某20t多功能挖掘機(jī)液壓設(shè)計設(shè)計說明書畢業(yè)論文文檔

需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書1.畢業(yè)設(shè)計(論文)題目： 某20t多功能挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計 2.題目背景和意義： 本題目來自工程實踐，具有很高的實用價值，涉及液壓方面的知識，學(xué)生通過本畢業(yè)設(shè)計，能夠?qū)⒋髮W(xué)中學(xué)到的機(jī)械、液壓方面的知識很好的用到實際工程中，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行實際工程設(shè)計的能力。3.設(shè)計(論文)的主要內(nèi)容(理工科含技術(shù)指標(biāo))：本題目的主要內(nèi)容為多功能挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理，挖掘機(jī)的工況和液壓系統(tǒng)方案確定，液壓系統(tǒng)設(shè)計，包括液壓站系統(tǒng)設(shè)計、工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計、回轉(zhuǎn)裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計和行走系統(tǒng)液壓系統(tǒng)設(shè)計等。已知挖掘機(jī)最大挖掘重量為20t，液壓系統(tǒng)工作壓力20Mpa。4.設(shè)計的基本要求及進(jìn)度安排(含起始時間、設(shè)計地點)：開題報告完成時間 2018年12月25日前（完成內(nèi)容：論文綜述，方案確定，外文翻譯，畢業(yè)設(shè)計工作管理手冊及撰寫規(guī)范），中期報告完成時間2019年4月5日前（完成內(nèi)容：論文或設(shè)計內(nèi)容完成的基礎(chǔ)工作報告），論文答辯時間2019年5月25日前（完成內(nèi)容：按要求完成所有應(yīng)完成的工作），設(shè)計地點：學(xué)校 。5.畢業(yè)設(shè)計(論文)的工作量要求：所寫論文除滿足學(xué)院論文的基本規(guī)定外，還需要達(dá)到以下要求：1、設(shè)計液壓系統(tǒng)總圖 1張2、設(shè)計繪制工作裝置的液壓系統(tǒng)圖 1張3、設(shè)計繪制回轉(zhuǎn)裝置的液壓系統(tǒng)圖 1張4、設(shè)計繪制行走裝置的液壓系統(tǒng)圖 1張5、液壓系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計計算及選型 1套6、畢業(yè)設(shè)計說明書 1份（1.5萬字以上） 7、繪圖量為 3張（折合成A0號圖紙計算）以上 實驗（時數(shù)）或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）： 圖紙（幅面和張數(shù)）： 繪圖量為3張（折合成A0號圖紙計算）以上 其他要求： 按照學(xué)校畢業(yè)進(jìn)度和質(zhì)量完成該畢業(yè)設(shè)計、完成二維液壓系統(tǒng)原理圖和典型液壓元件的二維圖。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 年 月 日 學(xué)院院長審批 ： 年 月 日摘要多功能挖掘機(jī)在我們?nèi)粘Ｉ钪惺种匾诟鞣N施工作業(yè)中擔(dān)任著十分重要的作用，而液壓挖掘機(jī)又是市面上非常普遍，高性能，易于操控等等優(yōu)點讓其在挖掘機(jī)中占據(jù)了無比重要的一席之地。在各個施工場地中因為有時候需要雨天工作所以挖掘機(jī)的工作條件比較差。所以就對液壓系統(tǒng)有著較高的要求。根據(jù)液壓挖掘機(jī)的工作特點和環(huán)境來設(shè)計液壓系統(tǒng)就是本次畢業(yè)論文設(shè)計比較重要的部分。在多個地方搜集資料，并進(jìn)行實地考察對挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析，并在挖掘機(jī)實體上分析各個液壓缸的作用及構(gòu)成，液壓缸的選取。整體組合成的液壓系統(tǒng)有一個客觀的認(rèn)知，實地觀察挖掘機(jī)的作業(yè)過程詳細(xì)記錄。總結(jié)和分液壓系統(tǒng)整體，再選取各種不同的液壓系統(tǒng)作為參照。從而設(shè)計出符合本課件和國情還有經(jīng)濟(jì)成本的液壓系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計題目是某20t多功能挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計，本液壓系統(tǒng)的優(yōu)點就是造型大方簡單，挖掘機(jī)功能多樣，可以挖土，在硬度較高的巖石或者礦物開采也能有很出色的表現(xiàn)，還可以用于修建澆灌系統(tǒng)水渠等。在建筑行業(yè)中挖掘地基，運土。埋藏垃圾都有著很出色的表現(xiàn)。