掘機體積小，機動靈活，非常適用于城鎮(zhèn)的各種管道開挖、基礎(chǔ)施工、公用事業(yè)以及房屋維修等作業(yè)。其緊湊的體積、特殊的設(shè)計使其能夠在大型挖掘機無法施工的第3頁

環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)。由于有相關(guān)的液壓動力系統(tǒng)，小挖能夠安裝許多輔助作業(yè)工具。尾部旋轉(zhuǎn)半徑為零的設(shè)計應(yīng)用，使得小型挖掘機在作業(yè)空間有限的環(huán)境下作業(yè)時挖掘機操作人員無須考慮施工現(xiàn)場是否有障礙物阻礙挖掘機的轉(zhuǎn)動，從而使操作人員能夠更專心于鏟斗的操作，這也防止了施工現(xiàn)場周圍建筑物以及挖掘機自身的損壞。小型挖掘機的動臂與機身鉸接的設(shè)計，使其能夠在一個很大的范圍內(nèi)進(jìn)行擺動。使得挖掘機在周圍有障礙物時也能避開障礙物進(jìn)行作業(yè)而無需經(jīng)常移動機身。同時，這也使得挖掘機能夠便于在墻壁或是圍墻的旁邊進(jìn)行挖掘作業(yè)。小型液壓挖掘機便于各個施工現(xiàn)場間的轉(zhuǎn)移，無需大型拖車或是重型卡車來進(jìn)行運輸，小型的運輸工具就可將其運載。不但能夠方便運輸，還可以大大降低機器的運輸費用。

小型工程機械在市政工程、交通等施工中發(fā)揮較大優(yōu)勢并得以迅速發(fā)展。小型挖掘機在這些工程中為節(jié)省人力、物力做出了較大貢獻(xiàn)，滿足了城市各種作業(yè)要求，在城市狹窄的工作空間內(nèi)能夠最大限度地發(fā)揮其生產(chǎn)能力，逐步成為城市施工中具有代表性的施工機械。

從全球范圍看，小型挖掘機市場已處于成熟發(fā)展期，需求穩(wěn)定并呈緩慢上升趨勢，中國的小型挖掘機產(chǎn)業(yè)仍處于市場導(dǎo)入和發(fā)展的初級階段，需求持續(xù)快速增長。小型挖掘機的發(fā)展主要依賴于城市建設(shè)的發(fā)展，由于城市的改造、建設(shè)施工較多，要求施工時間短、施工機械對周圍環(huán)境影響小、安全、低污染、回轉(zhuǎn)半徑小、便于運輸以及具有與城市景色相協(xié)調(diào)的外觀。

1.3挖掘機國內(nèi)外發(fā)展趨勢及研究現(xiàn)狀

1.3.1 國外發(fā)展情況

國外小型挖掘機的生產(chǎn)始于二十世紀(jì)70年代，1985年以后，由于技術(shù)的不斷成熟，這種產(chǎn)品得到了快速發(fā)展。目前國外小挖產(chǎn)品在可靠性、操作的流暢性和舒適性等方面已經(jīng)非常完美，而且其駕駛室里美觀的內(nèi)飾及舒適的質(zhì)感也可與家用轎車媲美。

國外專業(yè)生產(chǎn)小挖的公司主要分布在美國、日本、歐洲等國家，比較有代表性的公司比如日本的久保田、小松、洋馬等，美國的凱斯和山貓，德國的英孚和英國的JCB等。

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目前國外的小挖主要向著以一機多用的多功能化、以提高操作性能的智能化、以功率匹配控制的節(jié)能化、以有限元分析的可靠性設(shè)計、以基于微電子技術(shù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計和以符合人機工程學(xué)的駕駛室設(shè)計等方向發(fā)展。

1.3.2 國內(nèi)發(fā)展情況

目前國內(nèi)已形成1.5T至13T全系列規(guī)格型號的小型挖掘機，在國內(nèi)占據(jù)了大部分市場份額，而且出口量在逐年攀升，其中國內(nèi)生產(chǎn)小挖比較著名企業(yè)的是玉柴和山河智能?，F(xiàn)階段國內(nèi)小挖的技術(shù)水平相比于國外來說還有很大差距，主要體現(xiàn)在整機的功率匹配、操作的穩(wěn)定性和精確性、產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性以及人性化設(shè)計等方面。

現(xiàn)階段處于仿制后自主提高階段，生產(chǎn)的大部分是標(biāo)準(zhǔn)型小挖，缺乏自主創(chuàng)新開發(fā)能力，特別是在核心液壓元件和動力方面受制于人，大部分配件都需要進(jìn)口。而且很多技術(shù)都來自于較成熟的大中型液壓挖掘機，在動力匹配和技術(shù)創(chuàng)新方面有待進(jìn)一步突破，特別是國產(chǎn)液壓元件要替代進(jìn)口液壓元件還得不斷努力。

1.4本文擬達(dá)到的要求

本文設(shè)計的小型液壓挖掘機斗容量為0.23m，整機重量為6噸。挖掘土壤級別為Ⅲ級以下。本文主要對由動臂、斗桿、鏟斗、連桿機構(gòu)組成的工作裝置和液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計的工作裝置和液壓系統(tǒng)要能滿足挖掘機基本動作要求，并能完成復(fù)雜的復(fù)合動作。本文主要的設(shè)計內(nèi)容包括小挖工作裝置的總體設(shè)計和機構(gòu)挖掘力分析，液壓系統(tǒng)的整體設(shè)計和設(shè)計完成后對關(guān)鍵液壓元件進(jìn)行設(shè)計計算并校核。

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第二章 挖掘機液壓基本回路分析

圖2.1 挖掘機液壓控制回路

基本回路是由一個或幾個液壓元件組成、能夠完成特定的單一功能的典型回路，它是液壓系統(tǒng)的組成單元。液壓挖掘機液壓系統(tǒng)中基本回路有限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流回路、行走回路、合流回路、再生回路等，如圖2.1。

液壓系統(tǒng)基本回路是由一個或者幾個液壓元件有機連接而成的、能夠完成特定動作的典型液壓回路，它是挖掘機液壓系統(tǒng)的組成單元。液壓系統(tǒng)是由基本回路組成的一個有機整體，主要包括限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流調(diào)速回路和節(jié)流限速回路、行走限速回路、支腿順序回路和鎖緊回路等。

2.1 限壓回路

限壓回路是用來限制系統(tǒng)壓力的，使壓力值不超過其一調(diào)定值。限壓的目的有兩個：

一、限制系統(tǒng)的最高壓力，避免液壓系統(tǒng)和液壓元件因過載而損壞，通常用安全閥來實現(xiàn)限壓，安全閥設(shè)置在液壓泵出油口附近油路上；

二、保證系統(tǒng)中某部分的壓力保持定值或不超過特定值，通常用溢流閥來實現(xiàn)。溢流閥在調(diào)定系統(tǒng)壓力

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時，其多余的流量最終通過此閥流回到油箱，因此溢流閥閥口是常開的。

限壓回路不僅能限制系統(tǒng)壓力，對系統(tǒng)進(jìn)行卸荷，還能保證挖掘機正常工作。如圖2.2所示來說明限壓回路的工作原理，當(dāng)換向閥l處在中位時，液壓泵與主回路斷開，處于不工作位置；若換向閥處于左位時，液壓泵與主回路接通，液壓缸上有負(fù)載W，則液壓缸無桿腔會受到很大的閉鎖壓力，當(dāng)此壓力很大的話，就有可能損壞管路和液壓元件，因此，液壓缸的進(jìn)出油路處都要安裝溢流閥2和3。當(dāng)閉鎖壓力大于溢流閥的調(diào)定壓力時，溢流閥2和3就都打開，液壓油流回油箱，從而實現(xiàn)卸荷；換向閥處于右位同理。溢流閥的調(diào)定壓力與液壓系統(tǒng)的壓力無關(guān)，通常溢流閥的調(diào)定壓力越大，液壓缸的閉鎖力就越大，對挖掘機的作業(yè)就越有利，但過高的壓力則會損壞管路和元件，所以一般情況下，高壓系統(tǒng)限壓閥的壓力調(diào)定值通常為系統(tǒng)壓力的125%上下，若是中高壓系統(tǒng)的話比125%還要高。

1.換向閥 2、3.溢流閥 4.液壓缸

圖2.2 限壓回路

2.2 卸荷回路

卸荷回路是設(shè)計是為了讓挖掘機在不工作時液壓泵能以最低的功率運行，從而

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減少發(fā)動機的燃料消耗。液壓挖掘機卸荷回路通常有換向閥中位卸荷回路（2.2(a)）和穿越換向閥卸荷回路圖2.3(b)兩種。

在換向閥中位卸荷回路中，通常采用中位機能是M型的三位四通換向閥，當(dāng)挖掘機不工作時，換向閥處于中位，進(jìn)油口和出油口聯(lián)通，油液經(jīng)過系統(tǒng)能各個換向閥后流回油箱，實現(xiàn)卸荷功能。這種回路通常用于高壓的串聯(lián)液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，但受系統(tǒng)沖擊影響大而且操作很不穩(wěn)定。

在穿越換向閥卸荷回路中，換向閥采用的是帶有過油通路三位六通換向閥，當(dāng)挖掘機不工作時，換向閥處于中位，液壓油液依次經(jīng)過換向閥通路以最低壓力流回油箱，最終實現(xiàn)卸荷。這種回路常用于高壓并聯(lián)系統(tǒng)，受液壓換向沖擊小，操作時比較平穩(wěn)而且工作可靠。

（a）換向閥中位卸荷（b）穿越換向閥卸荷

圖2.3 卸荷回路

2.3 緩沖回路

當(dāng)挖掘機的上轉(zhuǎn)臺在滿斗情況下回轉(zhuǎn)或者在啟動、突然間換向和制動時會對液壓系統(tǒng)產(chǎn)生很大的液壓沖擊，從而產(chǎn)生振動和噪音，損壞液壓元件。挖掘機的緩沖回路就是為了解決這個液壓沖擊問題而設(shè)置在回轉(zhuǎn)回路中的，原理是挖掘機液壓系

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統(tǒng)中回轉(zhuǎn)馬達(dá)中的高壓油壓力過大時和低壓油路連通，而且還能對馬達(dá)進(jìn)行補油。如下圖2.4所示為幾種比較常見的緩沖回路。

（a）直動緩沖閥式（b）并聯(lián)緩沖閥式（c）成對單向閥式

1.高壓油路 2.低壓油路 3、4.緩沖閥 5、6、8、9.單向閥 7.換向閥

圖2.4緩沖回路

如圖（a）中所示，緩沖閥3和4安裝在回轉(zhuǎn)馬達(dá)的兩個油路1和2上，正常工作狀態(tài)下緩沖閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)馬達(dá)停轉(zhuǎn)這種情況時，在高壓油路1上的壓力油油壓會升高，壓力油則會打開緩沖閥3流回油箱，實現(xiàn)卸載和消除液壓沖擊；若馬達(dá)反轉(zhuǎn)時，不僅緩沖閥3會卸載和消除液壓沖擊，同時單向閥6打開從油箱吸油對馬達(dá)進(jìn)行補油，而且補油量很大。通常緩沖閥的調(diào)定壓力要低于系統(tǒng)工作的最高壓力。

如圖（b）中所示，兩個緩沖閥是并聯(lián)在高低壓油路1和2之間的，當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動或者反轉(zhuǎn)時，高壓油路的高壓油就會經(jīng)過緩沖閥留到低壓油路，實現(xiàn)卸荷和消除液壓沖擊，同時在發(fā)轉(zhuǎn)時還能通過單向閥進(jìn)行補油，但補油量較少。

