1目錄TU內(nèi)容提要UTTUSUMMARYUTTU緒論UT1TU11前言UT1TU12課題設(shè)計(jì)要求UT2TU2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)UT3TU21國外研究狀況及發(fā)展動態(tài)UT3TU22國內(nèi)研究情況及發(fā)展動態(tài)UT4TU3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)UT5TU31液壓挖掘機(jī)的工況分析UT5TU32液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)確定UT8TU33負(fù)載分析UT10TU34機(jī)電一體化液壓挖掘機(jī)工作原理UT12TU35機(jī)電一體化液壓挖掘機(jī)工作技術(shù)要求UT13TU36液壓缸主要幾何尺寸的計(jì)算UT14TU37液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算UT15TU4液壓系統(tǒng)原理圖的制定UT19TU41制定基本方案UT19TU42確定回路方式UT20TU43選用液壓油液UT20TU44繪制液壓系統(tǒng)原理圖UT21TU5選擇各液壓元件UT24TU51液壓泵的選擇UT24TU52柴油發(fā)動機(jī)的選擇UT24TU53液壓閥的選擇UT24TU54其他液壓元件的選擇UT26TU55油箱容量的確定UT28TU6液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算UT29TU61液壓系統(tǒng)壓力損失UT292TU62液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算UT30TU總結(jié)UT34TU參考文獻(xiàn)UT35TU致謝UT373內(nèi)容提要在搜集了國內(nèi)外挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，了解了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展歷史，并對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展動態(tài)進(jìn)行了分析總結(jié)。論文對挖掘機(jī)的各種工況進(jìn)行了分析，系統(tǒng)總結(jié)了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題SWE50H型液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。小型挖掘機(jī)由多個系統(tǒng)組成，包括液壓系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)，操縱系統(tǒng)，工作裝置，底架，轉(zhuǎn)臺，油箱，發(fā)動機(jī)安裝等。本人的設(shè)計(jì)主要致力于分析和設(shè)計(jì)小型液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)。本課題選擇了國內(nèi)的質(zhì)量和技術(shù)性能都接近設(shè)計(jì)要求的10T挖掘機(jī)作為基型，并在此基礎(chǔ)上C參考了國外的先進(jìn)機(jī)型，設(shè)計(jì)出挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)方案圖，總體裝配圖以及相應(yīng)的部件圖和零件圖,并對動臂機(jī)構(gòu)部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了動臂機(jī)構(gòu)原理圖，動臂機(jī)構(gòu)液壓缸。圖紙基本采用AUTOCAD二維軟件繪圖。本液壓挖掘機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是采用伺服先導(dǎo)操縱系統(tǒng)，造型美觀，具備挖掘，抓物，鉆孔，推土，清溝和破碎等功能。性能可靠，操作舒適，可廣泛應(yīng)用于建筑，市政，供水，供氣，供電農(nóng)林建設(shè)等工程。4緒論11前言液壓挖掘機(jī)是一種多功能機(jī)械，目前被廣泛應(yīng)用于水利工程，交通運(yùn)輸，電力工程和礦山采掘等機(jī)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(jī)具有多品種，多功能，高質(zhì)量及高效率等特點(diǎn)，因此受到了廣大施工作業(yè)單位的青睞。液壓挖掘機(jī)的生產(chǎn)制造業(yè)也日益蓬勃發(fā)展。挖掘機(jī)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)。其結(jié)構(gòu)主要是由發(fā)動機(jī)、液壓系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置和電氣控制等部分組成（如圖所示），由于挖掘機(jī)的工作條件惡劣，要求實(shí)現(xiàn)的動作很復(fù)雜，于是它對液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中最為復(fù)雜的。因此，對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)已經(jīng)成為推動挖掘機(jī)發(fā)展中的重要一環(huán)。所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個重要品種，對于減輕工人繁重的體力勞動，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用，因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。1鏟斗缸2斗桿缸3動臂缸4回轉(zhuǎn)馬達(dá)5冷卻器6濾油器7磁濾器8油箱9液壓泵10背壓閥11后組合閥12前組合閥13中央回轉(zhuǎn)接頭14回轉(zhuǎn)制動閥15限速閥16行走馬達(dá)圖11液壓挖掘機(jī)整體系統(tǒng)圖51課題設(shè)計(jì)要求11使用要求小型挖掘機(jī)主要用于城市、狹窄地區(qū)，代替人力勞動。主要作業(yè)是挖掘、裝載、整地、起重等，用于城市管道工程、道路、住宅建設(shè)、基礎(chǔ)工程和園林作業(yè)等。小型挖掘機(jī)體積小，機(jī)動靈活，并趨向于一機(jī)多能，配備多種工作裝置，除正鏟、反鏟外，還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。與此同時，發(fā)展專門用途的特種挖掘機(jī)，如低比壓、低嗓聲、水下專用和水陸兩用挖掘機(jī)等?？傊且环N多用途萬能型的城市建設(shè)機(jī)械。由于這種機(jī)械的特點(diǎn)很靠近人，因此在設(shè)計(jì)上除了要求耐久性、可靠性和作業(yè)效率等，還需著重考慮人、機(jī)、環(huán)境的協(xié)調(diào)，特別要注意以下幾點(diǎn)11安全性即機(jī)械作業(yè)過程中不要與周圍的人和物相碰撞，防傾翻穩(wěn)定性好。