挖掘機執行裝置液壓迴路設計

Ⅰ 挖掘機是怎樣用液壓原理來工作的

我是個修挖掘機的 准確簡單的說就是用小流量來控制大流量

Ⅱ 挖掘機液壓系統的工作原理

挖掘機液壓系統工作原理
挖掘機液壓系統是由一些基本迴路和輔助迴路組成，它們包括工作迴路、限壓迴路、卸荷迴路、緩沖迴路、節流調速和節流限速迴路、行走限速迴路和先導閥控制迴路等。其元器件主要由工作泵、補油泵、先導控制閥、分配閥、安全閥、大臂油缸、小臂油缸、鏟斗油缸、油箱及相關管路等組成。
挖掘機液壓系統在工作過程中，液壓油自油箱底部通過濾油器被工作泵吸入，從油泵輸出具有一定壓力的液壓油進入一組並聯的分配閥。通過手柄―→先導閥―→工作閥組來實現相應的動作，系統通過總油路上的總安全閥限定整個系統的總壓力，各組工作油路的安全閥分別對相應油路起過載保護和補油作用。

Ⅲ 挖掘機液壓結構及工作原理

挖掘機主要由發動機、傳動系統、行駛系統、制動系統、工作裝置、液壓系統、電氣系統等組成，如圖2-11所示。

圖2-11 挖掘機的結構

（1）發動機

發動機一般為四沖程、水冷（或風冷）、多缸、直噴式柴油機發動機。少數挖掘機採用電控柴油機。

（2）傳動系統

傳動泵有機械傳動式、半液壓傳動式和全液壓傳動式3種，其中機械傳動式和半液壓傳動式應用較廣。

（3）行駛系統

液壓挖掘機行駛系統是整個機器的支撐部分，承受機器的全部質量和工作裝置的反力，同時能使挖掘機作短距離行駛。按結構不同，行駛系統可分為履帶式和輪胎式兩類。

①履帶式行駛系統。由履帶、支重輪、托鏈輪、驅動輪、導向輪、張緊裝置、行走架、油馬達、減速機等組成。

液壓挖掘機的行駛系統採用液壓驅動。驅動裝置主要包括液壓馬達、減速機和驅動輪，每條履帶有各自的液壓馬達和減速機。由於兩個液壓馬達可獨立操作，因此機器的左右履帶可以同步前進或後退，也可以通過一條履帶制動來實現轉彎，還可以通過兩條履帶朝相反方向驅動來實現原地轉向，其操作十分簡單、方便、靈活。

②輪胎式行駛系統。通常由車架、轉向前橋、後橋、行車機構及支腿等組成。

後橋通過螺栓與機架剛性固定連接。前橋通過懸掛平衡裝置與機架鉸接連接。懸掛平衡裝置的作用是當挖掘機行駛時，利用支承板的擺動和兩懸掛油缸的浮動，保證4個車輪充分著地，減輕機體不平均承載、擺跳、道路沖擊及機架扭曲，提高挖掘機的越野性能；當挖掘機作業時，將兩懸掛油缸閉鎖，保證挖掘作業時整機的穩定性。

（4）轉向系統

輪胎式挖掘機，其轉向系統通常採用全液壓、偏轉前輪式轉向系統，主要由油箱（與工作裝置液壓系統共用）、轉向油泵、轉向器、濾油器、流量控制閥、轉向油缸、油管和轉向盤等組成。

履帶式挖掘機，其轉向系統比較簡單，通過切斷驅動鏈輪動力來實現。其轉向裝置為濕式、多片彈簧壓緊、液壓分離、手動液壓操作方式轉向離合器。

（5）制動系統

腳制動裝置的制動器為凸輪張開蹄式制動器。制動傳動器機構採用氣壓式，主要由空氣壓縮機、氣體控制閥、腳制動閥、儲氣筒、雙向逆止閥、快速放氣閥、手操縱氣開關、制動汽缸及氣壓表等組成。

手制動裝置的制動器為凸輪張開蹄式制動器，傳動機構為機械式。制動底板通過螺釘固定在上傳動箱蓋上；制動鼓用螺栓固定在接盤上，接盤則通過花鍵和上傳動箱的從動軸連接。

當挖掘機作業時，必須解除手制動，否則，將損壞手制動器或回轉液壓馬達。

（6）工作裝置

工作裝置是液壓挖掘機的主要組成部分之一。由於工作性質的不同，工作裝置的種類很多，常用的有反鏟、正鏟、裝載和起重等裝置，而且一種裝置也可以有很多形式。

（7）液壓系統

液壓挖掘機的主要運動有整機行走、轉台回轉、動臂升降、斗桿收放、鏟斗轉動等，根據以上工作要求，把各液壓元件用管路有機地連接起來的組合體叫作液壓挖掘機的液壓系統。液壓系統的功能是把發動機的機械能以油液為介質，利用油泵轉變為液壓能，傳送給油缸、油馬達等，然後轉變為機械能，再傳給各種執行機械，實現各種運動。液壓挖掘機的液壓系統常用的有定量系統、分功率變數系統和總功率變數系統。我國規定，單斗液壓挖掘機重8t以下的，採用定量系統；機重32t以上的，採用變數系統；機重8～32t的，定量和變數系統均可用。