關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)液壓系統(tǒng) 液壓缸 多功能 IAbstractAs one of the most important construction machinery in our life, digger is most important in lots of work. Digger is universal in our life and work. Because the working condition of digger is bad and the construction action is complex, the design of water conservancy project system is very high requirement. The design of water conservancy project system of digger is also the most complex in water conservancy project system of construction machinery. Therefore, the water conservancy project system of digger is very important to goose the growth of digger in our country. On the foundation of compile the concerned means of water conservancy project system of digger at home and abroad, the growth history of water conservancy project system of digger is understood, and the technical growth trend of water conservancy project system of digger is explained and verdict. In this report, a lot of working situations of digger are resolved, According to the growth necessary of water conservancy project system of digger, a set of hydraulic system of LS constant energy govern alone bucket digger, which is proper for produce and batch production in our country, is devised by using general majority route valve, particular govern valve and plain equipment govern system.This paper plan project is a 20t multifunctional digger pressure system project, the task is based on the business. Small digger constitute various systems, inclusion pressure system, disseminate system, control system, working device, base frame, turnstile, oil box, motor device, tail. My plant is gross input to the resolve and device of the hydraulic system of the compact hydraulic pressure digger working device. In this speech, 16 t digger, whose quality and professional function are close to the project necessary conditions, is selected as the base type, and on this basis, the advanced models abroad are studied, and the pressure system sketch map of our digger is projected. The charting is mainly mark by AutoCAD . The merits of this digger pressure are servomechanism lead govern system, bonny exterior, digging, grasping ,boring, grinding ground, clearing drain and ruining and so on. The terrace can be spun 360 , sterling nature, pleasant exercise, can be general used in construction, administration, water conservancy project, gas provided, energy provided, farming and forestry building and other programme.Key Words:digger hydraulic system multifunctional fluid cylinderII目錄緒論11.1挖掘機(jī)簡介11.2挖掘機(jī)在世界上的現(xiàn)狀與發(fā)展11.2.1國外的發(fā)展動態(tài)11.3研究的主要內(nèi)容2(1) 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展2(2) 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計要求22液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理32.1液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能32.2液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)42.3 液壓挖掘機(jī)傳動原理53液壓挖掘機(jī)工況分析及液壓系統(tǒng)設(shè)計方案的確定53.1工況分析63.1.1各個作業(yè)情況分析63.1.2鏟斗滿載情況分析73.1.3鏟斗空載返回作業(yè)點工作情況分析 