2低公害即排放要求高、低震動、低噪音，聲音要比較悅耳。3與周圍環(huán)境能調(diào)和，形象要美觀，形體和色彩不要引起人們不愉快感，對人有親和感。4盡量擴(kuò)大其使用功能，可裝多種附屬裝置，應(yīng)成為城市萬能型工程機(jī)械。5操縱簡便，任何人一學(xué)就會，都能操縱。12性能要求小型挖掘機(jī)具有中型挖掘機(jī)的多項(xiàng)功能，又具有便于運(yùn)輸、能耗低、靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，非常適用于空間狹小的施工場地作業(yè)，而且價(jià)格低、質(zhì)量輕、保養(yǎng)維修方便，所以在小型土石方工程、市政工程、路面修復(fù)、混凝土破碎、電纜埋設(shè)、自來水管道的鋪設(shè)、園林栽培等工程中得到了廣泛的應(yīng)用。由于滿足基本的挖掘、裝載、整地、起重等功能外，必須考慮到工作空間小人力所不能至、地形復(fù)雜、方便操作、可控，目前市場對小型挖掘機(jī)性能要求如下21改進(jìn)挖掘機(jī)可控性和控制精確性以及復(fù)合動作。2簡化液壓系統(tǒng)、降低成本，達(dá)到大作業(yè)量與低油耗的動態(tài)平衡。3改進(jìn)工作可靠性。4改進(jìn)駕駛操作舒適性及降低勞動強(qiáng)度，提高單位生產(chǎn)率。5改進(jìn)操作安全性。6低振動、低噪音適用生活區(qū)工作。62國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)21國外研究狀況及發(fā)展動態(tài)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的挖掘機(jī)生產(chǎn)較早，法國、德國、美國、俄羅斯、日本是斗容量3540M單斗液壓挖掘機(jī)的主要生產(chǎn)國，從20世紀(jì)80年代開始生產(chǎn)特大型挖掘機(jī)。例如，美國馬利昂公司生產(chǎn)的斗容量50150M剝離用挖掘機(jī)，斗容量132M的步行式拉鏟挖掘機(jī)；BE（布比賽路斯伊利）公司生產(chǎn)的斗容量1682M的步行式拉鏟挖掘機(jī)，斗容量107M的剝離用挖掘機(jī)等，是世界上目前最大的挖掘機(jī)。從20世紀(jì)后期開始，國際上挖掘機(jī)的生產(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。1開發(fā)多品種、多功能、高質(zhì)量及高效率的挖掘機(jī)。為滿足市政建設(shè)和農(nóng)田建設(shè)的需要，國外發(fā)展了斗容量在025M以下的微型挖掘機(jī)，最小的斗容量僅在001M。另外，數(shù)量最的的中、小型挖掘機(jī)趨向于一機(jī)多能，配備了多種工作裝置除正鏟、反鏟外，還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。2迅速發(fā)展全液壓挖掘機(jī)，不斷改進(jìn)和革新控制方式，使挖掘機(jī)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(jì)算機(jī)綜合程序控制3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，提高挖掘機(jī)的作業(yè)功率，更好地發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能。4更新設(shè)計(jì)理論。提高可靠性，延長使用壽命。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設(shè)計(jì)理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計(jì)理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、電子計(jì)算機(jī)控制的電液伺服疲勞試驗(yàn)技術(shù)、疲勞強(qiáng)度分析方法等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)的強(qiáng)度研究方面，促進(jìn)了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高效率和競爭力。5加強(qiáng)對駕駛員的勞動保護(hù)，改善駕駛員的勞動條件。液壓挖掘機(jī)采用帶有墜物保護(hù)結(jié)構(gòu)和傾翻保護(hù)結(jié)構(gòu)的駕駛室，安裝可調(diào)節(jié)的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。6進(jìn)一步改進(jìn)液壓系統(tǒng)。中、小型液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢。液壓技術(shù)在挖掘機(jī)上普遍使用，為電子技術(shù)、自動控制技術(shù)在挖掘機(jī)的7應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件。7迅速拓展電子化、自動化技術(shù)在挖掘機(jī)上的應(yīng)用。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(jī)、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖掘機(jī)上的應(yīng)用，推動了電子控制技術(shù)在挖掘機(jī)上應(yīng)用和推廣，并已成為挖掘機(jī)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。22國內(nèi)研究情況及發(fā)展動態(tài)3早在1954年我國就已開始生產(chǎn)機(jī)械式挖掘機(jī),當(dāng)時的撫順重型機(jī)器廠撫順挖掘機(jī)廠前身引進(jìn)前蘇聯(lián)的機(jī)械式挖掘機(jī)W10012和W5012等國際20世紀(jì)3040年代的產(chǎn)品。由于國家H經(jīng)濟(jì)H建設(shè)的需要,后又H發(fā)展H10余家廠生產(chǎn),到1966年12年全國共生產(chǎn)了機(jī)械式挖掘機(jī)3000余臺,后又延續(xù)生產(chǎn)到八十年代初。在80年代初引進(jìn)德國系列液壓挖掘機(jī)制造技術(shù)（例如有德國LIEBHERR公司、DEMAG公司和O為了充分利用發(fā)動機(jī)功率和縮短作業(yè)循環(huán)時間，工作過程中往往要求有兩個主要動作例如挖掘與動臂、提升與回轉(zhuǎn)同時進(jìn)行復(fù)合動作。液壓挖掘機(jī)一個作業(yè)循環(huán)的組成和動作的復(fù)合主要包括41挖掘通常以鏟斗液壓缸或斗桿液壓缸進(jìn)行挖掘，或者兩者配合進(jìn)行挖掘，因此，在此過程中主要是鏟斗和斗桿的復(fù)合動作，必要時，配以動臂動作。2滿斗舉升回轉(zhuǎn)挖掘結(jié)束，動臂液壓缸將動臂頂起，滿斗提升，同時回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)向卸土處，此時主要是動臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動作。