全功率變數系統是目前液壓挖掘機普遍採用的液壓系統，通常選用恆功率變數雙泵。液壓泵的型號不同，採用的恆功率調節機構也不相同。

液壓系統主要由油路系統、先導控制油路系統和控制系統構成。

（8）電氣系統

液壓挖掘機的電氣系統包括啟動線路、發電線路、照明、儀表以及由感測器和壓力開關、電磁閥組成的控制電路，另外還有附屬電路（如空調、收音機等）。啟動電機按所配套的主機不同，分12V、24V兩種，啟動功率分3kW、3.7kW、4.8kW等。

發電線路主要包括交流發電機、電壓調節器、充電指示燈及啟動開關等。

為了保證安全、高效、節能及正常地工作，根據需要，挖掘機的電氣系統都安裝了各種信號裝置，如機油溫度報警、充電指示燈、機油壓力報警、轉向信號燈等，以警告操作者。為了使操作者隨時掌握機器的運轉情況，駕駛室中安裝了各種儀表，如機油壓力表、機油溫度表、液壓油溫度表、水溫表。現代進口挖掘機都採用了先進的電控裝置，這種設備便於維修人員在挖掘機出現故障時能及時、准確地判斷故障位置，及時修復。

Ⅳ 挖掘機液壓方面的論文

一 緒論
1.1 液壓傳動與控制概述
液壓傳動與控制是以液體（油、高水基液壓油、合成液體）作為介質來實現各種機械量的輸出（力、位移或速度等）的。它與單純的機械傳動、電氣傳動和氣壓傳動相比，具有傳遞功率大，結構小、響應快等特點，因而被廣泛的應用於各種機械設備及精密的自動控制系統。液壓傳動技術是一門新的學科技術，它的發展歷史雖然較短，但是發展的速度卻非常之快。自從1795年製成了第一台壓力機起，液壓技術進入了工程領域；1906年開始應用於國防戰備武器。
第二次世界大戰期間，由於軍事工業迫切需要反應快、精度高的自動控制系統，因而出現了液壓伺服控制系統。從60年代起，由於原子能、空間技術、大型船艦及電子技術的發展，不斷地對液壓技術提出新的要求，從民用到國防，由一般的傳動到精確度很高的控制系統，這種技術得到更加廣泛的發展和應用。

在國防工業中：海、陸、空各種戰備武器均採用液壓傳動與控制。如飛機、坦克、艦艇、雷達、火炮、導彈及火箭等。
在民用工業中：有機床工業、冶金工業、工程機械、農業方面，汽車工業、輕紡工業、船舶工業。
另外，近幾年又出現了太陽跟蹤系統、海浪模擬裝置、飛機駕駛模擬、船舶駕駛模擬器、地震再現、火箭助飛發射裝置、宇航環境模擬、高層建築防震系統及緊急剎車裝置等，均採用了液壓技術。
總之，一切工程領域，凡是有機械設備的場合，均可採用液壓技術。它的發展如此之快，應用如此之廣，其原因就是液壓技術有著優異的特點，歸納起來液壓動力傳動方式具有顯著的優點：其單位重量的輸出功率和單位尺寸輸出功率大；液壓傳動裝置體積小、結構緊湊、布局靈活，易實現無級調速，調速范圍寬，便於與電氣控制相配合實現自動化；易實現過載保護與保壓，安全可靠；元件易於實現系列化、標准化、通用化；液壓易與微機控制等新技術相結合，構成「機-電-液-光」一體化便於實現數字化。
1.2 液壓機的發展及工藝特點
液壓機是製品成型生產中應用最廣的設備之一，自19世紀問世以來發展很快，液壓機在工作中的廣泛適應性，使其在國民經濟各部門獲得了廣泛的應用。由於液壓機的液壓系統和整機結構方面，已經比較成熟，目前國內外液壓機的發展不僅體現在控制系統方面，也主要表現在高速化、高效化、低能耗；機電液一體化，以充分合理利用機械和電子的先進技術促進整個液壓系統的完善；自動化、智能化，實現對系統的自動診斷和調整，具有故障預處理功能；液壓元件集成化、標准化，以有效防止泄露和污染等四個方面。
作為液壓機兩大組成部分的主機和液壓系統，由於技術發展趨於成熟，國內外機型無較大差距，主要差別在於加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。在油路結構設計方面，國內外液壓機都趨向於集成化、封閉式設計，插裝閥、疊加閥和復合化元件及系統在液壓系統中得到較廣泛的應用。特別是集成塊可以進行專業化的生產，其質量好、性能可靠而且設計的周期也比較短。
近年來在集成塊基礎上發展起來的新型液壓元件組成的迴路也有其獨特的優點，它不需要另外的連接件其結構更為緊湊，體積也相對更小，重量也更輕無需管件連接，從而消除了因油管、接頭引起的泄漏、振動和雜訊。邏輯插裝閥具有體積小、重量輕、密封性能好、功率損失小、動作速度快、易於集成的特點，從70年代初期開始出現，至今已得到了很快的發展。我國從1970年開始對這種閥進行研究和生產，並已將其廣泛的應用於冶金、鍛壓等設備上，顯示了很大的優越性。
液壓機工藝用途廣泛，適用於彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓力機是一種用靜壓來加工產品。適用於金屬粉末製品的壓製成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料製品的壓製成型工藝，也可適用於校正和壓裝等工藝。
由於需要進行多種工藝，液壓機具有如下的特點：
（1） 工作台較大，滑塊行程較長，以滿足多種工藝的要求；
（2） 有頂出裝置，以便於頂出工件；
（3） 液壓機具有點動、手動和半自動等工作方式，操作方便；
（4） 液壓機具有保壓、延時和自動回程的功能，並能進行定壓成型和定程成型的操作，特別適合於金屬粉末和非金屬粉末的壓制；
（5） 液壓機的工作壓力、壓制速度和行程范圍可隨意調節，靈活性大。