93.1.4行走時復(fù)合動作103.2挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求103.2.1操縱性要求103.2.2節(jié)能性要求103.2.3安全性要求113.2.4其它性能要求113.3挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析113.4擬定液壓系統(tǒng)方案124 液壓系統(tǒng)的設(shè)計12III4.1 液壓系統(tǒng)方案及參數(shù)確定124.2液壓缸和系統(tǒng)壓力的選擇134.2.1計算鏟斗和液壓缸尺寸144.4液壓系統(tǒng)原理圖的制定164.4.1 制定基本方案164.4.2繪制液壓系統(tǒng)圖18總 結(jié)19參考文獻(xiàn)20IV需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）緒論液壓挖掘機(jī)在工業(yè)，建筑業(yè)或者日常生活中用途功能十分優(yōu)秀。應(yīng)用也很廣泛。目前廣泛應(yīng)用于各個建筑業(yè)、水利業(yè)等機(jī)械工程中，既能很有效的提高工作效率也能保證完工的質(zhì)量。因為液壓挖掘機(jī)有著出色的性能，所以受到了各個基層施工單位的喜愛，生產(chǎn)制造挖掘機(jī)的產(chǎn)業(yè)近年來也在飛速發(fā)展1。1.1挖掘機(jī)簡介古代在人們修建房屋，灌溉農(nóng)作物時都是依靠人力來進(jìn)行土方的運輸和土方的挖掘，隨著時代進(jìn)展人們?nèi)粘Ｉ钏降奶岣撸攀兰o(jì)七十年代人們發(fā)明出了挖掘機(jī)，這為世界上各個工業(yè)生產(chǎn)帶來了福音，最開始的挖掘機(jī)因為是初步的模型，所以功能方面很拮據(jù)，進(jìn)入二十世紀(jì)，挖掘機(jī)行業(yè)迅速發(fā)展，挖掘機(jī)的功能也在不斷的更新，完善。在工程器械中，挖掘機(jī)的發(fā)展可謂是一日千里，挖掘機(jī)有很多種方式來區(qū)分，例如按鏟斗形狀來分可以分為正鏟和反鏟挖掘機(jī)2-3。1.2挖掘機(jī)在世界上的現(xiàn)狀與發(fā)展1.2.1國外的發(fā)展動態(tài)從1960到現(xiàn)在，挖掘機(jī)在不斷的更新功能和工作方式。國內(nèi)外有名品牌的挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)的額定壓力都在以上，并且伴隨著科學(xué)的逐步發(fā)展，挖掘機(jī)額定壓力都有朝著更高的發(fā)展趨勢；液壓流量一般都在每分鐘升；功率一般都很高。只有是機(jī)器就會有能量損耗的問題，零件與零件或者與外界產(chǎn)生磨損或者碰撞降低零件壽命。因此液壓系統(tǒng)的節(jié)能也成為了近幾年來研究的技術(shù)重點；系統(tǒng)的可靠性發(fā)展；系統(tǒng)的操作特性到重要地位的上升。(1) 開式向閉式液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變近代國外的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)了系統(tǒng)。元件的流量需求決定了液壓泵的排量，如果要求每一個液壓元件在進(jìn)行復(fù)合運動時，他們之間的相互干擾達(dá)到最小。那么就要求液壓系統(tǒng)要有足夠優(yōu)秀的操縱性。在分析了很多液壓系統(tǒng)之后，選用了閉式液壓系統(tǒng)。因為閉式液壓系統(tǒng)相對于其他液壓系統(tǒng)比較符合本次論文設(shè)計的要求。而且閉式液壓系統(tǒng)在全世界都有很好的口碑。閉式液壓系統(tǒng)是液壓系統(tǒng)的領(lǐng)先者。許多工廠已經(jīng)將閉式液壓系統(tǒng)投入量產(chǎn)。(2) 挖掘機(jī)可靠性能分析挖掘機(jī)液壓零件的材料構(gòu)成，零件的外觀結(jié)構(gòu)，液壓零件的強(qiáng)度和剛度影響著挖掘機(jī)的壽命。使得挖掘機(jī)的運轉(zhuǎn)率達(dá)到，大大的提高了挖掘機(jī)液壓零件的使用壽命4。(3) 操縱特性在當(dāng)今社會中，原先古老的生產(chǎn)方式已經(jīng)跟不上現(xiàn)代人類的生活需求，當(dāng)今社會對工程機(jī)械的精確度，外觀，各方面的性能都有了各種規(guī)范和約束。從一開始的比較簡便的操縱方式到現(xiàn)在的液壓操作、氣壓操作、液壓伺服操作，遠(yuǎn)程遙控、計算機(jī)綜合程序控制等等。在科學(xué)發(fā)展的同時，各種先進(jìn)的技術(shù)與應(yīng)用已經(jīng)結(jié)合到液壓挖掘機(jī)內(nèi)，使得液壓挖掘機(jī)的操縱性越來越簡便。1.3研究的主要內(nèi)容因為在世界上存在很多的液壓系統(tǒng)技術(shù)，要是每個都參考的話是不現(xiàn)實的，那么我就從世界上比較知名的幾個液壓系統(tǒng)挑出適合的，來作為本次畢業(yè)論文設(shè)計的參考對象。(1) 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的發(fā)展在搜集了很多資料的前提下，進(jìn)一步的對挖掘機(jī)的發(fā)展歷史有了一個更深層次的了解。在現(xiàn)代工業(yè)中，機(jī)械的各方面要求都有所提高，現(xiàn)代工業(yè)對挖掘機(jī)的需求量逐漸增大。并在資料中吸取關(guān)鍵技術(shù)與成果的情況下初步分析和總結(jié)了現(xiàn)在挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點、發(fā)展的歷史和研究方面的重大進(jìn)步成果。