3卸載轉(zhuǎn)到卸土點(diǎn)時，轉(zhuǎn)臺制動，用斗桿液壓缸調(diào)節(jié)卸載半徑，然后鏟斗液壓缸回縮，鏟斗卸載。為了調(diào)整卸載位置，還要有動臂液壓缸的配合，此時是斗桿和鏟斗的復(fù)合動作，間以動臂動作。9圖31液壓挖掘機(jī)的工作運(yùn)動1一動臂升降2一斗桿收放3一鏟斗裝卸4一轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)5一整機(jī)行走4空斗返回卸載結(jié)束，轉(zhuǎn)臺反向回轉(zhuǎn)，動臂液壓缸和斗桿液壓缸配合，把空斗放到新的挖掘點(diǎn)，此時是回轉(zhuǎn)和動臂或斗桿的復(fù)合動作。5整機(jī)移動工況將整機(jī)移動至合適的工作位置。6姿態(tài)調(diào)整與保持工況滿足停放、運(yùn)輸、檢修等需要。7其他輔助作業(yè)工況輔助工作裝置作業(yè)工況。311挖掘工況分析1鏟斗挖掘工況由鏟斗液壓缸單獨(dú)動作進(jìn)行挖掘的工況。采用鏟斗液壓缸進(jìn)行挖掘常用于清除障礙，挖掘較松軟的土壤以提高生產(chǎn)率，因此，在一般土方工程挖掘中III級土以下土壤的挖掘鏟斗挖掘最常用。2斗桿挖掘工況由斗桿液壓缸單獨(dú)動作進(jìn)行挖掘的工況。在較堅(jiān)硬的土質(zhì)條件下工作時，為了能夠裝滿鏟斗，中小型液壓挖掘機(jī)在實(shí)際工作中常以斗桿液壓缸進(jìn)行挖掘。3聯(lián)合挖掘工況由鏟斗、斗桿液壓缸復(fù)合動作進(jìn)行挖掘的工況，必要時還需配以動臂液壓缸的動作。主要用于需要軌跡控制的情況。當(dāng)單獨(dú)采用鏟斗液壓缸進(jìn)行挖掘時，挖掘軌跡以鏟斗與斗桿的鉸點(diǎn)為中心，鏟斗斗尖所作的圓弧線的長度決定于鏟斗液壓缸的行程。以鏟斗液壓缸進(jìn)行挖掘時的挖掘行程較短，為了能夠裝滿鏟斗，需有較大的挖掘力以保證能挖掘較大厚度的土壤，所以一般挖掘機(jī)的斗尖最大挖掘力都在采用鏟斗液壓缸挖掘時實(shí)現(xiàn)。當(dāng)單獨(dú)采用斗桿液壓缸進(jìn)行挖掘時，挖掘軌跡以動臂與斗桿的鉸點(diǎn)為中心，鏟斗斗尖所作的圓弧線的長度決定于斗桿液壓缸的行程。當(dāng)動臂液壓缸位于最小長度并以10斗桿液壓缸進(jìn)行挖掘時，可以得到最大挖掘深度尺寸，并且也有較大的挖掘行程。在實(shí)際挖掘工作中，往往需要采用各液壓缸的復(fù)合工作。如在平整土地或切削斜坡時，需要同時操縱動臂和斗桿，以使斗尖能沿直線運(yùn)動，見圖32所示。此時斗桿收回，動臂抬起，需要保證彼此動作獨(dú)立，相互之間無干擾。如果需要鏟斗保持一定切削角度并按照一定的軌跡進(jìn)行切削時，或者需要用鏟斗斗底壓整地面時，就需要鏟斗、斗桿、動臂三者同時作用完成復(fù)合動作5，見圖33所示。這些動作決定于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。當(dāng)進(jìn)行溝槽側(cè)壁掘削和斜坡切削時，為了有效地進(jìn)行垂直掘削，還要求向回轉(zhuǎn)馬達(dá)提供壓力油，產(chǎn)生回轉(zhuǎn)力，保持鏟斗貼緊側(cè)壁進(jìn)行切削，因此需要回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和斗桿機(jī)構(gòu)復(fù)合動作。A一水平地面的挖削B一斜坡地面的挖削圖32斗尖沿直線挖削A水平地面的切削和壓整B斜坡地面的切削和壓整圖33地面的切削和壓整單獨(dú)采用斗桿挖掘時，為了提高掘削速度，一般采用雙泵合流，個別也有采用三泵合流。單獨(dú)采用鏟斗挖掘時，也有采用雙泵合流的情況。當(dāng)動臂、斗桿和鏟斗復(fù)合運(yùn)動時，為了防止同一油泵向多個液壓作用元件供油時動作的相互干擾，一般三泵系統(tǒng)中，每個油泵單獨(dú)對一個液壓作用元件供油較好。對于雙泵系統(tǒng)，其復(fù)合動作時各液壓作用元件間出現(xiàn)相互干擾的可能性大，因此需要采用節(jié)流等措施進(jìn)行流量分配，其流量分配要求和三泵系統(tǒng)相同。挖掘過程中還有可能碰到石塊、樹根等堅(jiān)硬障礙物，往往由于挖不動而需要短時11間增大挖掘力，希望液壓系統(tǒng)能暫時增壓，能提高主壓力閥的壓力。32液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)確定液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)表明了液壓挖掘機(jī)的規(guī)格和主要技術(shù)性能，液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)分為發(fā)動機(jī)參數(shù)、液壓系統(tǒng)參數(shù)、主要性能參數(shù)、尺寸參數(shù)四大類，發(fā)動機(jī)參數(shù)包括發(fā)動機(jī)額定功率、轉(zhuǎn)速等，液壓系統(tǒng)參數(shù)包換主泵的流量、壓力等，主要性能參數(shù)包括整機(jī)工作質(zhì)量、主要部件質(zhì)量、鏟斗容量范圍或標(biāo)稱鏟斗容量、挖掘力、牽引力等，尺寸參數(shù)包括工作尺寸、機(jī)體外形尺寸和工作裝置尺寸等，其中液壓挖掘機(jī)主要參數(shù)中最重要的參數(shù)有三個，即斗容量、整機(jī)質(zhì)量和發(fā)動機(jī)功率，因?yàn)橥ㄟ^這三個參數(shù)可以從使用要求、機(jī)械本身的技術(shù)性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、動力裝置的配套、國際上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)以及傳統(tǒng)習(xí)慣等方面反映液壓挖掘機(jī)的級別，故有主參數(shù)之稱。所以有時采用挖掘機(jī)的斗容量作為主參數(shù)。例如，機(jī)械式挖掘機(jī)一般就以斗容量作為挖掘機(jī)的主參數(shù)并作為主要分級指標(biāo)。但液壓挖掘機(jī)可更換的工作裝置多，而且同一機(jī)型可以根據(jù)作業(yè)對象或工作尺寸的要求換裝不同斗容的鏟斗。由于不同廠家的挖掘機(jī)采用不同的液壓系統(tǒng)，輔助設(shè)備能耗及功率儲備也有所不同，而且同一型挖掘機(jī)在后續(xù)改進(jìn)時，也會改變發(fā)動機(jī)功率，所以液壓挖掘機(jī)以功率分級不十分合理。整機(jī)質(zhì)量則直接反映了液壓挖掘機(jī)本身的重量等級，對其他技術(shù)參數(shù)影響較大，如挖掘能力的發(fā)揮、發(fā)動機(jī)功率的充分利用、作業(yè)的穩(wěn)定性等要以一定的整機(jī)質(zhì)量來保證，因此整機(jī)質(zhì)量反映了挖掘機(jī)的實(shí)際工作能力，目前已被廣泛用作液壓挖掘機(jī)的分級指標(biāo)。比較其他同類型挖掘機(jī)，可得SWE50H的主要參數(shù)（如下表31，表32所示），其中圖34為液壓挖掘機(jī)的外觀尺寸圖，作業(yè)參數(shù)表32是根據(jù)圖34所示。