二 150t液壓機液壓系統工況分析
本機器(見圖1.1)適用於可塑性材料的壓制工藝。如沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以從事校正、壓裝、砂輪成型、冷擠金屬零件成型、塑料製品及粉末製品的壓製成型。本機器具有獨立的動力機構和電氣系統。採用按鈕集中控制，可實現調整、手動及半自動三種操作方式。本機器的工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據工藝需要進行調整，並能完成一般壓制工藝。此工藝又分定壓、定程兩種工藝動作供選擇。定壓成型之工藝動作在壓制後具有保壓、延時、自動回程、延時自動退回等動作。 本機器主機呈長方形，外形新穎美觀，動力系統採用液壓系統，結構簡單、緊湊、動作靈敏可靠。該機並設有腳踏開關，可實現半自動工藝動作的循環。

2.2 工況分析
本次設計在畢業實習調查的基礎上，用類比的方法初步確定了立式安裝的主液壓缸活塞桿帶動滑塊及動橫梁在立柱上滑動下行時，運動部件的質量為500Kg。
1．工作負載 工件的壓制抗力即為工作負載：
2. 摩擦負載 靜摩擦阻力：
動摩擦阻力：
3. 慣性負載

自重：
4. 液壓缸在各工作階段的負載值：
其中： ——液壓缸的機械效率，一般取 =0.9-0.97。工況 負載組成 推力 F/

2.3負載圖和速度圖的繪制：
負載圖按上面的數值繪制，速度圖按給定條件繪制，如圖：

三 液壓機液壓系統原理圖設計
3．1 自動補油的保壓迴路設計
考慮到設計要求，保壓時間要達到5s，壓力穩定性好。若採用液壓單向閥迴路保壓時間長，壓力穩定性高，設計中利用換向閥中位機能保壓，設計了自動補油迴路，且保壓時間由電氣元件時間繼電器控制，在0-20min內可調整。此迴路完全適合於保壓性能較高的高壓系統，如液壓機等。
自動補油的保壓迴路系統圖的工作原理：
按下起動按紐，電磁鐵1YA通電，換向閥6接入迴路時，液壓缸上腔成為壓力腔，在壓力到達預定上限值時壓力繼電器11發出信號，使換向閥切換成中位；這時液壓泵卸荷，液壓缸由換向閥M型中位機能保壓。當液壓缸上腔壓力下降到預定下限值時，壓力繼電器又發出信號，使換向閥右位接人迴路，這時液壓泵給液壓缸上腔補油，使其壓力回升。回程時電磁閥2YA通電，換向閥左位接人迴路，活塞快速向上退回。

3．2 釋壓迴路設計：
釋壓迴路的功用在於使高壓大容量液壓缸中儲存的能量緩緩的釋放，以免她突然釋放時產生很大的液壓沖擊。一般液壓缸直徑大於25mm、壓力高於7Mpa時，其油腔在排油前就先須釋壓。
根據設計很實際的生產需要，選擇用節流閥的釋壓迴路。其工作原理：按下起動按鈕，換向閥6的右位接通，液壓泵輸出的油經過換向閥6的右位流到液壓缸的上腔。同時液壓油的壓力影響壓力繼電器。當壓力達到一定壓力時，壓力繼電器發出信號，使換向閥5回到中位，電磁換向閥10接通。液壓缸上腔的高壓油在換向閥5處於中位（液壓泵卸荷）時通過節流閥9、換向閥10回到油箱，釋壓快慢由節流閥調節。當此腔壓力降至壓力繼電器的調定壓力時，換向閥6切換至左位，液控單向閥7打開，使液壓缸上腔的油通過該閥排到液壓缸頂部的副油箱13中去。使用這種釋壓迴路無法在釋壓前保壓，釋壓前有保壓要求時的換向閥也可用M型，並且配有其它的元件。
機器在工作的時候，如果出現機器被以外的雜物或工件卡死，這是泵工作的時候，輸出的壓力油隨著工作的時間而增大，而無法使液壓油到達液壓缸中，為了保護液壓泵及液壓元件的安全，在泵出油處加一個直動式溢流閥1，起安全閥的作用，當泵的壓力達到溢流閥的導通壓力時，溢流閥打開，液壓油流回油箱。起到保護作用。在液壓系統中，一般都用溢流閥接在液壓泵附近，同時也可以增加液壓系統的穩定性。使零件的加工精度增高。