在近代的液壓系統(tǒng)發(fā)展技術(shù)上又提煉了關(guān)鍵技術(shù)，研究各種大型或者小型液壓挖掘機(jī)資料分析總結(jié)了各自的優(yōu)缺點，維修保養(yǎng)條件，工作環(huán)境等一系列問題，站在巨人的肩膀上來設(shè)計本次論文需要的液壓系統(tǒng)。(2) 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計要求對液壓挖掘機(jī)一個工作環(huán)中的四種不同的工況進(jìn)行詳細(xì)的分析和總結(jié)。跟據(jù)液壓挖掘機(jī)工作的特性，總結(jié)了設(shè)計要求，動力要求和操作性要求。2需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）2液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理2.1液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能液壓挖掘機(jī)主要分為以下四個系統(tǒng):動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，如圖所示。液壓挖掘機(jī)作為一個完整的機(jī)體，挖掘機(jī)的性能不僅僅跟零件有關(guān)，還與液壓系統(tǒng)控制系統(tǒng)有著密切的關(guān)系5。圖2.1 液壓挖掘機(jī)整體系統(tǒng)圖(1) 動力系統(tǒng)選取根據(jù)挖掘機(jī)作業(yè)的特點我們液壓挖掘機(jī)動力部件選用柴油機(jī)，因為柴油機(jī)可靠性高、功率特性曲線硬、柴油性價比低等特點，符合液壓挖掘機(jī)工作環(huán)境與要求，所以本文液壓挖掘機(jī)采用柴油機(jī)作為原動力元件6。(2) 機(jī)械系統(tǒng)完成挖掘機(jī)各項動作的就是各個機(jī)械系統(tǒng)，主要包括有:行走裝置，回轉(zhuǎn)裝置，工作裝置。而同一種裝置可以有很多種結(jié)構(gòu)，目前最流行的應(yīng)用是是反鏟裝置19。(3) 液壓系統(tǒng)設(shè)計液壓系統(tǒng)設(shè)計是否合理，決定了挖掘機(jī)的性能，相同的元件，如果系統(tǒng)的設(shè)計不同，那么挖掘機(jī)的性能就會存在很大的差異。(4) 控制系統(tǒng)的設(shè)計挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)從一開始簡單的控制逐漸向智能化，自動化，發(fā)展?？刂葡到y(tǒng)就是對各個系統(tǒng)元件的控制操控的系統(tǒng)，現(xiàn)在挖掘機(jī)的重心已經(jīng)向智能化機(jī)電化的方向發(fā)展。8-102.2液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(1) 液壓系統(tǒng)的組成挖掘機(jī)要工作那么進(jìn)行基本動作就需要液壓系統(tǒng)、機(jī)身、機(jī)械臂、行走裝置一起配合運動。挖掘機(jī)機(jī)身是挖掘機(jī)完成各項基本動作并作為驅(qū)動的基礎(chǔ)11。如圖2.2所示。(2) 液壓挖掘機(jī)工作循環(huán)過程挖掘機(jī)進(jìn)入作業(yè)點，然后配套的運土車也達(dá)到作業(yè)點，停在挖掘機(jī)的側(cè)方。司機(jī)控制挖掘機(jī)使挖掘機(jī)機(jī)身回轉(zhuǎn)到作業(yè)點上方，然后動臂油缸上油腔進(jìn)油，定期動臂，讓動臂下落，同時鏟斗油缸油缸進(jìn)油使得鏟斗內(nèi)收完成挖掘動作，當(dāng)鏟斗挖掘后裝滿料時，斗桿鏟斗動臂同時作用，使?jié)M載的鏟斗離開作業(yè)面，同時機(jī)身反向回轉(zhuǎn)讓鏟斗達(dá)到運土車上方，再操作斗桿油缸降低鏟斗高度，在適當(dāng)?shù)奈恢苗P斗外擺卸料，然后往復(fù)以上動作12。2.3 液壓挖掘機(jī)傳動原理一般情況下液壓缸采用三缸模式，鏟斗因為作業(yè)要求要能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)動再加上轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動，進(jìn)一步擴(kuò)大了鏟斗的運動空間，再通過行走裝置，使挖掘機(jī)的運動在空間上不斷地擴(kuò)大，以此來滿足作業(yè)的需求。它傳動示意圖如圖所示，動力機(jī)驅(qū)動壓力源，控制各個閥，將高壓油送到液壓缸或液壓馬達(dá)對應(yīng)的地方進(jìn)行工作。液壓挖掘機(jī)是通過液壓缸的進(jìn)油出油帶動活塞桿的伸縮來實現(xiàn)各部分的運動。油缸的一系列運動決定了作用元件的動作和運行軌跡。通過液壓傳動來挖掘機(jī)機(jī)體工作機(jī)件工作。5需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）3 液壓挖掘機(jī)設(shè)計方案的確定和工況分析液壓挖掘機(jī)在工作時的各個部位的運動情況，包括大臂小臂鏟斗、斗桿、動臂的運動情況關(guān)系到液壓挖掘機(jī)的工作流程，通過縝密的計算與分析確定出液壓挖掘機(jī)最終的系統(tǒng)設(shè)計方案，然后繪制液壓系統(tǒng)原理圖。3.1工況分析液壓挖掘機(jī)作業(yè)的過程有以下幾個動作(如圖3.1 所示):動臂的升高降低、斗桿的內(nèi)收外擺、鏟斗的裝料卸料、機(jī)身的轉(zhuǎn)動、挖掘機(jī)整體行走以及其它的輔助動作13。液壓挖掘機(jī)完整的作業(yè)過程主要包括：挖掘:一般請況下都是鏟斗的液壓缸與斗桿的液壓缸來控制作業(yè)的，或者說需要兩者互相配合進(jìn)行挖掘，所以，挖掘動作的執(zhí)行主要就是鏟斗和斗桿的復(fù)合動作，有時候也會需要三者進(jìn)行一個緊湊的配合來完成作業(yè)動作。