圖34SWE50H型液壓挖掘機(jī)的外觀尺寸圖12表31SWE50H液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)整機(jī)重量（KG）4680標(biāo)準(zhǔn)斗容（M3）018履帶板寬（MM）350高/寬/長（MM）2593/1950/5321推土鏟寬X高M(jìn)M1960X300鏟斗挖掘力（KN）44斗桿挖掘力（KN）267最大牽引力（KN）452動臂偏轉(zhuǎn)角度（）50左75右行走速度（KM/H）45/24爬坡能力（）30接地比壓（KPA）313回轉(zhuǎn)速度（RPM）101發(fā)動機(jī)YANMAR4TNV88SSU最大扭矩（NM）144排量（L）219功率/轉(zhuǎn)速（KW/RPM）271/2200燃油箱容量（L）99主泵類型2個變量柱塞泵,1個齒輪泵壓力（MPA）245最大流量（L/MIN）4582齒輪泵壓力（MPA）21最大流量（L/MIN）37液壓油箱容量（L）7313表32SWE50H型液壓挖掘機(jī)的作業(yè)參數(shù)最大挖掘高度4943MM最大卸載高度3389MM最大挖掘深度3302MM最大垂直挖掘深度2432MM最大挖掘半徑5504MM最大停機(jī)面挖掘距離5373MM輪距1950MM履帶總長2502MM平臺離地間隙708MM底盤寬度1200MM履帶寬度350MM底盤離地間隙313MM履帶高度602MM運(yùn)輸長度3180MM司機(jī)室頂高2593MM運(yùn)輸寬度2080MM33負(fù)載分析動臂油缸一般布置在動臂前下方，下端與回轉(zhuǎn)平臺鉸接。常見的有兩種具體布置方式。圖35動臂機(jī)構(gòu)油缸布置方案14油缸前傾布置方案，如圖35A所示，動臂油缸與動臂鉸接于E點(diǎn)。當(dāng)動臂油臂全伸出，將動臂舉升至上極限時，動臂油缸軸線向轉(zhuǎn)臺前方傾斜。油缸后傾布置方案，如圖35B所示，當(dāng)動臂油缸全伸出，將動臂舉升至上極限位置時，動臂油缸軸線向轉(zhuǎn)臺后方傾斜。當(dāng)兩方案的動臂油缸安裝尺寸DE1、鏟斗最大挖掘H和地面最大挖掘半徑R相等時，后傾方案的最大挖掘深度比前傾方案小，即H150000工作壓力P/MPA57表34按主機(jī)類型選擇執(zhí)行元件工作壓力18表35執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類型背壓力/MPA簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0205回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0406回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0515用補(bǔ)油泵的閉式回路0815回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械123回油路較短，且直接回油箱可忽略不計(jì)由于是差動式單桿連接，所以活塞桿直徑D與缸筒直徑D的關(guān)系為D0707D。根據(jù)公式1166000008131022FAPP47622CM35故有D14/API779MM，D0707D5507MM36當(dāng)按GB/T23481993將這些直徑圓整成就近標(biāo)準(zhǔn)值時得D80MM,D63MM，由此求得液壓缸兩腔的實(shí)際有效面積為22/45024ADCMPI2222/41908ADDCMPI37362液壓缸行程的確定液壓缸行程主要依據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要求而定。但為了簡化工藝和降低成本，應(yīng)盡量采用GB/T23481993標(biāo)準(zhǔn)的液壓缸行程，則根據(jù)技術(shù)要求，取行程為630MM。37液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算371缸筒壁厚的計(jì)算對于低壓系統(tǒng)或/D16時，液壓缸缸筒厚度一般按薄壁筒計(jì)算，公式如下主機(jī)類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械工程機(jī)械輔助機(jī)構(gòu)液壓機(jī)中、大挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)構(gòu)磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力P/MPA235881010162032192YPD38式中液壓缸缸筒厚度YP試驗(yàn)壓力MPA，當(dāng)工作壓力P16MPA時，YP15P，當(dāng)工作壓力315P16MPA時，YP125P，當(dāng)工作壓力P315MPA時，YP115P,這里應(yīng)取YP15P195MPA。D液壓缸內(nèi)徑M缸體材料的許用應(yīng)力（MPA），可通過下面公式求得BN39B缸體材料的抗拉強(qiáng)度MPAN安全系數(shù)，N355，一般取N5但對于鍛鋼45的許用應(yīng)力一般都取110MPA則1958070912110MM根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取液壓外缸直徑為1D100MM372液壓缸油口直徑的計(jì)算液壓缸油口直徑應(yīng)根據(jù)活塞最高運(yùn)動速度V和油口最高液流速度0V而定，公式如下00013/DDVV310式中0D液壓缸油口直徑MD液壓缸內(nèi)徑MV液壓缸最大輸出速度M/MIN0V油口液流速度M/MIN，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取0V7M/MIN同時對于單桿油塞式液壓差動聯(lián)接時，活塞的外伸速度為360VQVA311式中V液壓缸差動聯(lián)接時，活塞外伸的速度，可視為油口液流的速度M/MINVQ液壓泵流量3M/S，VQ2458371286/LMIN3A活塞桿面積，其公式如下20234ADPI312式中D活塞桿直徑M所以2230312104ADPI代入數(shù)據(jù)，解析以上公式得23220013810128610/03121072510DM，故取025DMM373缸頭厚度計(jì)算本設(shè)計(jì)采用的是螺釘聯(lián)接法蘭缸頭，其厚度的計(jì)算公式為03CPCPFDDHDPI313式中H法蘭厚度MCPD法蘭內(nèi)徑M，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取CPD9MM0D螺釘孔分布圓直徑M，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取0D125MM法蘭材料的許用應(yīng)力MPA，取45鋼，120MPAF法蘭受力總和N，其計(jì)算公式為22244HFDPDDQPIPI314D密封環(huán)內(nèi)徑M，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取6DMMHD密封環(huán)外徑M，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取8HDMMP系統(tǒng)工作壓力PA，61310PPAQ附加密封力PA，若采用金屬材料時，Q值取屈服點(diǎn)，此處取材料為45鋼，則Q110MPA代入數(shù)據(jù)，求出得242231259104913641104911010910110424610HMPIPI故取30HMM374下蓋聯(lián)接螺釘強(qiáng)度校核計(jì)算螺釘聯(lián)接可采用高強(qiáng)度螺釘M1615GB/T7012000聯(lián)接,兩端數(shù)量均為2421件，螺釘精度等級為109級，其強(qiáng)度校核，公式如下拉應(yīng)力204KFZDPI77MPA315剪應(yīng)力103102KKFDZD31MPA316式中K螺紋擰緊系數(shù)，此處取K1251K螺紋摩擦系數(shù),一般取1K0120D螺紋外徑，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取0D16MM1D螺紋內(nèi)徑，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取1D0D1082515144MMZ數(shù)量為24BB螺釘材料屈服強(qiáng)度，取45鋼，則110MPA得23131001NMPA，符合工況要求，則驗(yàn)證合格，可取。