3．3液壓機液壓系統原理圖擬定

上液壓缸工作循環
（1） 快速下行。按下起動按鈕，電磁鐵1YA通電，這時的油路為：
液壓缸上腔的供油的油路
變數泵1—換向閥6右位—節流閥8—壓力繼電器11—液壓缸15
液壓缸下腔的回油路
液壓缸下腔15—液控單向閥7—換向閥6右位—電磁閥5—背壓閥4—油箱
油路分析：變數泵1的液壓油經過換向閥6的右位，液壓油分兩條油路：一條油路通過節流閥7流經繼電器11，另一條路直接流向液壓缸的上腔和壓力表。使液壓缸的上腔加壓。液壓缸15下腔通過液控單向閥7經過換向閥6的右位流經背壓閥，再流到油箱。因為這是背壓閥產生的背壓使接副油箱旁邊的液控單向閥7打開，使副油箱13的液壓油經過副油箱旁邊的液控單向閥14給液壓缸15上腔補油。使液壓缸快速下行，另外背壓閥接在系統回油路上，造成一定的回油阻力，以改善執行元件的運動平穩性。
（2） 保壓時的油路情況：
油路分析：當上腔快速下降到一定的時候，壓力繼電器11發出信號，使換向閥6的電磁鐵1YA斷電，換向閥回到中位，利用變數泵的柱塞孔從吸油狀態過渡到排油狀態，其容積的變化是由大變小，而在由增大到縮小的變化過程中，必有容積變化率為零的一瞬間，這就是柱塞孔運動到自身的中心線與死點所在的面重合的這一瞬間，這時柱塞孔的進出油口在配油盤上所在的位置，稱為死點位置。柱塞在這個位置時，既不吸油，也不排油，而是由吸轉為排的過渡狀態。液壓系統保壓。而液壓泵1在中位時，直接通過背壓閥直接回到油箱。
（3） 回程時的油路情況：
液壓缸下腔的供油的油路：
變數泵1——換向閥6左位——液控單向閥7——液壓油箱15的下腔
液壓缸上腔的回油油路：
液壓腔的上腔——液控單向閥14——副油箱13
液壓腔的上腔—節流閥8——換向閥6左位——電磁閥5——背壓閥4——油箱
油路分析： 當保壓到一定時候，時間繼電器發出信號，使換向閥6的電磁鐵2YA通電，換向閥接到左位，變數泵1的液壓油通過換向閥旁邊的液控單向閥流到液壓缸的下腔，而同時液壓缸上腔的液壓油通過節流閥9（電磁鐵6YA接通），上腔油通過換向閥10接到油箱，實現釋壓，另外一部分油通過主油路的節流閥流到換向閥6，再通過電磁閥19，背壓閥11流回油箱。實現釋壓。
下液壓缸的工作循環：
向上頂出時，電磁鐵4YA通電，5YA失電。
進油路：
液壓泵——換向閥19左位——單向節流閥18——下液壓缸下腔
回油路：
下液壓缸上腔——換向閥19左位——油箱
當活塞碰到上缸蓋時，便停留在這個位置上。
向下退回是在4YA失電，3YA通電時產生的，
進油路：
液壓泵——換向閥19右位——單向節流閥17——下液壓缸上腔
回油路：
下液壓缸下腔——換向閥19右位——油箱
原位停止是在電磁鐵3YA，4YA都斷電，換向閥19處於中位時得到的。

四 液壓系統的計算和元件選型
4．1 確定液壓缸主要參數：
按液壓機床類型初選液壓缸的工作壓力為25Mpa,根據快進和快退速度要求，採用單桿活塞液壓缸。快進時採用差動連接，並通過充液補油法來實現，這種情況下液壓缸無桿腔工作面積 應為有桿腔工作面積 的6倍，即活塞桿直徑 與缸筒直徑 滿足 的關系。
快進時，液壓缸回油路上必須具有背壓 ,防止上壓板由於自重而自動下滑，根據《液壓系統設計簡明手冊》表2-2中，可取 =1Mpa，快進時，液壓缸是做差動連接，但由於油管中有壓降 存在，有桿腔的壓力必須大於無桿腔，估計時可取 ,快退時，回油腔是有背壓的，這時 亦按2Mpa來估算。
1) 計算液壓缸的面積
可根據下列圖形來計算

—— 液壓缸工作腔的壓力 Pa
—— 液壓缸回油腔的壓力 Pa
故：

當按GB2348-80將這些直徑圓整成進標准值時得： ,
由此求得液壓缸面積的實際有效面積為：

2) 液壓缸實際所需流量計算
① 工作快速空程時所需流量

液壓缸的容積效率，取

② 工作缸壓制時所需流量

③ 工作缸回程時所需流量

4．2液壓元件的選擇
4．2.1確定液壓泵規格和驅動電機功率
由前面工況分析，由最大壓制力和液壓主機類型，初定上液壓泵的工作壓力取為 ，考慮到進出油路上閥和管道的壓力損失為 （含回油路上的壓力損失折算到進油腔），則液壓泵的最高工作壓力為

上述計算所得的 是系統的靜態壓力，考慮到系統在各種工況的過渡階段出現的動態壓力往往超過靜態壓力，另外考慮到一定壓力貯備量，並確保泵的壽命，其正常工作壓力為泵的額定壓力的80%左右因此選泵的額定壓力 應滿足：