鏟斗滿載升高機(jī)身回轉(zhuǎn):結(jié)束挖掘后，動臂的液壓缸吸油，然后將動臂頂起來帶動鏟斗升高，在這個時候回轉(zhuǎn)裝置工作使得挖掘機(jī)機(jī)身回轉(zhuǎn)帶動鏟斗到卸料點，這個時候主要就是由斗桿與鏟斗密切配合工作來完成這個動作。卸載:當(dāng)鏟斗轉(zhuǎn)到運土車上方的時候，斗桿保持不動，然后鏟斗外擺卸料。有時候為了調(diào)整卸料的角度，高度和位置時，就需要斗桿和鏟斗進(jìn)行復(fù)合動作來完成這個工作流程14?？斩贩祷刈鳂I(yè)點上方:卸料完畢，轉(zhuǎn)臺帶動機(jī)身反向回轉(zhuǎn)，動臂跟鏟斗共同作用，將鏟斗放到新的作業(yè)點上方。這個時候就是回轉(zhuǎn)裝置和動臂以及鏟斗，斗桿共同的復(fù)合動作。3.1.1各個作業(yè)情況分析一般在比較平整的作業(yè)點或傾斜作業(yè)點時，需要同時操作動臂和斗桿，使得鏟斗斗齒可以沿直線運動，如圖所示。此時斗桿收縮，動臂前抬，斗桿和動臂分別是由獨立的液壓馬達(dá)供液，以此來保證斗桿和動臂的動作獨立，液壓泵流量減小所以整個機(jī)器運動就比較緩慢，利于控制。動臂、斗桿、鏟斗的復(fù)合動作有以下情況。有時候需要鏟斗進(jìn)行特別作業(yè)，或者需要將作業(yè)面壓平整，這個時候就要動臂、斗桿、鏟斗來共同配合進(jìn)行作業(yè)來完成這個動作如圖所示。挖掘機(jī)作業(yè)時。鏟斗和斗桿共同作用此時液壓缸的供油情況如圖所示。當(dāng)斗桿的油缸壓力達(dá)到溢流閥的溢流壓力時，溢出來的液壓油此時就供給鏟斗來有效合理利用；當(dāng)鏟斗和動臂進(jìn)行復(fù)合動作配合挖掘時，因為動臂只起到一個微調(diào)挖掘角度和挖掘位置的作用，所以主要是斗桿在起重要作用，既然整個過程重是斗桿在起決定性重要作用，所以此處采用斗桿優(yōu)先合流、雙泵供油，如圖所示。 圖3.6 多泵供油示意圖當(dāng)動臂、斗桿和鏟斗共同作用運動時，運動情況與供油情況相對于單個工作件運動時要復(fù)雜的多，在這里為了預(yù)防同樣一個供油泵隊對多個液壓元件同時供油時相互干擾，所以三泵系統(tǒng)中最好采用一泵對一液壓元件。而雙泵系統(tǒng)當(dāng)它進(jìn)行復(fù)合動作時，各個液壓元件之間出現(xiàn)干擾的概率較大。所以我們采用節(jié)流的方式來控制它的流量分配。它的流量分配與三泵系統(tǒng)的要求一樣。在進(jìn)行斜坡作業(yè)時，為了高效挖掘作業(yè)，此時就需要回轉(zhuǎn)馬達(dá)來提供油液，為了讓鏟斗緊貼作業(yè)面，這時就需要回轉(zhuǎn)馬達(dá)與斗桿同時進(jìn)行供油來滿足作業(yè)要求，如圖所示，回轉(zhuǎn)馬達(dá)跟斗桿同時進(jìn)行相同動作時，由于是同一個泵進(jìn)行供給液壓油，哪么此時就存在了優(yōu)先的一個油路15。圖3.7 斗桿優(yōu)先供油3.1.2鏟斗滿載情況分析挖掘完畢后動臂油缸下油腔進(jìn)油，頂起動臂，鏟斗滿載升起，與此同時回轉(zhuǎn)裝置作用使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到卸料處，要求動臂和和回轉(zhuǎn)馬達(dá)在速度上符合。就是說當(dāng)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到指定位置然后鏟斗也達(dá)到合適的卸載高度。在兩個泵系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動時，由于轉(zhuǎn)臺慣性比較大，所以液壓缸油壓會很高，當(dāng)壓力達(dá)到一定數(shù)值時，液壓油就會從溢流閥流出。然后液壓油由油管流向動臂液壓缸，如圖所示16。因為鏟斗滿載時動臂液壓缸油壓高，造成了液壓泵的流量減小，這時用一個液壓泵給動臂液壓缸供油，另一個液壓泵大部分給回轉(zhuǎn)裝置和斗桿液壓缸供油，只有一小部分液壓油供給動臂液壓缸，如圖所示，三泵系統(tǒng)供油如圖所示。每個油泵各自向指定的液壓元件供油，這樣它們之間的復(fù)合動作之間就沒有干擾了。3.1.3卸載工況分析挖掘機(jī)到達(dá)作業(yè)位置的時候，工作半徑和高度由斗桿控制，鏟斗的油缸吸油出油控制卸料，為了對卸料位置和高度進(jìn)行微調(diào)，有時候還需要動臂來配合。 圖3.8回轉(zhuǎn)舉升供油情況3.1.3鏟斗空載返回作業(yè)點工作情況分析挖掘機(jī)的鏟斗在卸料之后，挖掘機(jī)機(jī)身做一個反向轉(zhuǎn)動，動臂和斗桿復(fù)合動作將空鏟斗移動至新的作業(yè)點上方，由于動臂在下降時受到重力的作用，所以挖掘機(jī)轉(zhuǎn)動的速度要足夠快。在鏟斗下降到合適作業(yè)高度時，動臂要帶動機(jī)臂恰好達(dá)到作業(yè)位置。那么就需要其中一個油泵將油大部分供給動臂液壓缸，小部分液壓油供給給斗桿液壓缸，而另一個液壓泵的由全部供給回轉(zhuǎn)馬達(dá)從而達(dá)到加快回轉(zhuǎn)速度的目的。挖掘機(jī)原動力部位在轉(zhuǎn)速較低的情況下因為油泵的流量較小，為了防止動臂在重力的作用下下降速度過快從而導(dǎo)致動臂液壓缸吸空，我們可以有效的利用重力的作用將液壓油從無桿的腔供給給有桿腔。3.1.4 行走時復(fù)合動作為了讓挖掘機(jī)在工地上或者作業(yè)單位能夠直線行走，在三泵供油系統(tǒng)中，左邊的行走馬達(dá)和右邊的行走馬達(dá)由兩個不同的液壓泵來供油。如圖所示。而對于雙泵系統(tǒng)，供油方式是：左邊行走馬達(dá)和右邊行走馬達(dá)由同一個油泵同時供油，另一個油泵大部分液壓油輸送給其他液壓元件，一小部分液壓油通過單向閥給流向左右行走馬達(dá)。如圖所示；雙泵系統(tǒng)供油，如圖所示。圖3.9復(fù)雜動作的供油方式3.2 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求3.2.1操縱性要求挖掘機(jī)在進(jìn)行施工作業(yè)時需要各個部件進(jìn)行單獨動作，但是更多的情況是多個部件進(jìn)行一個復(fù)合運動來完成比較復(fù)雜的操縱過程，因此如何讓多部件相互之間進(jìn)行復(fù)合運動時又不互相干擾也是操縱性要求的重點。