如圖（c）中所示，由四個單向閥5、6和8、9成對的并聯(lián)在回路里，只有一個緩沖閥3，當(dāng)馬達(dá)停轉(zhuǎn)時，高壓油先經(jīng)單向閥5留到緩沖閥3把3打開實現(xiàn)卸荷和消除液壓沖擊，若馬達(dá)反轉(zhuǎn)時還可經(jīng)過單向閥9補油。

2.4 節(jié)流調(diào)速回路

在定量系統(tǒng)中為了改變執(zhí)行元件的流量通常是利用帶有可變截面的節(jié)流閥來實現(xiàn)節(jié)流調(diào)速的，按照節(jié)流閥安裝位置不同，節(jié)流調(diào)速回路一般分為兩種：進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路，如圖2.5（a）和回油節(jié)流調(diào)速回路，如圖2.5（b）。

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（a）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路（b）回油節(jié)流調(diào)速回路 1.定量泵 2.液壓缸 3.節(jié)流閥 4.溢流閥 5.換向閥 6.濾油器

圖2.5節(jié)流調(diào)速回路

（a）進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路。液壓泵前面有過濾,6，液壓泵后面安裝有溢流閥4和節(jié)流閥3，節(jié)流閥3和液壓泵串聯(lián)安裝在高壓油路上，液壓油先經(jīng)節(jié)流閥和換向閥再進(jìn)入液壓缸左側(cè)，然后液壓缸往右移。如果外負(fù)載變大，導(dǎo)致液壓缸大腔壓力變大，節(jié)流閥兩端壓差減小，流過節(jié)流閥的壓力油減少，最后液壓缸右移速度變慢；若外負(fù)載變小，同理可知，活塞缸移動速度變快。這種回路由于油液先經(jīng)過節(jié)流閥，油溫會升高，發(fā)熱量大，泄露會增大，而且工作不穩(wěn)定，效率低。

（b）回油節(jié)流調(diào)速回路。與進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路想比，主要是節(jié)流閥安裝在了回油路上，其他工作原理相同。由于節(jié)流閥安在了回油路上，油液經(jīng)過節(jié)流閥后直接流回油箱，冷卻效果好，而且工作較穩(wěn)定，效率高。

2.5 節(jié)流限速回路

節(jié)流限速回路是在液壓挖掘機的回油路上安裝單向節(jié)流閥，從而來保證挖掘機

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工作裝置安全作業(yè)的，如圖2.6所示。動臂缸、斗桿缸和鏟斗缸三個液壓缸的回油路上都有單向節(jié)流閥，可以防止動臂等因自重而下降速度過快而導(dǎo)致危險的發(fā)生。

圖2.6 節(jié)流限速回路

2.6 行走限速回路

為了防止履帶式液壓挖掘機下坡時因自重而加速行走導(dǎo)致溜車和行走馬達(dá)吸空，常在液壓系統(tǒng)加入行走限速回路，對行走馬達(dá)進(jìn)行限速和補油，如圖2.7所示。

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1.換向閥 2、3.壓力閥 4、5、6、7.單向閥 8、9.安全閥 10.行走馬達(dá)

圖2.7 行走限速回路

當(dāng)換向閥處于左位1時，行走馬達(dá)10順時針轉(zhuǎn)動。若履帶式挖掘機下坡時，挖掘機超速行走馬達(dá)超速旋轉(zhuǎn)，則馬達(dá)左邊油路油壓將下降，從而使壓力閥3的截面開口變小，經(jīng)過壓力閥3的油液流量將減少，從而實現(xiàn)回油節(jié)流，達(dá)到限制挖掘機速度的目的；挖掘機行走馬達(dá)吸空時，進(jìn)油側(cè)油路上的壓力油不夠，單向閥7將打開，從油箱里吸油進(jìn)行補油。若行走馬達(dá)發(fā)生故障停轉(zhuǎn)時，進(jìn)油側(cè)的油液壓力過高，安全閥9將打開，高壓油經(jīng)過安全閥9流回油箱，實現(xiàn)卸荷。當(dāng)換向閥處于2位時，同理。

第三章 挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 挖掘機的功用和對液壓系統(tǒng)的要求

挖掘機主要用來開挖塹壕，基坑，河道與溝渠以及用來進(jìn)行剝土和挖掘礦石。他在筑路，建筑，水利施工，露天開采礦作業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。

液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)是由動力元件(各種液壓泵),執(zhí)行元件(液壓缸.液壓馬達(dá)),控制元件(各種閥)以及輔助裝置(冷卻器.過濾器)用油管按一定方式連接起來組合而成。它將發(fā)動機的機械能,以油液作為介質(zhì),經(jīng)動力元件轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?進(jìn)行傳遞,然后再經(jīng)過執(zhí)行元件轉(zhuǎn)返為機械能,實現(xiàn)主機的各種動作。由于液壓系統(tǒng)的功能是傳遞,分配和控制機械動力,因此是液壓挖掘機的關(guān)鍵部分。，液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)都是由一些基本回路和輔助回路組成，它們包括限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流調(diào)速和節(jié)流限速回路、行走限速回路、支腿順序回路、支腿鎖止回路和先導(dǎo)閥操縱回路等，由它們構(gòu)成具有各種功能的液壓系統(tǒng)。

液壓挖掘機的工作過程,包括作業(yè)循環(huán)和整機移動兩項主要動作。

挖掘機一般工作在施工場合,因此工作環(huán)境惡劣,這就要求挖掘機的液壓系統(tǒng)和執(zhí)行元件要有足夠的強度和非常好的密封性能。由于挖掘機的動作頻繁,因此,液壓

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元件和管路要能夠承受頻繁的液壓沖擊,以保證挖掘機能夠長時間安全穩(wěn)定的工作。設(shè)計出便于操作，更加人性化，工作效率高，耗能少的挖掘機，才會在工程領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

3.2 挖掘機液壓系統(tǒng)分析

要了解和設(shè)計挖掘機的液壓系統(tǒng)，首先要分析液壓挖掘機的工作過程及其作業(yè)要求，掌握各種液壓作用元件動作時的流量、力和功率要求以及液壓作用元件相互配合的復(fù)合動作要求和復(fù)合動作時油泵對同時作用的各液壓作用元件的流量分配和功率分配。

3.2.1 挖掘機的液壓系統(tǒng)原理圖

挖掘機的液壓系統(tǒng)原理圖如下：

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圖3.1 液壓原理圖

Ⅰ、Ⅱ.多路閥組 Ⅲ.先導(dǎo)控制閥組

1.斗桿液壓缸 2.動臂液壓缸 3、4.左右行走馬達(dá) 5.鏟斗液壓缸 6.回轉(zhuǎn)馬達(dá) 7.限速閥 8、9、10.多路閥組 11.梭閥 12—合流閥 13、14、15.多路閥組 16.壓力表 17、18.液壓泵 19.冷卻器 20.濾油器 21.蓄能器 22.齒輪泵 23.節(jié)流閥 24、25、26、27、28、29.先導(dǎo)控制閥

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3.2.2液壓系統(tǒng)工作原理簡述

如圖3.1所示，圖中Ⅲ是低壓控制回路，Ⅰ和Ⅱ是高壓控制回路。通過低壓回路對高壓回路進(jìn)行控制，這樣能使操作者更安全便捷的控制挖掘機動作。

主機啟動后，當(dāng)先導(dǎo)控制閥組Ⅲ不工作時，液壓泵17、18提供的壓力油分別通過多路換向閥組Ⅰ、Ⅱ以及限速閥7返回油箱。齒輪泵22為先導(dǎo)控制油路供壓，壓力過大時則壓力油通過溢流閥流回油箱。

先導(dǎo)控制閥26、27中的電磁鐵6Y、7Y同時通電，來自齒輪泵22的壓力油控制多路換向閥組Ⅱ中的10、13換向閥，液壓挖掘機左右行走馬達(dá)開始工作，使挖掘機移動到工作位置（先導(dǎo)閥26、27單獨控制時液壓挖掘機單側(cè)行走）。

到達(dá)工作地點后，通過控制先導(dǎo)控制閥24、25、28中的電磁鐵調(diào)整液壓挖掘機斗桿、動臂和鏟斗液壓缸，使鏟斗調(diào)整到合適的切削角度。

調(diào)整好鏟斗工作位置后，先導(dǎo)控制閥24中的電磁鐵1Y通電，斗桿液壓缸伸出，完成挖掘動作。

挖掘完成后，先導(dǎo)控制閥25中的電磁鐵4Y通電，動臂油缸伸出，使動臂提升到指定位置。

控制先導(dǎo)控制閥29使機身回轉(zhuǎn)，令鏟斗回轉(zhuǎn)到指定卸載位置。先導(dǎo)控制閥中28中的電磁鐵10Y通電，鏟斗油缸收回，完成卸載（復(fù)雜的卸載動作需要斗桿、動臂和鏟斗液壓缸的復(fù)合動作）。

卸載結(jié)束后，控制先導(dǎo)控制閥29使機身反方向回轉(zhuǎn)。同時斗桿、動臂、鏟斗液壓缸配合動作使空斗置于新的挖掘位置。

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圖3.2 小挖操作位置

如圖3.2是小挖上的座位，在這里通過操作桿和腳踏板可以對小挖進(jìn)行控制，對左邊的操作桿移動，操作桿向下接通先導(dǎo)控制閥1Y，操作桿向左接通先導(dǎo)控制閥2Y，控制斗桿液壓缸，如圖3.3。

圖3.3 斗桿液壓缸控制回路

操作桿向右接通先導(dǎo)控制閥3Y，操作桿向上接通先導(dǎo)控制閥4Y，控制動臂液壓缸，如圖3.4。

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圖3.4 動臂液壓缸控制回路

右邊的操作桿移動，控制挖掘機的回轉(zhuǎn)馬達(dá)以及鏟斗液壓缸，操作桿向下接通先導(dǎo)控制閥9Y，操作桿向左接通先導(dǎo)控制閥10Y，控制挖斗挖掘，如圖3.5。

圖3.5 鏟斗液壓缸控制回路

操作桿向右接通先導(dǎo)控制閥11Y，挖掘機工作室向左邊旋轉(zhuǎn)，操作桿向上接通先導(dǎo)控制閥12Y，挖掘機工作室向右邊旋轉(zhuǎn)，如圖3.6。

圖3.6 回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制回路

兩個踏板分別控制左右履帶行走馬達(dá)，左邊踏板向上踩接通5Y，控制左側(cè)履帶前行，左邊踏板向下踩接通6Y，控制左側(cè)履帶后退。右邊踏板向上踩接通7Y，控制右邊履帶前行；右邊踏板向下踩接通8Y，控制右邊履帶后退，如圖3.7。

圖3.7 左右行走馬達(dá)控制回路

3.2.3液壓系統(tǒng)特殊部件作用

限速閥：兩組多路換向閥采用串聯(lián)油路，其回油路并聯(lián)。油液經(jīng)過限速閥7流

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回郵箱。限速閥7的液控作用著由梭閥11提供給的17、18兩油泵的最大壓力。當(dāng)挖掘機下坡行走出現(xiàn)超速情況時，油泵出口壓力降低，限速閥7自動對回油路進(jìn)行節(jié)流，防止溜坡現(xiàn)象，保證液壓挖掘機安全。

合流閥：多路換向閥組Ⅱ不工作時候通過合流閥，液壓泵17輸出的壓力油經(jīng)過合流閥進(jìn)入多路換向閥Ⅰ。以加快動臂或斗桿的移動速度。

蓄能器：保持先導(dǎo)油路油壓穩(wěn)定和熄火后提供油壓還能完成幾個動作的控制。節(jié)流閥：防止動臂、斗桿、和鏟斗發(fā)生因重力超速現(xiàn)象，起限速作用。緩沖閥：用于緩沖慣性負(fù)載所引起的壓力沖擊。