液壓泵的最大流量應為：

式中 液壓泵的最大流量
同時動作的各執行所需流量之和的最大值，如果這時的溢流閥正進行工作，尚須加溢流閥的最小溢流量 。
系統泄漏系數，一般取 ，現取 。

1．選擇液壓泵的規格
由於液壓系統的工作壓力高，負載壓力大，功率大。大流量。所以選軸向柱塞變數泵。柱塞變數泵適用於負載大、功率大的機械設備（如龍門刨床、拉床、液壓機），柱塞式變數泵有以下的特點：
1） 工作壓力高。因為柱塞與缸孔加工容易，尺寸精度及表面質量可以達到很高的要求，油液泄漏小，容積效率高，能達到的工作壓力，一般是（ ） ，最高可以達到 。
2） 流量范圍較大。因為只要適當加大柱塞直徑或增加柱塞數目，流量變增大。
3） 改變柱塞的行程就能改變流量，容易製成各種變數型。
4） 柱塞油泵主要零件均受壓，使材料強度得到充分利用，壽命長，單位功率重量小。但柱塞式變數泵的結構復雜。材料及加工精度要求高，加工量大，價格昂貴。
根據以上算得的 和 在查閱相關手冊《機械設計手冊》成大先P20-195得：現選用 ，排量63ml/r，額定壓力32Mpa，額定轉速1500r/min，驅動功率59.2KN，容積效率 ，重量71kg，容積效率達92%。
2．與液壓泵匹配的電動機的選定
由前面得知，本液壓系統最大功率出現在工作缸壓制階段，這時液壓泵的供油壓力值為26Mpa，流量為已選定泵的流量值。 液壓泵的總效率。柱塞泵為 ，取 0.82。

選用1000r/min的電動機，則驅動電機功率為
選擇電動機 ，其額定功率為18.5KW。

4.2.2閥類元件及輔助元件的選擇
1. 對液壓閥的基本要求：
(1). 動作靈敏，使用可靠，工作時沖擊和振動小。油液流過時壓力損失小。
(2). 密封性能好。結構緊湊，安裝、調整、使用、維護方便，通用性大
2. 根據液壓系統的工作壓力和通過各個閥類元件及輔助元件型號和規格
主要依據是根據該閥在系統工作的最大工作壓力和通過該閥的實際流量，其他還需考慮閥的動作方式，安裝固定方式，壓力損失數值，工作性能參數和工作壽命等條件來選擇標准閥類的規格：

序號 元件名稱 估計通過流量
型號 規格
1 斜盤式柱塞泵
156.8 63SCY14－1B 32Mpa，驅動功率59.2KN
2 WU網式濾油器 160 WU-160*180 40通徑，壓力損失 0.01MPa

3 直動式溢流閥 120 DBT1/315G24 10通徑，32Mpa，板式聯接
4 背壓閥 80 YF3-10B 10通徑，21Mpa，板式聯接
5 二位二通手動電磁閥 80 22EF3-E10B
6 三位四通電磁閥 100 34DO-B10H-T 10通徑，壓力31.5MPa
7 液控單向閥
80 YAF3-E610B 32通徑，32MPa
8 節流閥
80 QFF3-E10B 10通徑，16MPa
9 節流閥
80 QFF3-E10B 10通徑，16MPa
10 二位二通電磁閥
30 22EF3B-E10B 6通徑，壓力20 MPa
11 壓力繼電器
－ DP1-63B 8通徑，10.5-35 MPa12 壓力表開關
－ KFL8－30E 32Mpa，6測點
13 油箱

14 液控單向閥 YAF3-E610B 32通徑，32MPa
15 上液壓缸

16 下液壓缸

17 單向節流閥
48 ALF3－E10B 10通徑，16MPa
18 單向單向閥
48 ALF3－E10B 10通徑，16MPa
19 三位四通電磁換向閥 25 34DO-B10H-T
20 減壓閥 40 JF3-10B