在行走裝置中左右行走馬達(dá)的復(fù)合運動也是本設(shè)計要重點考慮的對象，如果挖掘機(jī)在行駛過程中由于液壓泵供油不均勻讓左右行走速度不一致。從而導(dǎo)致挖掘機(jī)偏向行走很容易出現(xiàn)意外事故，對于工藝要求和機(jī)器的保養(yǎng)都有著一定的要求等一些些其他方面的局限性。17。3.2.3節(jié)能性要求當(dāng)對各個執(zhí)行元件進(jìn)行調(diào)速控制時，系統(tǒng)所需流量大于油泵的輸出流量，剩余液壓油通過閥流回油箱機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，散發(fā)熱量，損耗能量，造成了一部分能量流失，所以必須設(shè)法降低能量損耗，熱能損耗是不能避免的，那么就需要在系統(tǒng)流量上控制來達(dá)到節(jié)能的目的，就是需要整個系統(tǒng)的液壓泵的排量無限接近于系統(tǒng)工作時液壓系統(tǒng)需要的流量。當(dāng)挖掘機(jī)不進(jìn)行挖掘時，系統(tǒng)仍在浪費能量，所以也要想辦法降低機(jī)器空載的流量以此來達(dá)到節(jié)能的目的地。 18 。3.2.4安全性要求挖掘機(jī)的工作時條件比較差環(huán)境也比較差，震動對部件的沖擊太大，就要求液壓系統(tǒng)有好的震動保護(hù)措施。油泵過載時對元件的損害和別的一部分因素對元件的損害我們都需要考慮。還有回轉(zhuǎn)時的制動裝置和速度限制、行走裝置的制動跟速度限制。防止動臂在力的作用下下降過快出現(xiàn)安全事故。3.2.5其它性能要求結(jié)合我們所學(xué)的機(jī)械原理、機(jī)械制圖、液壓與氣壓傳動等專業(yè)知識，我們總結(jié)出了一下挖掘機(jī)的性能要求：零件盡量國標(biāo)，安裝簡便，經(jīng)濟(jì)成本低。部件的可靠性能。降低挖掘機(jī)產(chǎn)生的噪音和震動噪音，雨天作業(yè)時履帶的防滑性能，機(jī)身和油缸的防氧化性能等193.3挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的分析多路閥作為液壓系統(tǒng)中最重要的一部分，控制著液壓泵對每個液壓元件的流量供應(yīng)；操控著多個液壓元件在進(jìn)行復(fù)合運動時的流量；挖掘機(jī)多路閥液壓原理通常來說都是比較復(fù)雜的，各個液壓元件的供油回油線路和控制油路糅合在一起，讓我們很難在短時間內(nèi)對整個液壓系統(tǒng)的原理圖結(jié)構(gòu)分析清楚，這就非常浪費時間。以下就是對多路閥液壓原理系統(tǒng)進(jìn)行的初步分析：如圖3.9所示，(1)供油管路的設(shè)計是多路閥控制系統(tǒng)重要的部分。簡化油路線路，突出核心內(nèi)容。去掉各個部件之間的連接線。去掉油泵的負(fù)流量控制連接口FR；回油箱的連接接口；各個液壓作用元件之間的連接，每個閥桿控制油箱的連接口等，剩下的部分和多路閥之間的連接已知，將多個連接口統(tǒng)一在一個元件里面進(jìn)行分析。(2)連接簡化的液壓系統(tǒng)，如圖3.9所示。該系統(tǒng)包括了七個控制閥，五個二位二通控制閥A、B、C、D、E,1個插裝閥x和一部分節(jié)流閥和單向閥。根據(jù)圖3.9我們清晰看到液壓泵的液壓油以何種方式運輸?shù)礁鱾€液壓作用元件。3.4擬定液壓系統(tǒng)方案(1)在對挖掘機(jī)進(jìn)行工作中挖掘-滿載舉升-回轉(zhuǎn)-卸料-卸料-返回基礎(chǔ)分析上，總結(jié)每個工作動作時的系統(tǒng)分析然后總結(jié)，提出一個擬定方案。(2)根據(jù)挖掘機(jī)本身的工作特性和作業(yè)條件，此次設(shè)計提出了以下三個要求：操縱性需簡便并且各個液壓作用元件復(fù)合運動時無彼此干擾；要有比較低的能量損耗經(jīng)濟(jì)適用；還要有高的安全性能和可靠性能。(3)提出了一套符合實際的的液壓系統(tǒng)設(shè)計方案，并介紹了設(shè)計的基本步12需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計多功能液壓挖掘機(jī)采用多變量系統(tǒng)，使得挖掘機(jī)本身具有較高的操縱性，機(jī)構(gòu)之間緊密貼合，維護(hù)保養(yǎng)方便，工作效率高，可靠性高等優(yōu)點。根據(jù)作業(yè)的要求配備合適容量合適類型的鏟斗。挖掘機(jī)在各大建筑工地，水利渠道修建，采礦，挖掘土壤等方面應(yīng)用廣泛20。4.1 液壓系統(tǒng)方案及參數(shù)確定表4.120t多功能液壓挖掘機(jī)參數(shù)項目名稱單位數(shù) 值鏟斗容量發(fā)動機(jī)類型發(fā)動機(jī)額定功率工作半徑工作高度/工作深度卸料高度回轉(zhuǎn)速度r/min行走速度系統(tǒng)效率一個循環(huán)作業(yè)時間機(jī)身長度履帶平均接地壓力發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)整體質(zhì)量理論工作效率/挖力工作壓力履帶長度運輸尺寸執(zhí)行元件要滿足機(jī)器的硬性要求和安裝的限制。根據(jù)元件的工作方式選用執(zhí)行元件。4.2液壓缸和系統(tǒng)壓力選擇鏟斗鏟料要外收，而卸料則需要鏟斗外擺，我們的工作裝置采用的是單桿式雙作用活塞液壓缸。如果整個機(jī)構(gòu)在運動的時候能保證正常工作有個好的平衡性，那么兩動臂油缸的運動必須同時進(jìn)行，這就要求無論什么時候進(jìn)出油路的液壓油，必須要有一定的壓力。所以，所以這的執(zhí)行元件選用平衡閥。我們這里選用雙作用多活塞桿式液壓缸(1) 液壓缸參數(shù)的計算鏟斗滿載料重量 （） （）計算得因為=G與=F在軸承鉸接處轉(zhuǎn)矩處平衡求得： = （） 工作壓力決定了設(shè)計的液壓系統(tǒng)是否合理，工作壓力對整個系統(tǒng)的設(shè)計起著決定性作用，壓力大，系統(tǒng)元件精度要求高，系統(tǒng)保養(yǎng)維護(hù)需要的成本高。