節(jié)流閥：進(jìn)入回轉(zhuǎn)馬達(dá)6內(nèi)部和殼體內(nèi)的液壓油溫度不同，會造成液壓馬達(dá)各零件熱膨脹程度不同，引起密封滑動面卡死的熱沖擊現(xiàn)象。為此，在液壓馬達(dá)殼體上設(shè)有兩個油口，一個油口直接接回油箱，另一個油口經(jīng)節(jié)流閥與有背壓回路（背壓單向閥）相通，使部分回油進(jìn)入殼體。由于液壓馬達(dá)殼體內(nèi)經(jīng)常有循環(huán)油流過，帶走熱量，因此可以防止熱沖擊的發(fā)生。此外，循環(huán)油還能沖洗殼體內(nèi)磨損物。

第四章 液壓元件的計算與選擇

4.1 液壓元件的計算

液壓元件的性能分析包括：液壓缸內(nèi)徑，缸筒壁厚，活塞桿強度，液壓缸的工作壓力，液壓馬達(dá)的排量和工作壓力，液壓缸與液壓馬達(dá)排量。

4.1.1液壓缸內(nèi)徑

由《機械設(shè)計手冊》表知鏟斗油缸內(nèi)直徑：

D=式中 F—液壓缸負(fù)載 P—系統(tǒng)壓力

D—液壓缸內(nèi)徑 取液壓缸負(fù)載為：F=231.853KN

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4Fg?P

代入數(shù)據(jù)得D=186.4mm。參考液壓缸系列尺寸取D=200mm。對斗桿缸:

D=

4Fg?P= 231.674mm 取D=200mm 4.1.2缸筒壁厚

缸筒的壁厚對于液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性有很大的影響，所以對它的設(shè)計非常重要。查《機械設(shè)計手冊》得：

???0?c1?c2 ?0?Pmax*D

2*[?]其中： Pmax--缸內(nèi)最高工作壓力MPa

[?]--缸筒材料許用應(yīng)力MPa C1--為缸筒外徑公差余量m C2--腐蝕余量m 代入數(shù)據(jù)?0=24 由D1:?0?20得，查《機械設(shè)計手冊》知D1=225mm。

4.1.3缸筒壁厚驗算

額定工作壓力應(yīng)低于一定極限值以保證工作安全。

0.35*?s(D1?D2)Pn?D1材料選2G330-450，?S =330 N/mm2 得Pn=30.8Mpa 選定系統(tǒng)工作壓力為28Mpa，可以滿足要求。

24.1.4活塞桿計算

d?D??1 ?第19頁

其中數(shù)比由《機械設(shè)計手冊》表選取?＝2再由表得d=150mm。

4.1.5活塞桿強度計算

P*4*10?6＝105.4N/mm2 ??2?*d式中 P：活塞桿作用力N；

d:活塞桿直徑m,???=100~110N/mm2

4.1.6確定液壓系統(tǒng)的工作壓力

在不考慮能量損耗的情況下，系統(tǒng)的功率為：

P?pQ?10?（KW）

式中 P――液壓泵的出口壓力Pa； Q――液壓泵的輸出流量m3/s。

由上式可知，當(dāng)系統(tǒng)傳遞的功率一定時，提高系統(tǒng)的工作壓力就可減少系統(tǒng)中通過液壓元件的流量，從而減小相應(yīng)各液壓元件以及整個液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量。因此，目前液壓挖掘機液壓傳動多采用中高壓和高壓系統(tǒng)。根據(jù)以上內(nèi)容對此液壓系統(tǒng)的工作壓力取P＝28Mpa。

4.1.7確定液壓缸的主要參數(shù)和工作壓力

液壓缸的有效工作壓力Pg是指液壓缸用于克服外載荷所需要的那一部分壓力，其數(shù)值為：

pg?pb???pj?ph?式中

pb――液壓泵出口壓力Mpa；

Ah（Mpa）Aj

??pj――進(jìn)油管路壓力損失Mpa;

ph――回油背壓力Mpa；

Aj,Ah――液壓缸進(jìn)油腔和回油腔有效工作面積m2。

上式中的壓力損失??pj，包括壓力油從液壓泵出口流過管道和各種液壓元件（主要是閥類元件）時的壓力損失。比較仔細(xì)的計算要在管路裝配圖畫出之后才能進(jìn)行。

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初步計算時，可參考同類液壓挖掘機的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定，可取??pj＝3MPa～4Mpa。

4.1.8確定液壓馬達(dá)的排量和工作壓力

液壓馬達(dá)的排量由給定的數(shù)值可知q=140mL/r，液壓馬達(dá)的有效工作壓力pm按下式計算：

pm＝pb－??pj－ph

式中的壓力損失，可按前面介紹的經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定?；赜捅硥毫h的數(shù)值應(yīng)根據(jù)馬達(dá)所需的背壓力來確定。

根據(jù)液壓馬達(dá)驅(qū)動的最大載荷力矩Ｍ、排量q、有效工作壓力pm、最高轉(zhuǎn)速nmax和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速nmin以及系統(tǒng)工作條件等，即可選擇液壓馬達(dá)的型號和規(guī)格。

4.1.9計算液壓缸與液壓馬達(dá)的流量

通常根據(jù)最大移動速度和最高轉(zhuǎn)速來計算液壓缸和液壓馬達(dá)的流量。(1)液壓缸所需流量：

Qmax?Agvmax

（m3/s）

式中 Ag――液壓缸的有效工作面積m2；

vmax――液壓缸的最大速度m/s；

(2)液壓馬達(dá)所需流量：

Qmax?q0?max1?v（m3/s）

式中 q0――馬達(dá)的理論排量mL/L；

?max――馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速rad/s； ?v――馬達(dá)的容積效率。

4.2液壓元件的選用

4.2.1液壓閥的選用

（1）溢流閥.溢流閥的基本功能是限定系統(tǒng)的最高壓力，防止系統(tǒng)過載或維持壓力近似恒定。本系統(tǒng)中選用二級同心先導(dǎo)式溢流閥，安裝在泵的出油口處，用來恒定系統(tǒng)壓力，防止超壓，保護(hù)系統(tǒng)安全運行。

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（2）過載閥.安裝在液壓缸和行走馬達(dá)的管路上，防止超載，用來保護(hù)液壓系統(tǒng)和工作的液壓缸和行走馬達(dá)。

（3）單向閥.系統(tǒng)中多處要用到單向閥，也是必不可少的元件，它用來防止油液倒流，從而使執(zhí)行元件停止運動，或保持執(zhí)行元件中的油液壓力。還可是保持一定的背壓。

（4）換向閥.在系統(tǒng)中要用到兩組四聯(lián)換向閥，每個閥為三位四通換想閥。在系統(tǒng)中換向閥的主要作用是改變壓力油進(jìn)入執(zhí)行元件的方向，進(jìn)而實現(xiàn)不同的動作要求，在三位四通的換向閥中，左右閥位要求能夠進(jìn)回油，中間的閥位要求禁止油液流通，以達(dá)到執(zhí)行元件動作達(dá)到要求后停止或懸停在任意位置。

4.2.2輔助元件的選用

（1）油管.由于系統(tǒng)工作壓力高，所以在系統(tǒng)中沒有相對運動的管路中選用無縫鋼管，它能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，裝拆方便，所以適合用在高壓管道。在系統(tǒng)中有相對運動的壓力管道選用高壓橡膠管。

（2）管接頭.在采用無縫鋼管的管路中，管接頭采用錐密封焊接式管接頭，他除了具有焊接頭的優(yōu)點外，由于它的O形密封圈裝在錐體上，使密封有調(diào)節(jié)的可能，密封更可靠。工作壓力為34.5MP工作溫度為-25到+80攝氏度。在橡膠管的接頭處選用扣壓式膠管接頭，安裝方便，與鋼絲編織膠管配套總成，適合在油溫為-30到+80攝氏度的環(huán)境工作。

（3）密封裝置.在液壓系統(tǒng)中密封裝置非常重要，它是用來防止工作介質(zhì)泄露及外界灰塵和異物的侵入，以保證系統(tǒng)建立起必要的壓力，使其能夠正常工作。密封裝置應(yīng)滿足在一定的壓力.濕度范圍內(nèi)具有良好的密封性能。密封裝置和運動件之間的摩檫力要小，摩檫系數(shù)要穩(wěn)定，抗腐蝕能力強，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動補償，結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，價格低。其于以上幾點，在有相對運動且有摩檫的元件上使用Y型密封圈，其截面小，結(jié)構(gòu)緊湊。且Y型密封圈能隨壓力增高而增大，并能自動補償磨損。在相對摩檫不嚴(yán)重或無相對摩檫的元件上用O型密封圈，其結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，密封性能好，摩檫力小，安裝方便。

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（4）濾油器.在液壓系統(tǒng)中，不允許液壓油含有超過限制的固體顆粒和其他不溶性贓物。因為這些雜質(zhì)可以使間隙表面劃傷，造成內(nèi)部泄露量增加，從而降低效率增加發(fā)熱。這些雜質(zhì)還會使閥芯卡死，小孔或縫隙堵塞，潤滑表面破壞，造成液壓系統(tǒng)故障，膠狀物和淤渣等雜質(zhì)，將會引起元件粘著，酸類還將加速運動件的腐蝕因此要采用濾油器對油液進(jìn)行過濾，以保證油液質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。因此選用網(wǎng)式濾油器安裝在泵吸油管上，這種濾油器壓力損失不超過0.04*10五次方MPa，以滿足泵的流量，清洗方便。

4.2.3液壓缸的選擇

液壓缸在液壓系統(tǒng)中有著重要的地位，是整個液壓系統(tǒng)的起始循環(huán)點，所以對液壓缸的選擇很重要，根據(jù)以上計算的結(jié)果，對液壓缸的選擇就明確了，選擇材料為2G330-450的內(nèi)徑為100mm壁厚為21mm的液壓缸。

4.2.4液壓泵的選擇

液壓泵的選擇時根據(jù)液壓系統(tǒng)工作壓力（即液壓泵出口壓力）來選定液壓泵的形式，選擇液壓泵的額定壓力要比系統(tǒng)壓力大25％以上，使液壓泵由一定的壓力儲備，在這為了經(jīng)濟(jì)考慮，選擇液壓泵的額定壓力為35Mpa的液壓泵。型號為：2ZBZ140的液壓泵。

4.2.5液壓馬達(dá)的選擇

根據(jù)關(guān)于液壓馬達(dá)的計算，計算所得的液壓馬達(dá)的參數(shù)（液壓馬達(dá)的排量、液壓馬達(dá)的工作壓力、液壓馬達(dá)的流量）來選擇。型號為：ZM732的液壓馬達(dá)。

4.2.6發(fā)動機的選擇

發(fā)動機是液壓挖掘機的核心部件，對挖掘機的要求高，對發(fā)動機的要求也就高。選發(fā)動機先確定發(fā)動機的功率。

液壓挖掘機用柴油機驅(qū)動，柴油機的功率必需能夠充分滿足主機工作過程中的動力要求。發(fā)動機功率Pf根據(jù)系統(tǒng)方案確定，在變量系統(tǒng)中，考慮使用情況的最大限度，可取發(fā)動機的功率為：

Pf＝（1.0～1.3）P（KW）式中 P――液壓泵的輸出功率KW。

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在定量系統(tǒng)中，由于發(fā)動機功率利用低，一般為60％左右，損失功率全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?，因此，確定發(fā)動機功率時可以取得低一些，對于雙泵雙回路定量系統(tǒng)，發(fā)動機功率可取為：