4.2.3 管道尺寸的確定
油管系統中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，必須按照安裝位置、工作環境和工作壓力來正確選用。本設計中油管採用鋼管，因為本設計中所須的壓力是高壓，P=31.25MPa ， 鋼管能承受高壓，價格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配是不能任意彎曲，常在裝拆方便處用作壓力管道一中、高壓用無縫管，低壓用焊接管。本設計在彎曲的地方可以用管接頭來實現彎曲。
尼龍管用在低壓系統；塑料管一般用在回油管用。
膠管用做聯接兩個相對運動部件之間的管道。膠管分高、低壓兩種。高壓膠管是鋼絲編織體為骨架或鋼絲纏繞體為骨架的膠管，可用於壓力較高的油路中。低壓膠管是麻絲或棉絲編織體為骨架的膠管，多用於壓力較低的油路中。由於膠管製造比較困難，成本很高，因此非必要時一般不用。
1. 管接頭的選用：
管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式聯接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各種條件。
管接頭的種類很多，液壓系統中油管與管接頭的常見聯接方式有：
焊接式管接頭、卡套式管接頭、擴口式管接頭、扣壓式管接頭、固定鉸接管接頭。管路旋入端用的連接螺紋採用國際標准米制錐螺紋（ZM）和普通細牙螺紋（M）。錐螺紋依靠自身的錐體旋緊和採用聚四氟乙烯等進行密封，廣泛用於中、低壓液壓系統；細牙螺紋密封性好，常用於高壓系統，但要求採用組合墊圈或O形圈進行端面密封，有時也採用紫銅墊圈。
液壓系統中的泄漏問題大部分都出現在它管系中的接頭上，為此對管材的選用，接頭形式的確定（包括接頭設計、墊圈、密封、箍套、防漏塗料的選用等），管系的設計（包括彎管設計、管道支承點和支承形式的選取等）以及管道的安裝（包括正確的運輸、儲存、清洗、組裝等）都要考慮清楚，以免影響整個液壓系統的使用質量。
國外對管子的材質、接頭形式和連接方法上的研究工作從不間斷，最近出現一種用特殊的鎳鈦合金製造的管接頭，它能使低溫下受力後發生的變形在升溫時消除——即把管接頭放入液氮中用芯棒擴大其內徑，然後取出來迅速套裝在管端上，便可使它在常溫下得到牢固、緊密的結合。這種「熱縮」式的連接已經在航空和其它一些加工行業中得到了應用，它能保證在40~55Mpa的工作壓力下不出現泄漏。本設計根據需要，選擇卡套式管接頭。要求採用冷拔無縫鋼管。
2. 管道內徑計算：
（1）
式中 Q——通過管道內的流量
v——管內允許流速 ，見表：
允許流速推薦值
油液流經的管道 推薦流速 m/s
液壓泵吸油管

液壓系統壓油管道 3~6，壓力高，管道短粘度小取大值
液壓系統回油管道 1.5~2.6

(1). 液壓泵壓油管道的內徑：
取v=4m/s

根據《機械設計手冊》成大先P20-641查得：取d=20mm,鋼管的外徑 D=28mm;
管接頭聯接螺紋M27×2。

(2). 液壓泵回油管道的內徑：
取v=2.4m/s

根據《機械設計手冊》成大先P20-641查得：取d=25mm,鋼管的外徑 D=34mm;
管接頭聯接螺紋M33×2。
3. 管道壁厚 的計算

式中： p——管道內最高工作壓力 Pa
d——管道內徑 m
——管道材料的許用應力 Pa，
——管道材料的抗拉強度 Pa
n——安全系數，對鋼管來說， 時，取n=8； 時，
取n=6； 時，取n=4。
根據上述的參數可以得到：
我們選鋼管的材料為45#鋼，由此可得材料的抗拉強度 =600MPa;

(1). 液壓泵壓油管道的壁厚

(2). 液壓泵回油管道的壁厚
所以所選管道適用。
4. 液壓系統的驗算
上面已經計算出該液壓系統中進，回油管的內徑分別為32mm,42mm。
但是由於系統的具體管路布置和長度尚未確定，所以壓力損失無法驗算。4.2.4系統溫升的驗算
在整個工作循環中，工進階段所佔的時間最長，且發熱量最大。為了簡化計算，主要考慮工進時的發熱量。一般情況下，工進時做功的功率損失大引起發熱量較大，所以只考慮工進時的發熱量，然後取其值進行分析。
當V=10mm/s時，即v=600mm/min

即
此時泵的效率為0.9，泵的出口壓力為26MP，則有

即
此時的功率損失為：

假定系統的散熱狀況一般，取 ，
油箱的散熱面積A為

系統的溫升為

根據《機械設計手冊》成大先P20-767：油箱中溫度一般推薦30-50
所以驗算表明系統的溫升在許可范圍內。

五 液壓缸的結構設計
5.1 液壓缸主要尺寸的確定
1) 液壓缸壁厚和外經的計算
液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。
液壓缸的壁厚一般指缸筒結構中最薄處的厚度。從材料力學可知，承受內壓力的圓筒，其內應力分布規律應壁厚的不同而各異。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。
液壓缸的內徑D與其壁厚 的比值 的圓筒稱為薄壁圓筒。工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬於薄壁圓筒結構，其壁厚按薄壁圓筒公式計算

設 計 計 算 過 程
式中 ——液壓缸壁厚(m)；
D——液壓缸內徑(m)；
——試驗壓力，一般取最大工作壓力的(1.25~1.5)倍 ；
——缸筒材料的許用應力。無縫鋼管： 。
= =22.9
則 在中低壓液壓系統中，按上式計算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計算，按經驗選取，必要時按上式進行校核。
液壓缸壁厚算出後，即可求出缸體的外經 為2) 液壓缸工作行程的確定
液壓缸工作行程長度，可根據執行機構實際工作的最大行程來確定，並參閱<<液壓系統設計簡明手冊>>P12表2-6中的系列尺寸來選取標准值。
液壓缸工作行程選
缸蓋厚度的確定
一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強度要求可用下面兩式進行近似計算。
無孔時
有孔時
式中 t——缸蓋有效厚度(m)；
——缸蓋止口內徑(m)；
——缸蓋孔的直徑(m)。
液壓缸：
無孔時
取 t=65mm

有孔時
取 t』=50mm
3)最小導向長度的確定
當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H稱為最小導向長度（如下圖2所示）。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩定性，因此設計時必須保證有一定的最小導向長度。
對一般的液壓缸，最小導向長度H應滿足以下要求：
設 計 計 算 過 程