375活塞桿柔度校核計(jì)算活塞桿細(xì)比計(jì)算如下24DLPI317此處L為折算長度，導(dǎo)向套中心至吊頭尺寸，約630MM，活塞桿直徑D63MM，活塞桿許用細(xì)長比，按規(guī)定拉力桿此處100。計(jì)算得44630/314409610196，故滿足要求，則活塞桿長度和缸筒長度的取值合格。224液壓系統(tǒng)原理圖的制定41制定基本方案1制定調(diào)速方案液壓執(zhí)行元件確定之后，其運(yùn)動方向和運(yùn)動速度的控制是擬定液壓回路的核心問題。方向控制用換向閥或邏輯控制單元來實(shí)現(xiàn)。對于一般中小流量的液壓系統(tǒng)，大多通過換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動作。對高壓大流量的液壓系統(tǒng)，現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來實(shí)現(xiàn)。速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合容積節(jié)流調(diào)速。節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油，用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。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡單，由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥，故效率低，發(fā)熱量大，多用于功率不大的場合。容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來達(dá)到調(diào)速的目的。其優(yōu)點(diǎn)是沒有溢流損失和節(jié)流損失，效率較高。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏，需要有輔助泵。此種調(diào)速方式適用于功率大、運(yùn)動速度高的液壓系統(tǒng)。容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油，用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量，并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高，速度穩(wěn)定性較好，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動沖擊較小，回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場合，旁路節(jié)流多用于高速。調(diào)速回路一經(jīng)確定，回路的循環(huán)形式也就隨之確定了。節(jié)流調(diào)速一般采用開式循環(huán)形式。在開式系統(tǒng)中，液壓泵從油箱吸油，壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后，再排回油箱。開式回路結(jié)構(gòu)簡單，散熱性好，但油箱體積大，容易混入空氣。容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式。閉式系統(tǒng)中，液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通，形成一個封閉的循環(huán)回路。其結(jié)構(gòu)緊湊，但散熱條件差。經(jīng)過上述分析此方案選用容積節(jié)流調(diào)速。2制定壓力控制方案8液壓執(zhí)行元件工作時，要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作，也有的需要多級或無級連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力，一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，通常由定量泵供油，用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力，并保持恒定。在容積調(diào)速系統(tǒng)中，用變量泵供油，用安全閥起安全保護(hù)作用。在液壓系統(tǒng)中，需要流量不大的高壓油時可考慮用增壓回路得到高壓，而不用單設(shè)高壓泵。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中，某段時間不需要供油，而又不便停泵的情況下，需考慮選擇卸荷回路。在系統(tǒng)的某個局部，工作壓力需低于主油源壓力時，要考慮采用減壓回路來獲得所需的工作壓力?；谝陨峡刂葡到y(tǒng)方案分析23本次設(shè)計(jì)選用閉式中心負(fù)荷傳感系統(tǒng)CLSS；采用的是雙泵雙回路恒功率控制液壓系統(tǒng)。3指定順序動作方案主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械工作環(huán)境狀況復(fù)雜，補(bǔ)丁因數(shù)多，故操縱機(jī)構(gòu)多為手動，一般用手動的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動作多采用行程控制，當(dāng)工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作。行程開關(guān)安裝比較方便，而用行程閥需連接相應(yīng)的油路，因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場合。另外還有時間控制、壓力控制等。例如液壓泵無載啟動，經(jīng)過一段時間，當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，延時繼電器發(fā)出電信號使卸荷閥關(guān)閉，建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動作時，回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值，通過壓力繼電器發(fā)出電信號或打開順序閥使壓力油通過，來啟動下一個動作。