Pf＝（0.8～1.1）P（KW）

計算時，發(fā)動機功率可按以上兩式計算，或?qū)墒胶喜⒌茫?/p>

Pf＝17.7+92.7q（KW）式中 q――液壓挖掘機的標(biāo)準(zhǔn)斗容量m3。得此液壓挖掘機的發(fā)動機功率為：

Pf＝17.7+92.7*1.6＝166.02KW 此時可根據(jù)發(fā)動機功率選擇發(fā)動機的型號。

第24頁

總 結(jié)

在本次畢業(yè)設(shè)計之中，我對液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)做了簡單的設(shè)計，以其主要的液壓元件為研究的對象，進(jìn)行計算和分析，然后又根據(jù)這些得出的結(jié)論對液壓元件分析，總結(jié)之后再對液壓系統(tǒng)中的液壓元件選型。

從液壓缸的計算開始，液壓缸的工作壓力，液壓馬達(dá)的排量和工作壓力，液壓缸與液壓馬達(dá)排量，發(fā)動機功率的系統(tǒng)計算，根據(jù)這些計算得到的數(shù)據(jù)，對液壓缸，液壓馬達(dá)，液壓泵等進(jìn)行選擇。

液壓元件的選定是液壓回路設(shè)計的基礎(chǔ)，對液壓馬達(dá)，液壓泵的回油路的設(shè)計是根據(jù)所選定的液壓元件來設(shè)計的。

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展 望

現(xiàn)在挖掘機的研發(fā)生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動化的方向發(fā)展，這就對液壓系統(tǒng)的密封性能提出了更高的要求。本次液壓系統(tǒng)的設(shè)計用到了很多液壓領(lǐng)域的知識，在這個過程中也學(xué)到了很多辦公軟件和繪圖軟件的知識。

在本次畢業(yè)設(shè)計中，我感覺我做的還有許多需要完善的地方，有些地方的設(shè)計不夠合理，還有許多沒有做到的部分，例如：發(fā)動機具體型號的選定，和液壓閥的選擇，因為我能找到的資料有限，一些具體的原始數(shù)據(jù)無法找到，所有只能做到此。我希望在我以后的工作中能找到這些數(shù)據(jù)和資料來完善我的這個設(shè)計。

本次設(shè)計內(nèi)容中可能會有一些謬誤和欠缺，希望各位老師指正，也請各位老師見諒。

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致 謝

在設(shè)計完成之際，我向給予我莫大幫助的老師和同學(xué)，大學(xué)三年一直默默支持和關(guān)心我的親人和朋友，表達(dá)由衷的感謝。

感謝老師，在設(shè)計上他給予我精心的指導(dǎo)，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識，深邃的思想和遠(yuǎn)見卓識，引導(dǎo)我一步一步進(jìn)入復(fù)雜的設(shè)計中去。我的設(shè)計是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，從設(shè)計選題、資料收集、設(shè)計框架、一直到最后定稿，他都傾注了大量的心血，在此謹(jǐn)向?qū)煴硎菊\摯的謝意。

同學(xué)的熱情鼓勵與互相幫助、領(lǐng)導(dǎo)的親切關(guān)懷以及親朋好友的大力支持使我最終完成學(xué)業(yè)，再次向關(guān)心和支持我的所有老師、同學(xué)和領(lǐng)導(dǎo)表示深深的謝意。

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參考文獻(xiàn) 高衡.張全根.液壓挖掘機；中國建筑工業(yè)出版社.1981年 2 張利平.現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用；化學(xué)工業(yè)出版社.2004年 孔德文.趙克利.徐寧生.液壓挖掘機；化學(xué)工業(yè)出版社.2007年 4 成大先.機械設(shè)計手冊；化學(xué)工業(yè)出版社.1993年 5 何存興.液壓元件；機械工業(yè)出版社.1982年 張利平.液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計；化學(xué)工業(yè)出版社.2005年 7 高衡.張全根.液壓挖掘機；中國建筑工業(yè)出版社.1981年 8 張利平.現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用；化學(xué)工業(yè)出版社.2004年

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第二篇：液壓回路實驗指導(dǎo)書

篇一：液壓基本回路綜合實驗實驗指導(dǎo)書

液 壓 基 本 回 路 綜 合 實 驗

實 驗 指 導(dǎo) 書

濟(jì)南大學(xué)機械工程學(xué)院 液壓傳動課程組 2010年3月 前言

液壓傳動課程是基礎(chǔ)理論、液壓元件、液壓系統(tǒng)三部分組成,而液壓系統(tǒng)回路設(shè)計

既重要又靈活。學(xué)生在學(xué)了液壓元件有關(guān)知識后,通過液壓元件的裝拆實驗,在加深對液壓元件實物形體、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功用理解的基礎(chǔ)上,使用《qcs014液壓系統(tǒng)拼裝實驗臺》,根據(jù)在書本中學(xué)到的知識,參照本實驗指導(dǎo)書選做(或由教師指定)若干個實驗回路:自己擬定實驗方案進(jìn)行液壓回路設(shè)計即元件及液壓附件的選用,然后親自動手安裝元件、接油管、聯(lián)導(dǎo)線、組成電液實際系統(tǒng)。

實驗臺所備有的插接式液壓元件有：①溢流閥（3個，1個帶遙控口）、②減壓閥（2個）、③單向減壓閥（1個）、④單向順序閥（1個）、⑤壓力繼電器（1個）、⑥節(jié)流閥（2個）、⑦單向節(jié)流閥（1個）、⑧調(diào)速閥（1個）、⑨單向調(diào)速閥（1個）、⑩單向閥（1個）、⑾液控單向閥（2個）、⑿二位二通電磁換向閥（1個）、⒀二位三通電磁換向閥（2個）、⒁二位四通電磁換向閥（2個）、⒃三位四通電磁換向閥（2個）、⒄三位四通電液換向閥（1個）、⒅行程開關(guān)（4個）、⒆蓄能器（1個）、⒇液壓缸（2個）、(21)流量計（1臺）、(22)葉片泵（2個）。

為了使液壓回路拆裝方便迅速,安全可靠,故實驗臺油路的連接采用了快速接頭, 電路電源及信號采用了24v驅(qū)動聯(lián)接。

本實驗指導(dǎo)書的編寫,考慮到實驗臺的靈活性和可創(chuàng)造性,所以沒對實驗內(nèi)容、步 驟、方法等作硬性規(guī)定,只按液壓傳動系統(tǒng)課程要求,給出了一些基本的實驗內(nèi)容,并通過詳細(xì)舉例,使操作者懂得如何使用實驗臺。學(xué)生在受到啟發(fā)后, 能準(zhǔn)確地選用元件和進(jìn)行設(shè)計,能夠分析和解釋使用中既定的規(guī)劃和出現(xiàn)的問題, 并進(jìn)一步探索解決問題的途徑。故本實驗指導(dǎo)書中所列實驗項目及實驗步驟,甚至液壓回路,均僅供參考。目 錄

一、實驗準(zhǔn)備及注意事項????????????.??3

二、實驗回路舉例?????????????????.4

三、實驗內(nèi)容(僅供參考)實驗(一)調(diào)速回路??????????????.? 5 實驗(二)增速回路??????????????? 7 實驗(三)速度換接回路???????????.??.9 實驗(四)調(diào)壓回路?????????????.??10 實驗(五)保壓泵卸荷回路???????????? 12 實驗(六)減壓回路??????????????? 13 實驗(七)多缸順序控制回路???????????.15 實驗(八)節(jié)流閥特性實驗????????????.17

一、實驗注意事項

1、預(yù)習(xí)是做好實驗的前提。在實驗之前,應(yīng)仔細(xì)閱讀實驗指導(dǎo)書,了解實驗回路的 目的、要求,掌握基本原理和主要實驗步驟,視條件可在此實驗前先做元件拆裝實驗。

2、必須熟悉所用液壓元件的拼裝方法和使用場合,隨之安置在實驗臺面板合適位 置,進(jìn)行液壓元件和電氣線路連接,經(jīng)實驗指導(dǎo)教師審定通過,方可進(jìn)行操作。在操作過程中仔細(xì)的觀察,如實而有條理地記錄,并且不放過可能出現(xiàn)的一些反?，F(xiàn)象。操作要膽大心細(xì),培養(yǎng)獨立工作能力,克服一有問題就問教師的依賴思想。

3、實驗完畢,把所用的液壓元件放回原處,經(jīng)指導(dǎo)教師同意后,方可離開實驗臺。

4、實驗后應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,結(jié)果分析(包括思考題),寫好實驗報告。

二、實驗回路舉例 1 差動回路示例

a.按照差動回路,取出所用的液壓元件,檢查型號是否正確。

b.將液壓元件安裝在試驗臺安裝面合理位置,通過軟管和快換接頭按回路圖連接。c.把所用電磁換向閥電磁鐵和行程開關(guān)任意編號(圖示lct、2ct、3ct、1xk、2xk、3xk)和(lct、2ct、3ct、lxk、2xk、3xk)對應(yīng)編上,以免搞錯。

d.把電磁鐵lct、2ct、3ct插頭線對應(yīng)插入在面板輸入磁鐵”插座內(nèi)。

e.根據(jù)差動回路的系統(tǒng)電器控制邏輯表輸入信號順序(工況表示2xk、3xk、lxk), 把行程開關(guān)插頭線對應(yīng)插入面板“行程輸入”插座內(nèi)。

f.根據(jù)電磁鐵動作表輸入框選擇要求，確定控制的邏輯聯(lián)接“通”或“斷”。g.擰開溢流閥,啟動yb-6泵,調(diào)節(jié)溢流閥壓力為2mpa,調(diào)節(jié)單向調(diào)速閥(調(diào)至較小開 口)。

h.按選擇好的系統(tǒng)動作要求點動系統(tǒng)運行開始,即可實現(xiàn)動作。三 實驗內(nèi)容〈僅供參考〉

實驗〈一〉調(diào)速回路 實驗?zāi)康?/p>

速度調(diào)節(jié)回路是液壓傳動系統(tǒng)的重要組成部分,依靠它來控制工作機構(gòu)的 運動速度,例如在機床中我們經(jīng)常需要調(diào)節(jié)工作臺(或刀架)的移動速度,以適應(yīng)加工工藝要求。液壓傳動的優(yōu)點之一就是能夠很方便地實現(xiàn)無級調(diào)速。液壓傳動系統(tǒng)速度的調(diào)節(jié),一般有三種,即節(jié)流調(diào)速,容積調(diào)速,節(jié)流——容積調(diào)速。通過實驗要求達(dá)到以下目的:

1、通過親自拼裝實驗系統(tǒng),了解進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的組成及性能,繪制速度——負(fù) 載特性曲線,并與其它節(jié)流調(diào)速進(jìn)行比較。

2、通過該回路實驗,加深理解q=catδpm關(guān)系,式中at、δpm分別由什么決定,如何保 證q=const。

3、利用現(xiàn)有液壓元件擬定其它方案,進(jìn)行比較。單向調(diào)速閥或單向節(jié)流閥進(jìn)油路調(diào)速回路圖(見圖)。實驗步驟

1、按照實驗回路圖的要求,取出所要用的液壓元件,檢查型號是否正確。

2、將檢查完畢性能完好的液壓元件安裝在實驗臺面板合理位置。通過快換接頭和 液壓軟管按回路要求連接。

4、安裝完畢,定出兩只行程開關(guān)之間距離,擰開溢流閥(i)(ii),啟動ybx-16,yb-6 泵，調(diào)節(jié)溢流閥（?。毫?mpa,溢流閥（ⅱ）壓力為0.5mpa,調(diào)節(jié)單向調(diào)速閥或單向節(jié)流閥開口。

5、按電磁鐵動作表輸入框的選定、啟動系統(tǒng),使兩個液壓缸動作。在運行中記 錄單向調(diào)速閥或單向節(jié)流閥進(jìn)出口和負(fù)載缸進(jìn)口壓力,以及液壓缸的運行時間。

6、根據(jù)回路記錄表,調(diào)節(jié)溢流閥門﹝i﹞壓力(即調(diào)節(jié)負(fù)載壓力),記錄相應(yīng)時間 和壓力,填入表中,繪制v-f曲線。思考題

1、該回路是否可使用不帶單向閥的調(diào)速閥(節(jié)流閥),在出口或旁路中是否可行, 為什么?