式中 L——液壓缸的最大行程；
D——液壓缸的內徑。
活塞的寬度B一般取B=(0.6~10)D；缸蓋滑動支承面的長度 ，根據液壓缸內徑D而定；
當D<80mm時，取 ；
當D>80mm時，取 。
為保證最小導向長度H，若過分增大 和B都是不適宜的，必要時可在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值。隔套的長度C由需要的最小導向長度H決定，即

滑台液壓缸：
最小導向長度：
取 H=200mm
活塞寬度：B=0.6D=192mm
缸蓋滑動支承面長度：

隔套長度： 所以無隔套。
液壓缸缸體內部長度應等於活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應大於內徑的20~30倍。
液壓缸：
缸體內部長度
當液壓缸支承長度LB (10-15)d時，需考慮活塞桿彎度穩定性並進行計算。本設計不需進行穩定性驗算。
5.2 液壓缸的結構設計
液壓缸主要尺寸確定以後，就進行各部分的結構設計。主要包括：缸體與缸蓋的連接結構、活塞與活塞桿的連接結構、活塞桿導向部分結構、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結構等。由於工作條件不同，結構形式也各不相同。設計時根據具體情況進行選擇。
設 計 計 算 過 程1) 缸體與缸蓋的連接形式
缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關。
本次設計中採用外半環連接，如下圖1所示：
圖1 缸體與缸蓋外半環連接方式優點：
(1) 結構較簡單
(2) 加工裝配方便
缺點：
(1) 外型尺寸大
(2) 缸筒開槽，削弱了強度，需增加缸筒壁厚2)活塞桿與活塞的連接結構
參閱<<液壓系統設計簡明手冊>>P15表2-8，採用組合式結構中的螺紋連接。如下圖2所示：

圖2 活塞桿與活塞螺紋連接方式
特點：
結構簡單，在振動的工作條件下容易松動，必須用鎖緊裝置。應用較多，如組合機床與工程機械上的液壓缸。

Ⅳ 挖掘機的液壓結構及工作原理是什麼

挖掘機的液壓結構
一個完整的液壓系統由五個部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、無件和液壓油。
動力元件的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能，指液壓系統中的油泵，它向整個液壓系統提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。
執行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動或回轉運動。
控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統中控制和調節液體的壓力、流量和方向。根據控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節流閥、調整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據控制方式不同，液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。
輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計等。
液壓油是液壓系統中傳遞能量的工作介質，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。
工作原理
帕斯卡原理
帕斯卡原理是一個靜力學原理，
對於「理想液體」有：
1、處於密閉容器內的「理想液體」對施加於它表面的壓力向各個方向等值傳遞；
2、速度的傳遞按「容積變化相等」的原則；
3、液體的壓力由外載荷建立。
4、能量守恆。