本設(shè)計(jì)主要采用手動控制，另根據(jù)壓力控制CLSS系統(tǒng)可進(jìn)行自動操作，在計(jì)算機(jī)的直接操縱下自動完成給定的挖掘任務(wù)，并具有一定得局部自主能力。即當(dāng)阻力過大挖掘過程中斷時，能自主修正挖掘路徑，直接完成挖掘過程。在回轉(zhuǎn)過程中，能自動識別和避開障礙物，達(dá)到原定的卸料位置。4選擇液壓動力源液壓系統(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)速系統(tǒng)一般用定量泵供油，在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，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。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油，用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。為節(jié)省能源提高效率，液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況，一般采用多泵供油或變量泵供油。對長時間所需流量較小的情況，可增設(shè)蓄能器做輔助油源。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過濾器，進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求，通過相應(yīng)的精過濾器再次過濾。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁性過濾器或其他型式的過濾器。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。再根據(jù)調(diào)速方案及工程機(jī)械選用原則，主泵采用變量柱塞泵，輔助油泵采用齒輪泵。42確定回路方式本液壓系統(tǒng)采用開式回路。液壓系統(tǒng)回路中泵缸回路系統(tǒng)為開式，泵馬達(dá)系24統(tǒng)為閉式。開式系統(tǒng)利用油箱可以散熱、沉淀雜質(zhì)的特點(diǎn)，并且油液循環(huán)大，敝熱條件好，結(jié)構(gòu)簡單，因此為大多數(shù)工程機(jī)械所采用。閉式回路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為緊湊，泵的自吸性好，系統(tǒng)與空氣接觸的機(jī)會較少，空氣不易滲入系統(tǒng)，故傳動的平穩(wěn)性較好，且工作機(jī)構(gòu)的變速和換向靠調(diào)節(jié)泵或馬達(dá)的變量機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，避免了在開式系統(tǒng)換向過程中所出現(xiàn)的液壓沖擊和能量損失。但閉式系統(tǒng)較開式系統(tǒng)相對復(fù)雜，并且由于閉式系統(tǒng)本身沒有油箱，油液的散熱和過濾條件較開式系統(tǒng)差。43選用液壓油液在任何液壓系統(tǒng)中，液壓油是一至關(guān)重要的組成部分。它的功能是有效地傳遞能量、潤滑部件和作為一種散熱介質(zhì)。液壓系統(tǒng)能否可靠、靈敏、準(zhǔn)確、有效而且經(jīng)濟(jì)地工作，與所選用的液壓油的品種及性能密切相關(guān)。因此，正確選用液壓油是確保液壓系統(tǒng)正常和長期工作的前提。當(dāng)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，及時找出原因，采取正確的解決辦法是保護(hù)設(shè)備、避免造成重大損失的重要措施。由于液壓傳動具有元件體積小、重量輕、傳動平穩(wěn)、工作可靠、操作方便、易于實(shí)現(xiàn)無級變速等優(yōu)點(diǎn)，因此在許多工業(yè)部門的傳動系統(tǒng)被采用。不同工業(yè)部門由于使用要求、操作條件、應(yīng)用環(huán)境的差異，所用的液壓傳動系統(tǒng)差別也很大。正確選用液壓油品種，確保液壓系統(tǒng)長期平穩(wěn)、安全運(yùn)行，是保證連續(xù)生產(chǎn)、節(jié)省材料消耗和提高經(jīng)濟(jì)效益的有效措施。44繪制液壓系統(tǒng)原理圖該挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)采用雙泵雙向回路定量系統(tǒng)，由兩個獨(dú)立的回路組成。所用的油泵1為雙聯(lián)泵，分為A、B兩泵。八聯(lián)多路換向閥分為兩組，每組中的四聯(lián)換向閥組為串聯(lián)油路。油泵A輸?shù)膲毫M(jìn)入第一組多路換向閥，驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達(dá)、鏟斗油缸、輔助油缸，并經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動右行走馬達(dá)7。該組執(zhí)行元件不工作時油泵A輸出的壓力油經(jīng)第一組多路換向閥中的合流閥進(jìn)入第二組多路換向閥，以加快動臂或斗桿的工作速度。油泵B輸出的壓力油進(jìn)入第二組多路換向閥，驅(qū)動動臂油缸、斗桿油缸，并經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動左行走馬達(dá)8和推土板油缸6。該液壓系統(tǒng)中兩組多種換向閥均采用串聯(lián)油路，其回油路并聯(lián)，油液通過第二組多路換向閥中的限速閥5流向油箱。限速閥的液控口作用著由梭閥提供的A、B兩油泵的最大壓力，當(dāng)挖掘機(jī)下坡行走出現(xiàn)超速情況時，油泵出口壓力降低，限速閥自動對回油進(jìn)行節(jié)流，防止溜坡現(xiàn)象，保證挖掘機(jī)行駛安全。在左、右行走馬達(dá)內(nèi)部除設(shè)有補(bǔ)油閥外，還設(shè)有雙速電磁閥9，當(dāng)雙速電磁閥在25圖示位置時馬達(dá)內(nèi)部的兩排柱塞構(gòu)成串聯(lián)油路，此時為高速；當(dāng)雙速電磁閥通電后，馬達(dá)內(nèi)部的兩排柱塞呈并聯(lián)狀態(tài)，馬達(dá)排量大、轉(zhuǎn)速降低，使挖掘機(jī)的驅(qū)動力增大。為了防止動臂、斗桿、鏟斗等因自重而超速降落，其回路中均設(shè)有單向節(jié)流閥。另外，兩組多路換向閥的進(jìn)油路中設(shè)有安全閥，以限制系統(tǒng)的最大壓力，在各執(zhí)行元件的分支油路中均設(shè)有過載閥，吸收工作裝置的沖擊；油路中還設(shè)有單向閥，以防止油液的倒流、阻斷執(zhí)行元件的沖擊振動向油泵的傳遞。SWE50H型單斗液壓挖掘機(jī)除了主油路外，還有如下低壓油路91排灌油路將背壓油路中的低壓油，經(jīng)節(jié)流降壓后供給液壓馬達(dá)殼體內(nèi)部，使其保持一定的循環(huán)油量，及時沖洗磨損產(chǎn)物。同時回油溫度較高，可對液壓馬達(dá)進(jìn)行預(yù)熱，避免環(huán)境溫度較低時工作液體對液壓馬達(dá)形成“熱沖擊”。2泄油回路將多路換向閥和液壓馬達(dá)的泄漏油液用油管集中起來，通過五通接頭和濾油器流回油箱。該回路無背壓以減少外漏。液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障時可通過檢查泄漏油路濾油器，判定是否屬于液壓馬達(dá)磨損引起的故障。