壓力小，系統(tǒng)流量大，元件大容量。表4.3 負(fù)載與壓力關(guān)系負(fù)載工作壓力13需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）表 常用機(jī)械工作壓力工作壓力負(fù)載值由上表查得，這里液壓缸的工作壓力選取。4.2.1計算鏟斗和液壓缸尺寸桿直徑與缸內(nèi)徑計算 吸油時：進(jìn)油時： (1) 計算液壓缸行程，得出工作壓力為： （）式（）中F為鎖緊力，(2) 缸筒壁厚計算因為在此設(shè)計中，此時： （4.5）= s/強(qiáng)度系數(shù)， 最大工作壓力。 液壓缸內(nèi)徑取.(3) 缸筒強(qiáng)度校核：根據(jù)，缸體合成應(yīng)力得： （）：縱向應(yīng)力： () ：環(huán)向應(yīng)力：= (4.8) =60MPa工作壓力，油缸缸徑，油缸桿徑，缸筒壁厚，計算=，即:,所以符合要求。(5) 強(qiáng)度計算退刀槽截面其應(yīng)力計算如下 ： = （4.9）： （4.10）： （4.11）式中：螺紋擰緊系數(shù)，此處取螺紋內(nèi)摩擦系數(shù),一般取活塞桿危險截面處直徑，螺紋外徑，則： ，得:，故 ,符合工況要求。(6) 下蓋聯(lián)接螺釘強(qiáng)度校核計算螺釘聯(lián)接選用聯(lián)接,兩端螺釘數(shù)量都為24件，精度16需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）等級為級，螺釘強(qiáng)度核對，按照式螺紋擰緊系數(shù)，此處取螺紋摩擦系數(shù),一般取螺紋內(nèi)徑，：螺紋外徑，螺釘材料屈服強(qiáng)度，得： 滿足工況要求(7) 活塞桿柔度計算桿細(xì)比： （）為活塞桿許用細(xì)長比，按規(guī)定拉力桿此處。計算得，符合要求。4.4液壓系統(tǒng)原理圖的制定4.4.1 制定基本方案(1) 制定調(diào)速方案液壓執(zhí)行元件的速度方向和速率是液壓回路最核心的問題,在現(xiàn)在市面上常見的小流量液壓系統(tǒng)，大部分都是通過換向閥控制工作動作,而對與常見的高壓大流量，都是通過速度控制來改變液壓執(zhí)行元件的流量，或者利用液壓缸體積變化來實現(xiàn)流量控制。節(jié)流調(diào)速使用定量泵來供液壓油，控制液壓元件的流量來調(diào)節(jié)速度,因為這種調(diào)節(jié)速度的方式比較簡單，所以必須使用閃流閥，導(dǎo)致系統(tǒng)效率低、能量損耗大、一般用于小場合。容積調(diào)速就是靠改變泵和馬達(dá)的流量來調(diào)節(jié)速度，它的優(yōu)點就是沒有溢流的損失和節(jié)流的損失，高效,但是機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能導(dǎo)致能量損失，所以需要配備輔助泵來輔助調(diào)節(jié)，這種調(diào)速方式一般用于速率大熱量損耗高的液壓系統(tǒng)。節(jié)流調(diào)速的方式也分為很多種例如：進(jìn)油回油節(jié)流、旁路節(jié)流。綜上所述我們選用容積節(jié)流調(diào)速作為制定方案。I12需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）(2) 制定壓力控制方案液壓油的壓力流量和方向分別由不同的液壓閥控制。根據(jù)各個液壓閥控制功能區(qū)別，各個執(zhí)行元件的對應(yīng)運動狀態(tài)不同，所以每一個液壓作用元件都是根據(jù)嚴(yán)格的計算來制造的，各種液壓閥的種類精度等級也都大不相同，與液壓閥連接的管路之間可能存在液壓油殘渣沉積。所以液壓閥與管路連接的地方都是比較光滑的，我們也需要定期清理油管，防止液壓泵供油帶出的油液雜質(zhì)在油管中沉積對液壓油的流動產(chǎn)生阻力然后減小液壓油的壓力。而液壓系統(tǒng)中有存在各種各樣的閥類。依照各種控制閥的不同控制方式又可以將液壓閥分為開關(guān)式閥、定量控制閥和比例控制閥。液壓控制閥控制系統(tǒng)分為先導(dǎo)性控制系統(tǒng)、負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)。以下是對它們的作用和控制方式的詳細(xì)分析。先導(dǎo)型控制系統(tǒng)：有直動型（目前較為少用）和先導(dǎo)性兩種。顧名思義先導(dǎo)型控制系統(tǒng)就是通過控制先導(dǎo)閥來控制流量，再通過液壓油控制換向閥，先導(dǎo)性控制系統(tǒng)又分為機(jī)液先導(dǎo)型和電液先導(dǎo)型。負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)：閥控系統(tǒng)的實質(zhì)就是節(jié)流。在挖掘機(jī)中我們通常使用四維三通溢流閥來控制和分散流量，有時候需要流量補(bǔ)償來回饋液壓缸，需要液壓元件在等效點進(jìn)行動態(tài)運動，假定閥控系統(tǒng)是隨動的那么就很難得到一個固定點來控制流量，假設(shè)一個液壓元件單獨作用，閥控裝置與這個液壓元件單獨運動時的運動相匹配，那么當(dāng)幾個液壓作用元件同時運動時，泵排出的液壓油首先向壓力低的液壓作用元件流，不能同步。上面的負(fù)荷傳感控制閥只解決了兩個問題。但是系統(tǒng)節(jié)能問題并沒有得到有效的解決，當(dāng)高壓液壓油流經(jīng)油管中由于內(nèi)外溫度差異，導(dǎo)致一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能白白損失掉，還有額定流量大于所需流量那么一部分液壓油回流至油箱轉(zhuǎn)換為熱能。這樣就損耗了很多的能量。在挖掘機(jī)進(jìn)行空載作業(yè)時，也會浪費能量。