2、單向調(diào)速閥進(jìn)口調(diào)速為什么能保證工作液壓缸速度基本不變?篇二：液壓實驗指導(dǎo)書

液壓傳動綜合實驗臺

液壓傳動實驗指導(dǎo)書

浙江大學(xué)城市學(xué)院工程分院 二○○五年九月 目錄

(一)液壓傳動綜合實驗臺基本操作指南 2-3(二)實驗一 液壓傳動基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書 4-7(三)實驗二 液壓基本回路動作實驗(四)實驗三 小孔—壓力流量特性實驗(五)實驗四 變量葉片泵靜、動態(tài)特性實驗(六)實驗五 溢流閥特性實驗(七)實驗六 換向閥特性測試(八)實驗七 調(diào)速閥特性實驗(九)實驗八 液壓缸特性實驗

(十)實驗九 液壓系統(tǒng)節(jié)流調(diào)速實驗 附圖1-1液壓系統(tǒng)圖

附圖1-2液壓試驗臺面板示意圖

附圖1-3臺架背面各換向閥及壓力表接口位置圖

8-9 10-11 12-14 15-17 18 19-20 21 22-23 24 25 26(一)液壓傳動綜合實驗臺 基本操作指南

一、微機控制液壓綜合實驗臺液壓系統(tǒng)

圖1-1是微機檢測液壓綜合實驗液壓系統(tǒng)圖，整個實驗臺液壓系統(tǒng)由a、b、c、d、e等5個液壓模塊組成。試驗臺的控制有手動和微機控制。

二、實驗選擇及選擇液壓模塊組成實驗系統(tǒng) a、微機控制操作液壓系統(tǒng)圖

參照圖1-1實驗者每次可選擇其中若干個液壓模塊組成自己所需同的實驗系統(tǒng)。一共可組成四個實驗系統(tǒng)。它們分別是：

1、液壓傳動基礎(chǔ)實驗

2、液壓系統(tǒng)節(jié)流調(diào)速實驗

3、溢流閥靜、動態(tài)特性實驗

4、變量葉片泵靜、動態(tài)特性實驗

開啟計算機，根據(jù)屏幕提示，選擇您想做的實驗（代號為1、2、3、4）。然后選擇若干液壓模塊（a、b、c、d、e）組成所需的實驗系統(tǒng)。選擇正確，可進(jìn)入下一步的實驗程序。如果選擇不正確請重新選擇一次，若三次錯誤，計算機提示“請您再仔細(xì)閱讀實驗指導(dǎo)書”（計算機使用方法參閱另一說明書）。b、手動操作

參照圖1-1液壓系統(tǒng)圖及圖1-2液壓傳動綜合試驗臺面板示意圖，試驗臺能完成的實驗項目有：

1、液壓傳動基礎(chǔ)實驗；

2、液壓基本回路實驗；

3、小孔（薄壁孔和細(xì)長孔）流量—壓力特性實驗；

4、葉片泵特性實驗；

5、溢流閥特性實驗；

6、換向閥特性實驗；

7、調(diào)速閥的流量—壓力特性實驗；

8、液壓缸的運轉(zhuǎn)試驗及負(fù)載效率測定；

9、節(jié)流調(diào)速特性實驗。

三、液壓系統(tǒng)基本操作圖1-2為面板及操作板布置示意圖。對照圖1-1與圖1-2，實驗系統(tǒng)共同的基本操作如下：

1、閥6為系統(tǒng)卸荷閥，啟動液壓泵8時所有電磁鐵均失電，泵8啟動后ad1得 電，系統(tǒng)加載建立壓力；

2、旋緊節(jié)流閥a3，泵出口封閉，溢流閥溢流，旋松安全閥6，旋緊溢流閥1，再 將安全閥調(diào)至所需額定壓力（6mpa）后鎖緊，然后松開溢流閥1；

3、各個不同的實驗操作請參閱相應(yīng)的實驗指導(dǎo)書。

四、液壓系統(tǒng)基本參數(shù) ◆ 液壓系統(tǒng)最高壓力：6.3 mpa ◆ 液壓系統(tǒng)最大流量16 l/min（調(diào)定）◆ 電機功率：3 kw ◆ 電機轉(zhuǎn)速：1000rpm ◆ 液壓缸活塞直徑：50mm ◆ 液壓缸活塞桿直徑：28mm ◆ 液壓缸有效工作行程：250mm

五、實驗注意事項

1、安全閥6調(diào)好后，在做實驗時，嚴(yán)禁調(diào)節(jié)安全閥6的調(diào)壓旋紐。

2、實驗時，如有異常聲音或系統(tǒng)漏油，運行不正常，應(yīng)停電機檢查。

3、當(dāng)實驗停頓時間較長時，應(yīng)使液壓泵卸荷（ad1失電），以免油溫過高。

4、油箱的液壓油位應(yīng)隨時觀察，保持在油標(biāo)中間液面位置。

5、電機風(fēng)扇為順時針方向轉(zhuǎn)動。開機后沒有壓力，首先觀察泵的轉(zhuǎn)向（電機反 轉(zhuǎn)極易損壞泵，絕對不允許）。

6、圖1-2電磁鐵ad1-ed13處于失電，通過按紐，油缸可以向左向右運動。橢圓 齒輪流量計4，轉(zhuǎn)一圈為10升。

7、每項實驗按指導(dǎo)書說明，參閱系統(tǒng)圖1-1和圖1-

2、操作面板說明，如動作不

對，請核對模塊控制閥和電磁鐵控制旋紐位置，進(jìn)行檢查。壓力油進(jìn)入b模塊或e模塊工作時，a模塊閥a3必須旋緊，否則泵分流，導(dǎo)致實驗誤差。

8、溢流閥a1、b4、e6，節(jié)流閥a3、e7、e8為順時針關(guān)小，調(diào)速閥a2為順時 針開大。

9、保持液壓油清潔度是系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵，在拆換液壓閥時必須注意閥油口 的密封，不允許雜質(zhì)進(jìn)入，若系統(tǒng)有故障，在排除電路故障外，一般為液壓閥卡死，請拆下閥用煤油清洗，再使用。

六、位置示意圖

圖1-3為各換向閥及電磁鐵在閥塊上安裝位置和各壓力表接口布置簡圖（從試驗臺背面看閥塊），以便拆換向閥后，重裝換向閥及插電磁鐵插頭參考。

（二）實驗一 液壓傳動基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書 液壓傳動是機械能轉(zhuǎn)化為壓力能，再由壓力能轉(zhuǎn)化為機械能而做功的能量轉(zhuǎn)換傳動機構(gòu)。油泵產(chǎn)生的壓力大小，取決于負(fù)載的大小，而執(zhí)行元件油缸（油馬達(dá)）按工作需要通過控制元件的調(diào)節(jié)提供不同的壓力，速度及方向，理解液壓傳動的基本工作原理和基本概念，是學(xué)習(xí)本課程的關(guān)鍵。

本實驗通過油缸的往復(fù)運動，了解壓力控制、速度控制和方向控制的相關(guān)控制閥的作用及進(jìn)一步理解液壓傳動基本工作原理和基本概念。

實驗可分為二部分：

1、示范實驗：邊演示、邊講解、邊提出問題；

2、學(xué)生自行實驗：觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)、解答問題?？蛇x一或均做。第一部分：液壓傳動基本示范實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

通過教師邊實驗演示，邊講解，邊提出問題，使學(xué)生進(jìn)一步熟悉液壓傳動，掌握液壓實驗的基本操作，了解各種液壓控制元件及在系統(tǒng)中的作用。理解液壓傳動基本工作原理和基本概念。

二、實驗裝置

實驗臺的液壓系統(tǒng)如圖1-1所示，它由a、e二個液壓模塊組成。

三、實驗操作

1、熟悉元件：針對液壓系統(tǒng)中相關(guān)元件的液壓職能符號和實物，對照介紹，使學(xué)生有初步印象。

2、壓力控制動作：

(1)調(diào)壓：開泵、閥a3關(guān)緊，p1沒有壓力，ad1得電，p1開始有壓力，順時針

方向旋緊溢流閥a1，p1逐漸上升，松a1，p1逐漸下降，說明溢流閥1可調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。(2)卸荷：p1為某壓力時，ad1失電，p1值降為零，何故?(3)過載保護(hù)（限壓）：ad1得電，p1上升，旋緊a1，p1顯示到6mpa后不再升 壓。（安全閥6已調(diào)好6mpa）何故?如沒有閥6將出現(xiàn)什么情況?(4)壓力大小取決于負(fù)載大?。赫{(diào)a1到5mpa，旋松a3，p1下降，旋緊a3，p1 上升。（節(jié)流閥a3為外負(fù)載）

3、方向控制:關(guān)緊a3，調(diào)a1使p1=2mpa。(1)按右行按鈕（ed9得電），油缸18向右運動，到底后，按左行按鈕（ed8得電），油缸18向左運動到底。往復(fù)幾次，中途可按“停止”按鈕，換向閥置于中位（ed9、ed8均失電），油缸停止運動。說明方向閥能改變油缸運動方篇三：液壓與氣動實驗指導(dǎo)書

液 壓 與 氣 動 實 驗 指 導(dǎo) 書 實驗一 氣壓調(diào)速回路

一、實驗?zāi)康?/p>

1.理解調(diào)速回路的順序過程，了解各種元件的特性。2.掌握根據(jù)單向節(jié)流閥控制氣缸速度方法。

二、實驗設(shè)備 1．雙作用氣缸（兩個）、氣泵 2．單向節(jié)流閥（兩個）、氣控二位五通換向閥（兩個）

三、實驗原理

圖a，圖示位置時，當(dāng)機控?fù)Q向閥不換向時，進(jìn)入氣缸左腔的氣流流經(jīng)節(jié)流閥，右腔排出的氣體直接經(jīng)換向閥快排。當(dāng)節(jié)流閥開度較小時，由于進(jìn)入左腔的流量較小，壓力緩慢上升。當(dāng)氣壓達(dá)到能克服負(fù)載時，活塞前進(jìn)，此時左腔容積增大，結(jié)果使壓縮空氣膨脹，壓力下降，使作用在活塞上的力小于負(fù)載，因而活塞停止前進(jìn)。

圖b，圖示位置時，當(dāng)機控?fù)Q向閥不換向時，從氣源來的壓縮空氣經(jīng)機控?fù)Q向閥直接進(jìn)入氣缸的a腔，而b腔排出的氣體必須經(jīng)節(jié)流閥到機控?fù)Q向閥而排入大氣，因而b腔中的氣體具有一定的壓力，此時活塞在a腔和b腔的壓力差作用下前進(jìn)，而減少爬行發(fā)生的可能。圖c，圖示位置時，機控?fù)Q向閥無論處于左右位時，從氣源來的壓縮空氣經(jīng)機控?fù)Q向閥流經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入氣缸的a腔，而b腔排出的氣體也經(jīng)節(jié)流閥到機控?fù)Q向閥而排入大氣，減小活塞的爬行的可能性。

四、實驗步驟： 1．根據(jù)原理回路圖組建氣動回路

已知回路圖，根據(jù)圖中給出的連接順序，連接氣動回路。

圖a 圖b 圖c 2．根據(jù)回路圖檢查氣動回路 3．試運行回路，調(diào)整單向節(jié)流閥 注意事項：（1）氣泵的壓力值不得隨意調(diào)整。