3補(bǔ)油油路該液壓系統(tǒng)中的回油經(jīng)背壓閥流回油箱，并產(chǎn)生0810MPA的補(bǔ)油壓力，形成背壓油路，以便在液壓馬達(dá)制動或出現(xiàn)超速時，背壓油路中的油液經(jīng)補(bǔ)油閥向液壓馬達(dá)補(bǔ)油，以防止液壓馬達(dá)內(nèi)部的柱塞滾輪脫離導(dǎo)軌表面。該液壓系統(tǒng)采用定量泵，效率較低、發(fā)熱量大，為了防止液壓系統(tǒng)過大的溫升，在回油路中設(shè)置強(qiáng)制風(fēng)冷式散熱器，將油溫控制在80以下。整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖（如圖41所示）由擬定好的控制回路及液壓源組合而成，從中分離出動臂機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的簡明工作原理圖（如圖42所示）。機(jī)電一體化挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)是半自動的，所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是建立在WY100型挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上，改進(jìn)工作裝置的自動化控制，保證工作負(fù)載合理，防止在過量的情況下導(dǎo)致小挖掘機(jī)破壞。各液壓元件盡量采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，在圖中要按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號的常態(tài)位置繪制。對于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動作，注明各液壓元件的序號以及各電磁鐵的代號，并附有電磁鐵、行程閥。分析比較動臂機(jī)構(gòu)系統(tǒng)圖與整機(jī)系統(tǒng)圖，可以總結(jié)出動臂機(jī)構(gòu)系統(tǒng)可以作為一個單獨(dú)的液壓系統(tǒng)，并可以進(jìn)行半自動化控制，其液壓元件選擇的合理與否直接影響26著機(jī)電一體化液壓系統(tǒng)的快速控制能力。1BMPC2PCT8123D/A接口4液壓閥驅(qū)動放大5油泵6冷卻器7濾油器8背壓閥9節(jié)流閥10回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)11行走馬達(dá)12雙速電磁閥缸13補(bǔ)油單向閥14緩沖補(bǔ)油閥組15中央回轉(zhuǎn)接頭16限速閥17冷卻器18位移傳感器19溢流閥20梭閥21合流閥22電液比例方向閥23斗桿油缸24鏟斗油缸25單向節(jié)流閥26動臂油缸圖41液壓原理圖271TBMPC2PCT8123D/A接口4液壓閥驅(qū)動放大器5油泵6冷卻器7濾油器8背壓閥9限速閥10溢流閥11梭閥12電液比例方向閥13冷卻閥14單向節(jié)流閥15位移傳感器16動臂油缸圖42動臂機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)原理圖285選擇各執(zhí)行元件1051液壓泵的選擇由表31得，主泵的壓力為1245PPMPA，最大流量為14582/MINVQL；齒輪泵的壓力為221PPMPA，最大流量為237/MINVQL。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，可查閱得此液壓泵可采用NB3G20F雙聯(lián)柱塞泵，主泵由2個柱塞式串聯(lián)變量柱塞泵組成。52柴油發(fā)動機(jī)的選擇取泵的總效率P08，泵的總驅(qū)動功率為1122PVPVPPQPQW2374KW51考慮安全系數(shù),故取25KW查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊發(fā)動機(jī)參數(shù)表得發(fā)動機(jī)機(jī)型號YANMAR功率271KW轉(zhuǎn)速2200R/MIN53液壓閥的選擇選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。液壓閥的作用是控制液壓系統(tǒng)的油流方向、壓力和流量，從而控制整個液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作壓力，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作順序，工作部件的運(yùn)動速度、方向，以及變換頻率，輸出力和力矩等。531根據(jù)液壓閥額定壓力來選擇選擇的液壓閥應(yīng)使系統(tǒng)壓力適當(dāng)?shù)陀诋a(chǎn)品標(biāo)明的額定值。對液壓閥流量的選擇，可以按照產(chǎn)品標(biāo)明的公稱流量為依據(jù)，根據(jù)產(chǎn)品有關(guān)流量曲線來確定。532液壓閥的安裝方式的選擇液壓閥與系統(tǒng)的管路或其他閥的進(jìn)出油口的連接方式，一般有三種，螺紋連接方式，板式連接方式，法蘭連接方式。安裝方式的選擇要根據(jù)液壓閥的規(guī)格大小，以及系統(tǒng)的簡繁及布置特點(diǎn)來確定。533液壓閥的控制方式的選擇液壓閥的控制方式一般有四種，有手動控制，機(jī)械控制，液壓控制，電氣控制。根據(jù)系統(tǒng)的操縱需要和電氣系統(tǒng)的配置能力進(jìn)行選擇。29534液壓閥的結(jié)構(gòu)形式的選擇11液壓閥的結(jié)構(gòu)方式分為管式結(jié)構(gòu)，板式結(jié)構(gòu)。一般按照系統(tǒng)的工作需要來確定液壓閥的結(jié)構(gòu)形式。選用主操作閥采用川崎KMX15R/B450，最大流量803/MIN，能實(shí)現(xiàn)動臂提升合流、斗桿大小腔合流、斗桿再生回路、行走直線、動臂提升優(yōu)先、回轉(zhuǎn)優(yōu)先、斗桿閉鎖等功能。原理圖如圖51所示圖51主操作閥原理圖54其他液壓元件的選擇541蓄能器的選擇根據(jù)蓄能器在液壓系統(tǒng)中的功用，確定類型和主要參數(shù)。在本液壓系統(tǒng)中，液壓缸在短時間內(nèi)快速運(yùn)動，由蓄能器來補(bǔ)充供油，則計(jì)算公式為VPIIVKALQT52式中A各液壓缸有效作用面積L各液壓缸的行程K油液損失系數(shù)，一般取K1230VPQ各液壓泵流量之和T動作時間，設(shè)定T02S代入數(shù)據(jù)，由以上公式得32125024190810630245837026010953L考慮安全系數(shù)和其他方面取20L,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得NXQ1L40/315蓄能器F219542非橡膠管道的選擇本系統(tǒng)管路很復(fù)雜，取其中主要的幾條來計(jì)算，按照公式1130QD53Q液體流量流速，對于吸油管12M/S，一般取1M/S以下，對于壓油管36M/S，對于回油管1525M/S。