負(fù)荷傳感控制閥不能有效地解決節(jié)能問題，就需要再提出別的方案來解決系統(tǒng)的節(jié)能問題。制定壓力控制方案：液壓作用元件在工作的時候，必須要求系統(tǒng)達(dá)到它的工作壓力，有時候也需要進(jìn)行調(diào)節(jié)壓力，或者是無級的多級的。不過在通常情況下，都是靠著定量泵來控制液壓油的流量，溢流閥來調(diào)節(jié)壓力，而在容積調(diào)速中是由變量泵控制液壓油的流量，所以在液壓系統(tǒng)設(shè)計的時候就可以對回流管道進(jìn)行一個增壓以此達(dá)到得到高壓油的目的，而不是盲目的去添加設(shè)定一個高壓泵。根據(jù)上述本次設(shè)計采用負(fù)荷傳感控制系統(tǒng)。因為這個控制系統(tǒng)非常符合課題，并且經(jīng)濟(jì)適用，傳感過程快速，能夠很直接快速的來控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。所以我們選用此傳感控制系統(tǒng)。(3) 指定順序動作方案根據(jù)設(shè)備類型的不同各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動作也各不相同，有的按照程序運動，有的是隨機(jī)運動，而有的卻是人為的控制動作順序，工廠的加工機(jī)器的順序動作大多數(shù)是根據(jù)實際生產(chǎn)順序來決定動作順序的，當(dāng)部件移動到指定位置時，機(jī)器發(fā)出電信號，然后電信號生成磁場控制電磁閥進(jìn)行下續(xù)動作。因為有時候會存在別的東西干擾電信號所以一般情況下高精度機(jī)器作業(yè)時不允許旁邊存在別的發(fā)射電信號的儀器。(4) 選擇液壓動力源一個液壓系統(tǒng)中液壓油都是由液壓泵提供的，液壓泵就是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)為什么都使用定量泵進(jìn)行供油呢。因為在只有單個液壓泵存在時，液壓泵排除的流量大于系統(tǒng)所需流量，當(dāng)高壓液壓油流經(jīng)油管中由于內(nèi)外溫度差異，導(dǎo)致一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能白白損失掉，還有額定流量大于所需流量那么一部分液壓油回流至油箱轉(zhuǎn)換為熱能，在一般情況下為了節(jié)省成本提高系統(tǒng)的工作效率，液壓泵排除的流量應(yīng)該接近于系統(tǒng)需要的流量。如果挖掘機(jī)工作時每個工作階段所需的流量之間差值比較大，就選用多個泵來供油，或者說利用變量泵進(jìn)行供油。由于系統(tǒng)工作時有油液中的雜質(zhì)會隨液壓泵產(chǎn)生的壓力油經(jīng)過管道流經(jīng)作用元件或者殘留在管道內(nèi)，我們就要油箱中有個比較精密的過濾系統(tǒng)，還要考慮到液壓泵的段時間升溫油箱的冷卻，還有管道液壓作用元件的冷卻。4.4.2繪制液壓系統(tǒng)圖整個液壓系統(tǒng)圖由控制回路和液壓泵組合而成。不要將重復(fù)元件重復(fù)繪制，突出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。注意每個元件之間的連接，使用CAD繪制液壓系統(tǒng)總圖時，要注意閥、泵、馬達(dá)、液壓缸之間的線路連接避免重復(fù)元件出現(xiàn)或者線路雜合導(dǎo)致重復(fù)工作動作，元件零件盡量使用國標(biāo)，方便更換。圖中應(yīng)標(biāo)明元件代號，注意虛線和實線的使用條件，注意各液壓作用元件的接口和各個閥類先導(dǎo)操控連接口。對于設(shè)計出不是標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件，可以繪制其原理結(jié)構(gòu)圖。并且系統(tǒng)中要標(biāo)明各個元件的名稱、代號和動作軌跡和角度。如圖4.1所示。圖4.1液壓原理圖19需要全套設(shè)計聯(lián)系Q 97666224（說明書CAD圖等）總 結(jié)經(jīng)過不斷的努力說明書總算是編寫完成。雖然過程很艱難辛苦，但是通過這次畢業(yè)論文設(shè)計，我感到了很大的成就感與滿足感，但是我自己在系統(tǒng)設(shè)計方面仍存在許多缺點。對于本次設(shè)計，我覺得通過查閱國內(nèi)外的資料讓我的眼界得到了很大的拓展，在大多數(shù)器械機(jī)器上，液壓系統(tǒng)都得到了廣泛的使用。，我們在設(shè)計時，要結(jié)合實際情況，運用各種傳動系統(tǒng)的優(yōu)點，發(fā)揮液壓系統(tǒng)的優(yōu)點，來設(shè)計出經(jīng)濟(jì)成本低、高效、易于操作、日常保養(yǎng)維修方便的液壓傳動系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)設(shè)計，利用液壓源產(chǎn)生油壓，再用電磁閥來控制液壓缸從而控制油缸收縮進(jìn)油出油的效果。我們要經(jīng)過精密的計算選取合適的液壓元件來構(gòu)成整個液壓系統(tǒng)，而且還要考慮經(jīng)濟(jì)成本，不盲目選取最好的，只是選用更合適的元件。根據(jù)工作需求選用合適的液壓元件。本液壓系統(tǒng)原理圖是專門為挖掘機(jī)而設(shè)計的，適用于大多數(shù)是施工場地。有時候挖掘機(jī)需要進(jìn)行在較淺的水中進(jìn)行施工所以我們要對挖掘機(jī)的各個部件或者液壓元件進(jìn)行好防水措施，并且要考慮機(jī)器處于水中整體溫度可能會降低對液壓系統(tǒng)的溫度要求會有所改變。挖掘機(jī)時常需要在雷雨天進(jìn)行室外作業(yè)對挖掘機(jī)履帶的防滑也有一定的要求。最后通過本次設(shè)計讓我加深了對設(shè)計的認(rèn)知，鞏固了液壓與氣壓傳動這門專業(yè)課程，在一次次的改正，我反復(fù)使用CAD、Proe等軟件，從生疏到熟悉，