（2）各個元件連接順序嚴(yán)格按照回路圖連接。

（3）注意單向節(jié)流閥的調(diào)整。

五、實驗報告要求： 1．分析回路圖，寫出三個回路的工作過程。

2．觀察實驗，隨時記錄三個氣動回路中的現(xiàn)象。3．通過實驗，分析氣動回路并列表比較。

一、實驗?zāi)康?/p>

1.理解雙手操作回路的順序過程。

2.掌握根據(jù)機械兩位三通換向閥和氣控兩位四通換向閥控制氣缸方法。

二、實驗設(shè)備 1．雙作用氣缸（兩個）、氣泵 2．機械兩位三通換向閥（兩個）、氣控二位四通換向閥（一個）

三、實驗原理

如圖所示，使用邏輯“與”回路，為使氣控二位換向閥換向，必須使壓縮空氣信號進(jìn)入氣控二位換向閥左側(cè)，為此必須使用兩只三通手閥同時換向，而且，這兩個閥必須安裝在單手不能同時操作的位置上。在操作時，如任何一只手離開時則控制信號消失，氣控二位換向閥控制信號消失，換向閥復(fù)位，則活塞桿后退。

四、實驗步驟： 1．根據(jù)原理回路圖組建氣動回路

已知回路圖，根據(jù)圖中給出的連接順序，連接氣動回路。

2．根據(jù)回路圖檢查氣動回路 3．試運行回路，調(diào)整單向節(jié)流閥 注意事項：（1）氣泵的壓力值不得隨意調(diào)整。

（2）各個元件連接順序嚴(yán)格按照回路圖連接。

（3）注意單向節(jié)流閥的調(diào)整。

五、實驗報告要求： 1．分析氣壓回路圖，寫出雙手操作回路工作過程。

2．通過實驗，舉一反三設(shè)計出一種雙手操作回路。

一、實驗?zāi)康?1.理解單往復(fù)動作的順序過程。

2.掌握根據(jù)行程閥控制往復(fù)回路的方法。

二、實驗設(shè)備 1．雙作用氣缸（兩個）、氣泵 2．氣控二位四通換向閥（兩個）、機械二位三通換向閥（兩個）、行程閥（一個）、單向閥（一個）和直動溢流閥（一個）

三、實驗原理 如圖所示，行程閥控制的單往復(fù)回路，當(dāng)按下左側(cè)手動換向閥的手動按鈕后，壓縮空氣使二位四通換向閥換向，活塞桿向前伸出，當(dāng)活塞桿上的擋鐵碰到右側(cè)二位三通行程閥，二位四通換向閥復(fù)位，活塞桿返回。

四、實驗步驟： 1．根據(jù)原理回路圖組建氣動回路

已知回路圖，根據(jù)圖中給出的連接順序，連接氣動回路。2．根據(jù)回路圖檢查氣動回路

3．試運行回路，調(diào)整行程閥的位置 注意事項：（1）氣泵的壓力值不得隨意調(diào)整。

（2）各個元件連接順序嚴(yán)格按照回路圖連接。

（3）注意行程閥的位置調(diào)整。

五、實驗報告要求： 1．分析氣壓回路圖，寫出單往復(fù)動作回路工作過程。2．通過實驗，舉一反三設(shè)計出一種單往復(fù)動作回路。篇四：液壓實驗指導(dǎo)書

節(jié)流調(diào)速回路性能實驗指導(dǎo)書

課程名稱：液壓傳動與控制技術(shù)指導(dǎo)老師：

商執(zhí)億

節(jié)流調(diào)速回路性能實驗

節(jié)流調(diào)速回路是由定量泵、流量控制閥、溢流閥和執(zhí)行元件等組成，它通過改變流量控制閥口的開度，即通流截面積來調(diào)節(jié)和控制流入或流出執(zhí)行元件的流量，以調(diào)節(jié)其運動速度。節(jié)流調(diào)速回路按照其流量控制閥安裝位置的不同，有進(jìn)口節(jié)流調(diào)速出口節(jié)流調(diào)速和旁路節(jié)流調(diào)速三種。流量控制閥采用節(jié)流閥或調(diào)速閥時，其調(diào)速性能各有自己的特點，同是節(jié)流閥，調(diào)速方式不同，它們的調(diào)速性能也有差別。

一、實驗?zāi)康模?/p>

1、通過節(jié)流閥的進(jìn)口、調(diào)速閥進(jìn)口、節(jié)流閥旁路三個節(jié)流調(diào)速回路的實驗，得出各自的調(diào)速回路特性曲線（速度—負(fù)載特性）。并分析比較它們的調(diào)速性能（速度—負(fù)載特性和功率特性）。

2、學(xué)習(xí)、掌握液壓傳動節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)的基本調(diào)試方法

3、初步掌握比例溢流閥的特性（壓力－信號特性）

二、實驗內(nèi)容：

1、節(jié)流閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能

2、調(diào)速閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能

3、節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能

4、比例溢流閥的壓力－信號性能測試

三、實驗結(jié)構(gòu)及參數(shù)

實驗臺采用插件板及帶有連接插頭的各種液壓元件，可以在不使用其他工具條件下，快速、靈活、方便的插接成所需要的實驗回路。主要由插件板、電機、泵站（帶油箱）、抽屜、油管、電控元件、液壓元器件等構(gòu)成。插件板為帶“t”溝槽形式的鋁合金型材結(jié)構(gòu)，可以方便地安裝液壓元件，搭接實驗回路。

工作臺尺寸：長×寬×高=2160mm×1050mm×1860mm 液壓泵額定工作壓力：6.3mpa，額定流量： 4 l/min 電源電壓：220伏 22 液壓缸無桿腔面積：256mm，液壓缸有桿腔面積：156mm，液壓缸有效行程：200mm

四、注意事項

1、操作人員在使用本實驗臺前必須詳細(xì)閱讀本實驗臺說明書，指導(dǎo)教師必須向?qū)W生介紹本實驗臺的使用方法。

2、請不要帶負(fù)載啟動（要將溢流閥旋松），以免損壞壓力表。

3、必須先實驗液壓系統(tǒng)原理圖，按圖進(jìn)行連接。連接膠管兩端帶有自閉式快速接頭，將膠管接頭與各元件接頭連接時，需用力將接頭的外套往后撥，插接后再往前推。用一只手壓住元件底座，一只手往外拉膠管，以確認(rèn)連接是否可靠。

4、搭接液壓回路前，先停泵，以免帶壓操作；確認(rèn)連接正確后，松開回路溢流閥的旋鈕，啟動電機，然后通過調(diào)節(jié)溢流閥調(diào)整系統(tǒng)壓力，調(diào)整過程中速度不得太快，一邊調(diào)整一邊觀察壓力表的顯示值。

5、學(xué)生做實驗時不應(yīng)將壓力調(diào)的太高(一般為4-6mpa)。

6、實驗結(jié)束后，首先要松開溢流閥，先將液壓回路中的壓力卸掉，以免油管中的壓力過高，給插接帶來困難，即必須卸壓后再關(guān)電機。

7、油管及元件用后要放回原處，以備后用。

五、實驗原理

實驗原理圖如下圖所示：1y1 a、節(jié)流閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路 b、調(diào)速閥進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路 c、節(jié)流閥旁路節(jié)流調(diào)速回路 液壓控制回路 4 25 2 46 電氣控制回路 比例溢流閥控制回路

實驗回路由液壓控制回路、電氣控制回路、比例溢流閥控制回路組成。當(dāng)流量控制閥裝在液壓回路的進(jìn)油路時，構(gòu)成進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路；當(dāng)流量控制閥裝在液壓回路的旁路時，構(gòu)成旁路節(jié)流調(diào)速回路。

負(fù)載不變時，當(dāng)改變流量控制閥的通流截面積時，即可使得進(jìn)入液壓缸無桿腔的流量發(fā)生變化，液壓缸活塞桿的速度相應(yīng)變化，達(dá)到調(diào)速的目的。（調(diào)速特性）

若流量控制閥的通流截面積給定時，改變負(fù)載的大小，不同的節(jié)流調(diào)速回路其速度負(fù)載特性不同。電氣控制回路用于控制三位四通換向閥的兩個電磁鐵的得電失電狀態(tài)，改變液壓油路走向，實現(xiàn)液壓缸的前進(jìn)或退回。

比例溢流閥控制回路由信號源、比例放大器、比例溢流閥組成。信號源可以按照要求給出不同的電壓值，經(jīng)比例放大器放大并進(jìn)行將電壓信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電流信號后，供比例溢流閥使用，比例溢流閥則會產(chǎn)生相應(yīng)的壓力值，即比例溢流閥的壓力大小與輸入其中的電流信號成一定比例。

六、實驗方法

１、節(jié)流調(diào)速回路性能實驗

當(dāng)節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)形式和液壓缸的尺寸大小確定之后，液壓缸活塞的工作速度v與節(jié)流閥的通流截面積a，溢流閥的調(diào)定壓力（泵的供油壓力）及負(fù)載f有關(guān)。

調(diào)速回路中液壓缸活塞桿的工作速度v和負(fù)載f之間的關(guān)系，稱為回路的速度－負(fù)載特性，也稱為機械特性。若流量控制閥的通流截面積給定時，當(dāng)每次按不同數(shù)值改變負(fù)載大小時，測得液壓缸活塞桿相應(yīng)的速度大小，則可得到回路的速度－負(fù)載特性。

以速度v為縱坐標(biāo)，以負(fù)載f為橫坐標(biāo)，可根據(jù)測得數(shù)據(jù)按調(diào)速方式不同做出各自的一組速度一負(fù)載的特性曲線。

2、根據(jù)測算數(shù)據(jù)，按不同的調(diào)速回路，作出各自回路的特性曲線（v-f）。

3、根據(jù)測算數(shù)據(jù)，作出比例溢流閥的壓力信號特性曲線（p-i）。

七、實驗方案

1、工作缸活塞桿的速度ｖ的測量

直接用秒表測量時間t，通過前進(jìn)路程與測量的時間計算速度ｖ。

2、加載（負(fù)載的變化）實驗中采用比例溢流閥來模擬外負(fù)載（簡單的用一個元件來代替完整的加載系統(tǒng)），把溢流閥接在液壓系統(tǒng)的回油路上，就等于加上了一個可以調(diào)節(jié)的液壓阻力，造成一個回油壓力，起到背壓作用，如圖中所示。通過改變比例溢流閥的給定信號的大小，即可方便的實現(xiàn)負(fù)載的改變。

八、實驗數(shù)據(jù)記錄及處理

1、采用節(jié)流閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路

3、采用節(jié)流閥的旁路節(jié)流調(diào)速回路

4、節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性曲線（3種節(jié)流調(diào)速回路特性畫在同一坐標(biāo)下）（v-f）

5、比例溢流閥的壓力信號特性曲線（p-i）

九、思考題

1、液壓系統(tǒng)中直動溢流閥的功用是什么？

2、采用節(jié)流閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路與采用調(diào)速閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路特性有什么不同？

3、請解釋采用調(diào)速閥的進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路速度負(fù)載特性。

4、在實驗中，液壓缸活塞桿退回時的速度是否變化？為什么？

5、比例溢流閥與傳動的直動溢流閥有什么不同？用在回路中其優(yōu)點是什么？

第三篇：液壓基本回路試題

液壓基本回路試題

一、選擇題

1、卸荷回路（A）。

A.可節(jié)省動力消耗，減少系統(tǒng)發(fā)熱，延長液壓泵壽命

B.可使液壓系統(tǒng)獲得較低壓力

C.不能用換向閥實現(xiàn)卸荷

D.只能用滑閥機能為中間開啟型的換向閥

2、速度控制回路一般通過改變進(jìn)入執(zhí)行元件的（B）來實現(xiàn)對液壓缸運動速度的控制。

A.壓力

B.流量

C.功率

3、將單活塞桿式液壓缸的左、右兩腔接通，同時引入壓力油，可以使活塞獲得（C）

A.慢速移動

B.停止不動

C.快速移動

二、判斷題

1、換向回路、卸荷回路都屬于速度控制回路。（×）

2、壓力調(diào)定回路主要由溢流閥等組成。（√）

3、當(dāng)液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件停止工作時，一般應(yīng)使液壓泵卸荷。（√）