通過以下公式算出管道內(nèi)徑4VQDPI54T式中TVQ液體流量流速其設(shè)定值與計(jì)算數(shù)值如表51所示表51計(jì)算數(shù)值管路名稱通過流量L/MIN允許流速M(fèi)/MIN管道內(nèi)徑M實(shí)際取值M大泵吸油管204208004210045小泵吸油胳1509001420021大泵排油管2692400170021小泵排油管192400070010查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得102、213、45431543膠管的選擇根據(jù)工作壓力和按公式得管子的內(nèi)徑選擇膠管的尺寸規(guī)格。高壓膠管的工作壓力對不正常使用的情況下可提高20；對于使用頻繁，經(jīng)常扭變的要降低40。膠管在使用及設(shè)計(jì)中應(yīng)主要下列事項(xiàng)1膠管的彎曲半徑不宜過小，一般不應(yīng)小于320，膠管與管接頭聯(lián)接處應(yīng)留有一段直的部分，此段長不應(yīng)小于管外徑的兩倍。2膠管的長度應(yīng)考慮到膠管在通入壓力油后，長度方向?qū)l(fā)生收縮變形，一般收縮是取34，膠管安裝時避免處于拉緊狀態(tài)。3膠管安裝是應(yīng)保證不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，為便于安裝，可沿管長涂以色紋，以便檢查。4膠管的接頭軸線，應(yīng)盡量放置在運(yùn)動的平面內(nèi)，避免兩端互相運(yùn)動時膠管受力。5膠管應(yīng)避免與機(jī)械上的尖角部分想接觸和摩擦，以免管子損壞。55油箱容量的確定初步確定油箱的有效容積,跟據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定油箱的容量,VQV55式中QV液壓泵每分鐘排出的壓力油的容積經(jīng)驗(yàn)系數(shù)已知所選泵的總流量為1286L/MIN,這樣,液壓泵每分鐘排出的壓力油體積為1286L,查表51表51油箱經(jīng)驗(yàn)系數(shù)表系統(tǒng)類型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金系統(tǒng)12245761210得3，故VQV301286038583M32根據(jù)以上的要求來選擇液壓控制閥，所選的液壓閥能滿足工作的需要。其具體規(guī)格型號和名稱見表53。表53液壓控制閥序號代號名稱及規(guī)格材料數(shù)量1Q9F25P25不銹鋼截止閥成品22DB10G5X/13G24N25電磁溢流閥成品13S20P1OS型單向閥成品14S10P1OS型單向閥成品15XJF25/13蓄能器截止閥成品16DRV10113/2單向節(jié)流閥成品19S6A1O/2S型單向閥成品110ZDR6DP221/7YM疊加式減壓閥成品111Z1S6P125/疊加式單向閥成品1124WE10J3X/CG24NZ5L電磁換向閥成品113ZDR10DP225/75YM疊加式減壓閥成品114Z2FS813/S2疊加式雙單向節(jié)流閥成品2154WEH16Y10/OF6AG25NETS2Z5L/B08電液換向閥成品116Z2FS610/S2疊加式雙單向節(jié)流閥成品217DR2055X/10YM先導(dǎo)式減壓閥成品218DR2055X/10Y先導(dǎo)式減壓閥成品1194WEH16E50/6AG24NETS2Z5L/B08電液換向閥成品1204WE6E3X/CG21NZ5L電磁換向閥成品121DB2125X/330溢流閥成品222S20P1O/2單向閥成品123Z2FS10T20疊加式雙單向節(jié)流閥成品124QJH3WL高壓球閥DN6成品325CBT03VL40先導(dǎo)式溢流閥成品1336液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算61液壓系統(tǒng)壓力損失611沿程壓力損失沿程壓力損失，主要是液壓缸快速運(yùn)動時進(jìn)油管路的損失。設(shè)定此管路長為4M，管內(nèi)徑002M，當(dāng)液壓缸快速運(yùn)動時通過的流量為458L/MIN，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后的粘度為272/MMS，油的密度為918KG/3M油在管路的實(shí)際流速24VQDPI3245810002604PI243M/S61RED524300227101800230062油在管路中呈層流流動狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為80RE63根據(jù)公式1212PD64求得沿程壓力損失為1P2680424318000022100021MPA612局部壓力損失局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失2P，以及通過控制閥的局部壓力損失3P。其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要考慮通過控制閥的局部壓力損失。從系統(tǒng)圖中可以看出,從大泵的出口到油缸的進(jìn)油口,要經(jīng)過單向閥、電磁換向閥、單向調(diào)速閥、溢流閥。設(shè)定單向閥的額定流量為60L/MIN，額定壓力損失04MPA,電磁換向閥的額定流量為160L/MIN,額定壓力損失為03MPA,單向調(diào)速閥的額定流量為150L/MIN,34額定壓力損失為02MPA。溢流閥的額定流量為130L/MIN,額定壓力損失為03MPA。通過各閥的局部壓力損失之和2222145823745823745823745820403020360160150130P058MPA通過各閥的損失之和為22222458237458237458237370403020360160150130P046MPA以上計(jì)算結(jié)果是大小是同時工作的,所經(jīng)過的管道都是一樣的。則大小泵是同時工作的,所以大小泵到油缸之間總的壓力損失為12PPP058046104MPA62液壓系統(tǒng)的發(fā)熱溫升計(jì)算621計(jì)算液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)工作時，除執(zhí)行元件驅(qū)動外載荷輸出有效功率外，其余功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量，使油溫升高。液壓系統(tǒng)的功率損失主要有以下幾種形式1液壓泵的功率損失1111ZHRIPIIITPPTT65式中TT工作循環(huán)周期（S）Z投入工作液壓泵的臺數(shù)RPI液壓泵的輸入功率WPI各臺液壓泵的總效率IT第I臺泵工作時間S2壓執(zhí)行元件的功率損失2111MHRJPJJJTPPTT6635式中M液壓執(zhí)行元件的數(shù)量RJP液壓執(zhí)行元件的輸入功率WPJ液壓執(zhí)行元件的輸入效率JT第J個執(zhí)行元件工作時間S3溢流閥的功率損失3VHYYPPQ67式中YP溢流閥的調(diào)整壓力MPA；VYQ經(jīng)過溢流閥回油箱的流量3/MS。4油液流經(jīng)閥或管道的功率損失4VHPPQ68式中P通過閥或管路的壓力損失MPA；VQ通過閥或管路的流量3/MS。VQ由以上各種損失構(gòu)成了整個系統(tǒng)的功率損失，即液壓系統(tǒng)的發(fā)熱功率123411P1HRHHHHINMWIIWJJJVIPIIIJTPPPPPFSTTQTT69該公式適用于回路比較簡單的液壓系統(tǒng)，對于復(fù)雜系統(tǒng)，由于功率損失的環(huán)節(jié)太多