第四篇：卡特液壓挖掘機維修保養(yǎng)常見故障分析

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卡特液壓挖掘機維修保養(yǎng)常見故障分析

重慶現(xiàn)松工程機械設(shè)備有限公司主營：挖掘機維修，卡特挖掘機修理，是重慶專業(yè)的挖掘機維修廠、挖掘機修理廠，位于重慶市白市驛凈龍工業(yè)園區(qū)。是國內(nèi)專業(yè)的進(jìn)口工程機械維修廠家之一。擁有國內(nèi)先進(jìn)的液壓系統(tǒng)調(diào)試臺和電腦診斷儀。公司成立以來，始終本著質(zhì)量保證，以人為本的企業(yè)理念。

卡特液壓挖掘機維修常見故障分析

1、故障現(xiàn)象：一臺卡特液壓挖掘機，在正常情況下直線行走時，機器會發(fā)生跑偏現(xiàn)象但若司機任意操作某一裝置(動臂、斗柄或者鏟斗)跑偏現(xiàn)象就消失

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該故障在工地是常常發(fā)生的，特別是對于已工作1～2年之后的機器。挖掘機液壓系統(tǒng)的最大工作壓力約為35～36MPa左右，機器的工作速度由2個主液壓泵的輸出流量來控制，每臺機器往往有幾個司機，每個司機的手感有所不同$有些司機總感覺機器速度慢，就私自去調(diào)節(jié)主液壓泵的功率控制閥芯。由于該閥芯是雙層彈簧設(shè)計，2根彈簧的相對位置和預(yù)緊力是有嚴(yán)格要求的，已在出廠前預(yù)先調(diào)整，否則會引起滿負(fù)載時發(fā)動機憋車或者泵的排量變小?？蛻粽{(diào)節(jié)時往往不在調(diào)節(jié)螺母上做記號，導(dǎo)致不能很好復(fù)原，因此會造成2個主液壓泵的輸出流量不均，從而影響左右行走馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，表現(xiàn)為機器跑偏。

關(guān)于操縱工作裝置后跑偏現(xiàn)象就消失的問題，其實也不難解釋，因為液壓挖掘機是由2個主液壓泵提供壓力油的，當(dāng)司機動了任一裝置后，機器的直線行走電磁閥就會得電，便會由單泵給2個行走馬達(dá)同時供油，表現(xiàn)為機器不發(fā)生跑偏，但行走速度減慢。

2、一臺卡特挖掘機維修，當(dāng)斗柄向內(nèi)收到底，手柄回中位后斗柄慢慢下落

手柄回中位后斗柄慢慢下落，必然是因斗柄油缸的液壓油在斗柄自重的壓力下流向其它地方。首先檢查管路和油缸密封，未發(fā)現(xiàn)問題，順著管路找到斗柄控制閥，拆下后發(fā)現(xiàn)里面有一些固體顆粒，再仔細(xì)觀察閥肩和閥芯表面，發(fā)現(xiàn)有明顯的磨損和擦痕，而且閥芯在閥孔中不能平順地移動。故障是由于液壓系統(tǒng)遭到污染而產(chǎn)生的，沒有定期更換液壓油及濾清器，使控制閥芯磨損，造成油液泄漏。

3、一臺卡特挖掘機無力維修，高壓共軌發(fā)動機無力，經(jīng)檢查機油壓力傳感器被拔掉，但重新安裝后仍不能起動發(fā)動機，最后發(fā)現(xiàn)共軌壓力傳感器與其裝反，對調(diào)即可解除故障

機油壓力傳感器裝好后機器仍不能起動，經(jīng)測量，傳感器一切正常，再對比傳感器的線號，發(fā)現(xiàn)了問題的根源。原來發(fā)動機上還有一個高壓共軌壓力傳感器，它的位置與機油壓力傳感器的位置比較接近，由于都是3線的傳感器，工作人員把2個傳感器裝反了，從而造成上述故障,與其說是故障,不如說是人為的失誤.重慶現(xiàn)松工程機械維修專業(yè)從事挖掘機維修，卡特挖掘機修理，現(xiàn)松挖掘機修理廠有10年維修經(jīng)驗，上1000維修案例，國內(nèi)尖端挖掘機維修設(shè)備，精通卡特、小松、日立、沃爾沃等各品牌挖掘機維修，快速維修，價格合理！

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第五篇：小型液壓挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計解讀

獨創(chuàng)性聲明

本畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在標(biāo)注中說明；其他同志對本設(shè)計（論文）的啟發(fā)和貢獻(xiàn)均已在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人獨立完成。特此聲明。

論文作者簽名： 日期： 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明

本人完全了解福州大學(xué)至誠學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)院有權(quán)保留送交論文的印刷本、復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱；學(xué)院可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。

論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 小型液壓挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計 摘要

近年來，有關(guān)挖掘機液壓系統(tǒng)方面的文獻(xiàn)并不少見，但文獻(xiàn)的內(nèi)容大多針對某一專題進(jìn)行研究，系統(tǒng)地論述現(xiàn)代液壓挖掘機液壓系統(tǒng)的論文卻較少，因此研究和設(shè)計液壓挖掘機液壓系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義和理論意義。

本論文主要概述挖掘機液壓技術(shù)的發(fā)展史及其目前在國內(nèi)的外發(fā)展情況，簡述了液壓挖掘機發(fā)展趨勢，本文對液壓挖掘機的常用液壓回路進(jìn)行了簡單闡述和分析，對課題要求設(shè)計的小型液壓挖掘機液壓系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計及分析，并通過進(jìn)一步計算確定了需要的液壓元件完成選型。運用AutoCAD 繪制液壓系統(tǒng)原理圖、工作油箱總成、液壓布置圖、油箱零件圖。最后通過驗算證明了本設(shè)計的可行性。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)，挖掘機，Mini Hydraulic Excavator Hydraulic System of Design Abstract.In recent years, the excavator hydraulic systems, the literature is not uncommon, but most of the content documents of a topic for research, systematic exposition of modern hydraulic excavator hydraulic system of the paper is less, so the research and design of hydraulic excavator system has important practical and theoretical significance.Hydraulic excavator of this thesis outlines the history of technology and its current developments in the foreign country, outlines the development trend of hydraulic excavators, hydraulic excavators used this hydraulic circuit for a simple set and analysis, subject to design small hydraulic excavator hydraulic system design and analysis, and by further calculation to determine the need for complete selection of hydraulic components.AutoCAD drawing using hydraulic system diagram, work tank assembly, hydraulic layout, tank parts diagram.Finally, tests prove the feasibility of this design.Keywords ：Hydraulic System，Excavator 目 錄 緒論......................................................................1 1.1 選題意義...............................................................................................................................................1 1.2 挖掘機及其液壓技術(shù)概述...................................................................................................................1

1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀...................................................................................................................................2 1.4 挖掘機發(fā)展趨勢...................................................................................................................................3 2 挖掘機液壓系統(tǒng)概述........................................................5 2.1 挖掘機液壓系統(tǒng)的基本組成及其基本要求.......................................................................................5 2.2 挖掘機液壓系統(tǒng)的基本動作分析.......................................................................................................6 2.3 挖掘機液壓系統(tǒng)的基本回路分析.......................................................................................................6 2.3.1 限壓回路....................................................................................................................................6 2.3.2 緩沖回路..................................................................................................................................7 2.3.3 節(jié)流回路....................................................................................................................................8 2.3.4 行走限速回路............................................................................................................................9 2.3.5 合流回路.................................................................................................................................11

2.3.6 閉鎖回路................................................................................................................................12 2.3.7 再生回路..................................................................................................................................12 3 挖掘機液壓系統(tǒng)設(shè)計.......................................................13 3.1 挖掘機的功用和對液壓系統(tǒng)的要求.................................................................................................13 3.2 挖掘機液壓系統(tǒng)分析.........................................................................................................................13 3.2.1 挖掘機的液壓系統(tǒng)原理圖......................................................................................................13 3.2.2 系統(tǒng)工作循環(huán)分析..................................................................................................................14 3.2.3 主要液壓元件在系統(tǒng)中的作用..............................................................................................15 3.2.4 液壓系統(tǒng)中幾種低壓回路的作用..........................................................................................16 3.3 液壓元件的選用.................................................................................................................................16 3.3.2 液壓閥的選用..........................................................................................................................16

3.3.4 輔助元件的選用......................................................................................................................17 4參數(shù)計算及選擇...........................................................18 4.1 計算所需要的泵的流量.....................................................................................................................18 4.2回轉(zhuǎn)臺啟動力矩和制動力矩..............................................................................................................19 4.2泵的選擇..............................................................................................................................................22 4.3油箱容積計算......................................................................................................................................22 4.4油管尺寸計算......................................................................................................................................23 4.5熱平衡驗算..........................................................................................................................................24 5 結(jié)論.....................................................................25 參考文獻(xiàn)...................................................................27 致謝.......................................................................27 緒論 1.1 選題意義

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，液壓挖掘機在各種工程建設(shè)領(lǐng)域，特別是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中所起的作用越來越明顯，液壓挖掘機作為一類快速、高效的施工機械愈來愈被人們所認(rèn)識。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)主要23家主要挖掘機制造公司2009年挖掘機市場總計銷售各級別挖掘機約95,000臺，同比2008年大幅增長23%，再次創(chuàng)造中國挖掘機銷量記錄。

挖掘機的發(fā)展與液壓技術(shù)密不可分，二者相互促進(jìn)，一方面，液壓技術(shù)是現(xiàn)代挖掘機的技術(shù)基礎(chǔ)，另一方面，挖掘機的發(fā)展又促進(jìn)了液壓技術(shù)的提高。挖掘機的液壓系統(tǒng)復(fù)雜，其性能的優(yōu)劣決定著挖掘工作性能的高低，可以說目前液壓傳動的許多先進(jìn)技術(shù)都體現(xiàn)在挖掘機上。近年來，有關(guān)挖掘機液壓系統(tǒng)方面的文獻(xiàn)并不少見，但文獻(xiàn)的內(nèi)容大多針對某一專題進(jìn)行研究，系統(tǒng)地論述現(xiàn)代液壓挖掘機液壓系統(tǒng)的論文卻較少，因此研究挖掘機液壓系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義和理論意義。

1.2 挖掘機及其液壓技術(shù)概述

挖掘機的發(fā)展史可追溯到 19 世紀(jì)三四十年代。美國實施西部大開發(fā)工程催生了以蒸汽機作為動力，模仿人體大臂、小臂和手腕構(gòu)造，能行走和扭腰的挖掘機。隨后的一百多年中，挖掘機并沒有得到很大發(fā)展，其原因一是當(dāng)時的工程主要是國土開發(fā)、大規(guī)模的筑路和整修場地等，平面作業(yè)較多，使鏟土運輸機械成為當(dāng)時的主力機種，二是挖掘機作業(yè)裝置動作多、運動范圍大、采用多自由度機構(gòu)，機械傳動難以適應(yīng)這些要求，而當(dāng)時的液壓技術(shù)還不成熟，不能大規(guī)模地應(yīng)用到實際工業(yè)中。隨著社會的不斷進(jìn)步，工程建設(shè)和施工形式逐漸向土木施工方向發(fā)展，同時液壓技術(shù)也逐步得以完善，這些因素的變化反過來又促進(jìn)挖掘機的不斷更新?lián)Q代。20 世紀(jì) 40 年代有了在拖拉機上配裝液壓鏟的懸掛式挖掘機，50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機和履帶式全液壓挖掘機，60 年代，當(dāng)液壓傳動技術(shù)成為成熟的傳動技術(shù)時，液壓挖掘機進(jìn)入了推廣和蓬勃發(fā)展吉階段，各國挖掘機制造廠和品種增加很快（見表 1—1），產(chǎn)量猛增。1968～1970年間液壓挖掘機產(chǎn)量

已占挖掘機總產(chǎn)量的 83%，目前已接近100%，所謂挖掘機在現(xiàn)代主要是指液壓挖掘機，機械式挖掘機已很少見，液壓傳動技術(shù)為挖掘機的發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐。

液壓傳動是挖掘機的重要組成部分之一，目前常用的傳動方式有機械傳動、電力傳動和流體傳動。流體傳動包括液體傳動和氣體傳動，液體傳動又分為液壓傳動和液力傳動。所謂液壓傳動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。在現(xiàn)代工業(yè)中液壓傳動技術(shù)幾乎應(yīng)用于所有機械設(shè)備的驅(qū)動、傳動和控制，如操縱車輛轉(zhuǎn)向和制動，控制和驅(qū)動飛機、機床、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、采礦機械、食品機械和醫(yī)療機械等

1650 年法國帕斯卡提出的封閉靜止流體中壓力傳遞的帕斯卡原理成為液壓傳動的理論基礎(chǔ)，此后液壓傳動理論不斷得以豐富和完善，如 1686 年牛頓揭示了粘性流體的內(nèi)磨擦定律，18 世紀(jì)建立了流體力學(xué)的兩個重要方程：連續(xù)性方程和伯努利方程。豐富的理論和實踐的需要促進(jìn)了液體應(yīng)用技術(shù)和成果的不斷涌現(xiàn)。1795 年英國人約瑟夫步拉默發(fā)明了世界上第一臺水壓機；隨后出現(xiàn)在英國的工業(yè)革命促進(jìn)了液壓技術(shù)的迅速發(fā)展；到 1870 年液壓傳動技術(shù)已經(jīng)被用來驅(qū)動各種液壓設(shè)備，如液壓機、起重機、絞車、擠壓機、剪切機和鉚接機等； 1900 年，世界上出現(xiàn)了第一臺軸向柱塞泵；1910 年及 1922 年海勒.肖及漢斯.托馬斯研制出用油作工作介質(zhì)的徑向柱塞泵；1926 第一套由泵﹑控制閥和執(zhí)行元件組成的集成液壓系統(tǒng)在美國誕生；1936 年哈里威克斯又發(fā)明了先導(dǎo)式液流閥。第二次世界大戰(zhàn)之后，美國麻省理工學(xué)院的布萊克本、李詩穎等人對液壓伺服控制問題作了深入的研究，于 1958 年制造了噴嘴擋板型電液伺服閥；20 世紀(jì)六十年代末，電液比例閥應(yīng)運而生；70 年代后期，德美等國相繼研制成負(fù)載敏感泵及大功率電磁閥；近年來，為適應(yīng)機電一體化、控制柔性化和計算機集中控制的要求，液壓系統(tǒng)的研究已由手動控制轉(zhuǎn)向數(shù)字控制和信號控制。目前液壓技術(shù)的研究和發(fā)展動向主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）提高效率，降低能耗。（2）提高技術(shù)性能和控制性能。（3）發(fā)展集成、復(fù)合、小型化、輕量化元件。（4）開展液壓系統(tǒng)自動控制技術(shù)方面的研究

與開發(fā)。（5）加強以提高安全性和環(huán)境保護(hù)為目的研究開發(fā)。（6）提高液壓元件和系統(tǒng)的工作可靠性。（7）標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化。

（8）開展液壓系統(tǒng)設(shè)計理論和系統(tǒng)性能分析研究。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

我國挖掘機生產(chǎn)起步較晚，從 1954 年撫順挖掘機廠生產(chǎn)第一臺機械式單斗挖掘機至今，大體經(jīng)歷了測繪仿制、自主研發(fā)和發(fā)展提高三個階段。

新中國成立初期，以測繪仿制前蘇聯(lián) 20 世紀(jì) 30～40 年代的機械式單斗挖掘機為主，開始了我國的挖掘機生產(chǎn)歷史，由于當(dāng)時國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，先后建立起十多家挖掘機生產(chǎn)廠，到 20 世紀(jì) 80 年代末，我國的中小型液壓挖掘機已形成系列，但總的說來，我國的挖掘機生產(chǎn)批量小，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，與國際先進(jìn)水平相比，差距較大。改革開放以來，生產(chǎn)企業(yè)積極引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)，促進(jìn)了我國挖掘機行業(yè)的發(fā)展，目前國產(chǎn)液壓挖掘機的產(chǎn)品性能指標(biāo)已達(dá)到 20 世紀(jì) 80 年代的國際水平，部分產(chǎn)品達(dá)到了 90 年代的水平。

國外挖掘機生產(chǎn)歷史較長，液壓技術(shù)的不斷成熟使挖掘機得到全面發(fā)展。德國是世界上較早開發(fā)研制挖掘機的國家，1954 年和 1955 年德國的德馬克和利渤海爾兩家公司分

別開發(fā)了全液壓挖掘機；美國是繼德國以后生產(chǎn)挖掘機歷史最長、數(shù)量最大、品種最多和技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位的國家；日本挖掘機制造業(yè)是在二次大戰(zhàn)后發(fā)展起來的，其主要特點是在引進(jìn)、消化先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過大膽創(chuàng)新發(fā)展起來的；韓國是液壓挖掘機生產(chǎn)的后起之秀，20 世紀(jì) 70 年代開始引進(jìn)技術(shù)，由于產(chǎn)業(yè)政策支持，很快進(jìn)入國際市場，并已擠入國際液壓挖掘機的主要生產(chǎn)國之一。世紀(jì) 60 年代，挖掘機進(jìn)入成熟期，各國挖掘機制造商紛紛采用液壓技術(shù)并與其它技術(shù)相結(jié)合，使產(chǎn)品的適應(yīng)性得到較快發(fā)展，產(chǎn)品壽命和質(zhì)量不斷提高操縱更加舒適，產(chǎn)品更加節(jié)能。例如美國卡特彼勒公司 1995 年以后推出的 300B系列液壓挖掘機，采用一種命名為 maestro 的系統(tǒng)，通過載荷傳感液壓裝置，控制發(fā)動

機的輸出功率，實現(xiàn)與液壓泵的嚴(yán)格匹配。Maestro 控制面板在機型上安裝兩種功率模式和四種工況狀態(tài)，允許用戶自行決定功率工況模式。再如韓國現(xiàn)代公司生產(chǎn)的 ROBEX450-3 型液壓挖掘機，有四種功率模式，通過集成化的電子控制系統(tǒng)自動確定最佳的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和液壓泵的輸出參數(shù)，使得發(fā)動機、液壓泵的速度及液壓系統(tǒng)壓力與實際工況相適應(yīng)，從而獲得最高的生產(chǎn)率和最佳的燃油消耗。此種技術(shù)在日本小松、日立建機、神鋼、韓國大宇重工、德國的利渤海爾、英國的 JCB等公司均得到普遍應(yīng)用，代表了當(dāng)代液壓挖掘機的最高水平。

1.4 挖掘機發(fā)展趨勢

隨著液壓挖掘機的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動化方向發(fā)展，挖掘機對液壓技術(shù)的要求不斷提高并呈現(xiàn)如下特點：

（1）迅速發(fā)展全液壓挖掘機并進(jìn)一步改進(jìn)液壓系統(tǒng)。中、小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢。因為變量系統(tǒng)在油泵工作過程中，壓力減小時用增大流量來補償，使液壓泵功率保持恒定，亦即裝有變量泵的液壓挖掘機可經(jīng)常性地充分利用油泵的最大功率；當(dāng)外阻力增大時則減少流量（降低速度），使挖掘力成倍增加；采用三回路液壓系統(tǒng)，產(chǎn)生三個互不成影響的獨立工作運動，實現(xiàn)與回轉(zhuǎn)機構(gòu)的功率匹配，將第三泵在其他工作運動上接通，成為開式回路第二個獨立的快速運動。液壓技術(shù)在挖掘機上的普遍使用，為電子技術(shù)、自動控制技術(shù)在挖掘機上的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件，液壓、電子和自動化技術(shù)日益結(jié)合，共同促進(jìn)挖掘機的控制性能不斷提高。挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。在危險地區(qū)或水下作業(yè)采用無線電操縱，利用電子計算機控制接收器和激光導(dǎo)向相結(jié)合，實現(xiàn)了挖掘機作業(yè)操縱的完全自動化。20 世紀(jì) 70 年代，為了節(jié)省能源消耗和減少對環(huán)境的污染，使挖掘機的操作更加輕便和安全作業(yè)，降低挖掘機噪音，改善駕駛員工作條件，電子和自動控制技術(shù)逐步應(yīng)用在挖掘機上。隨著對挖掘機的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高，機電一體化技術(shù)在挖掘機上得以廣泛應(yīng)用，并使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。20 世紀(jì) 80 年代，以微電子技術(shù)為核心 的高新技術(shù)，特別是微機、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖掘機上的應(yīng)用，推動了電子控制技術(shù)在挖掘機上應(yīng)用和推廣，并已成為挖掘機現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，亦即目前先進(jìn)的挖掘機上設(shè)有發(fā)動機自動怠速及油門控制系統(tǒng)、功率優(yōu)化系統(tǒng)、工作模式控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等電控系統(tǒng)。所有這一切，都是挖掘機的全液壓化奠定的基礎(chǔ)并為挖掘機的全面發(fā)展創(chuàng)造了美好的前景。

（2）重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)，加快標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展速度。例如美國林肯貝爾特公司新 C 系列 LS-5800 型液壓挖掘機安裝了全自動控制液壓系統(tǒng)，可自動調(diào)節(jié)流量，避免了驅(qū)動功率的浪費，還安裝了 CAPS（計算機輔助功率系統(tǒng)），提高了挖掘機的作業(yè)功率，更好地發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能；日本住友公司生產(chǎn)的 FJ 系列五種新型號挖掘機配有與液壓回路連接的計算機輔助功率控制系統(tǒng)，利用精控模式選擇系統(tǒng)，減少燃油、發(fā)動機功率和液壓功率的消耗，并延長了零部件的使用壽命；德國奧加凱（O&K）公司生產(chǎn)的挖掘機的油泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；日本神鋼公司在新型的 904、905、907、909 型液壓挖掘機上采用智能型控制系統(tǒng)，即使無經(jīng)驗的駕駛員也能進(jìn)行復(fù)雜的作業(yè)操作；德國利勃海爾公司開發(fā)了 ECO（電子控制作業(yè)）的操縱裝置，可根據(jù)作業(yè)要求調(diào)節(jié)挖掘機的作業(yè)性能，取得了高效率、低油耗的效果；美國卡特匹勒公司在新型 B系統(tǒng)挖掘機上采用最新的3114T 型柴油機以及扭矩載荷傳感壓力系統(tǒng)、功率方式選擇器等，進(jìn)一步提高了挖掘機的作業(yè)效率和穩(wěn)定性。韓國大宇公司在 DH280 型挖掘機上采用了 EPOS 即電子功率優(yōu)化系統(tǒng)，根據(jù)發(fā)動機負(fù)荷的變化，自動調(diào)節(jié)液壓泵所吸收的功率，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速始終保持在額定轉(zhuǎn)速附近，即發(fā)動機始終以全功率運轉(zhuǎn)，這樣既充分利用了發(fā)動機的功率、提高挖掘機的作業(yè)效率，又防止了發(fā)動機因過載而熄火。