Ⅵ 進口挖掘機液壓系統結構原理與維修的目錄

第一章液壓基礎知識
第一節液壓傳動原理
一、液壓系統基本構成
二、液壓系統常用圖形和符號
三、液壓迴路
四、液壓傳動功率計算
第二節流體力學基礎知識
一、液壓油的性質
二、挖掘機液壓系統用油要求
三、流體的力學性質
四、壓力損失
五、油液在縫隙和小孔中的流動
六、液壓沖擊和氣穴現象
七、摩擦和潤滑
第二章挖掘機液壓系統技術原理
第一節挖掘機液壓系統的結構和功能
一、挖掘機液壓系統的功能要求
二、挖掘機液壓系統流行設計方案
第二節液壓泵
一、泵油原理
二、泵變數形式和變數原理
三、泵的控制
四、常見液壓泵工作原理和結構
第三節主控制閥
一、主控制閥的基本功能
二、常用主控制閥的結構和工作原理
第四節回轉馬達和減速機
一、回轉馬達的要求和工作原理
二、常用回轉馬達的結構和工作原理
三、回轉減速機
第五節行走馬達和減速機
一、行走馬達的要求和工作原理
二、常用行走馬達的結構和工作原理
三、行走減速機
第六節回轉中心接頭(分油盅)
第七節油缸
第八節先導系統
一、先導泵、先導油濾清器和先導溢流閥
二、先導操縱閥(PPC閥)
三、安全截止閥(先導截止閥)
四、蓄能器
五、其他先導控制
第九節液壓破碎錘(炮頭)
一、液壓破碎錘的種類
二、液壓破碎錘的結構和工作原理
三、液壓破碎錘的安裝
四、液壓破碎錘使用注意事項
五、氮氣的檢查和填充
六、液壓油和濾清器
第十節液壓輔件
一、回油單向閥
二、液壓油箱和濾清器
三、殼體排油濾清器
四、液壓油散熱器
第十一節相關電氣控制
一、與液壓系統相關的電氣控制元件
二、挖掘機的機電液一體化控制
第三章拆裝和檢查
第一節一般知識
一、注意事項
二、螺栓
三、膠粘劑和潤滑劑
四、檢查方法
第二節常用液壓泵的拆裝和檢查
一、川崎K3V系列液壓泵
二、日立HPV系列液壓泵
三、力士樂A8V系列液壓泵
四、卡特系列液壓泵
五、小松系列液壓泵
第三節主控制閥的拆裝和檢查
一、日立ZAXIS200主控制閥
二、小松主控制閥
三、卡特主控制閥
四、神鋼主控制閥
五、住友主控制閥
六、沃爾沃主控制閥
第四節回轉馬達和減速機的拆裝和檢查
一、M2X和M5X系列回轉馬達
二、KMF系列回轉馬達
三、小松PC200-7回轉減速機
四、小松PC200-6回轉減速機
五、卡特挖掘機的回轉馬達和減速機
六、日立回轉減速機
第五節行走馬達和減速機的拆裝和檢查
一、行走馬達
二、行走減速機
第六節回轉中心接頭的拆裝和檢查
一、小松挖掘機回轉中心接頭
二、卡特挖掘機回轉中心接頭
三、日立挖掘機回轉中心接頭
四、其他機型回轉中心接頭
第七節油缸的拆裝和檢查
一、油缸拆裝注意事項
二、小松油缸
三、日立ZAXIS200油缸
四、其他機型油缸
五、拆裝油缸時常用重型扳手
第八節先導操縱閥的拆裝和檢查
一、左、右先導操縱閥
二、行走先導操縱閥
第四章測試標准和故障診斷
第一節液壓系統測試方法、參考測試標准和液壓泵輸出特性(參考)
一、液壓系統測試方法
二、液壓系統參考測試標准
三、液壓泵輸出特性(參考)
第二節故障診斷
一、故障診斷信息採集
二、故障診斷一般方法
第三節故障代碼
一、卡特320C故障代碼
二、卡特320B和330B故障代碼
三、卡特320故障代碼
四、卡特320D故障代碼
五、小松PC200-8故障代碼
六、小松PC200-7故障代碼
七、小松PC200-6/PC300-6/PC400-6故障代碼
八、日立ZAXIS200-3故障代碼
九、日立ZAXIS200故障代碼
十、日立EX200-5故障代碼
十一、日立EX200-2和EX200-3故障代碼
十二、神鋼SK200-8故障代碼
十三、神鋼SK200-6故障代碼
十四、神鋼SK200-2和SK200-3故障代碼
十五、加藤HD820故障代碼
十六、住友SH200-3故障代碼
十七、住友SH210-5主機系統故障代碼和發動機系統故障代碼
十八、大宇DH220-5故障代碼
十九、現代R220-5和R225LC-7故障代碼
二十、沃爾沃EC210B故障代碼
第四節典型故障分析
一、發動機過載(憋車)
二、所有動作都慢或無力
三、全車無動作
四、一側不能行走(一側前進、後退都完全不動)
五、一側的多種動作同時沒有或動作很慢、無力(如鏟斗動作和右行走動作同時沒有)
六、行走跑偏
七、行走無力
八、復合動作不良(同時進行動臂上升和斗桿收回操作時，動臂動作過慢)
九、動作響應慢(時滯長)
十、動作發抖
十一、不能回轉
十二、回轉制動距離過大
十三、油缸沉降過快
十四、泵或馬達有異響
十五、液壓油溫度過高(油溫報警)
十六、油缸活塞桿彎曲變形
十七、空擋壓力過高(甚至啟動困難)
十八、漏油
第五章零件修復
第一節零件失效分析
一、零件磨損失效分析
二、零件變形失效分析
三、零件斷裂(破裂)失效分析
四、零件腐蝕失效分析
第二節常用修復工藝
一、機械加工修復工藝
二、焊補修復工藝
三、電鍍修復工藝
四、其他修復技術和工藝
第三節典型零件修復
一、液壓泵變數活塞與泵殼體活塞孔的修復
二、主控制閥閥桿與閥體孔配合間隙超差的修復
三、其他常用零件的修復
第六章最新款挖掘機(卡特320D挖掘機、日立ZAXIS200-3挖掘機、小松PC200-8挖掘機、住友SH210-5挖掘機)液壓系統和電控系統簡介
一、卡特320D挖掘機
二、日立ZAXIS200-3挖掘機
三、小松PC200-8挖掘機
四、住友SH210-5挖掘機
……

Ⅶ 液壓挖掘機液壓系統的詳細介紹

液壓挖掘機液壓系統的詳細介紹

按照挖掘機工作裝置和各個機構的傳動要求，把各種液壓元件用管路有機地連接起來的組合體，稱為挖掘機的液壓系統。其功能是，以油液為工作介質，利用液壓泵將發動機的機械能轉變為液壓能並進行傳送，然後通過液壓缸和液壓馬達等將液壓能轉返為機械能，實現挖掘機的各種動作。

一、基本要求

液壓挖掘機的動作復雜，凡要機構經常啟動、制動、換向、負載變化大，沖擊和振動頻繁，而且野外作業，溫度和地理位置變化大，因此根據挖掘機的`工作特點和環境特點，液壓系統應滿足如下要求：

(1)要保證挖掘機動臂、斗桿和鏟斗可以各自單獨動作，也可以互相配合實現復合動作。

(2)工作裝置的動作和轉台的回轉既能單獨進行，又能作復合動作，以提高挖掘機的生產率。

(3)履帶式挖掘機的左、右履帶分別驅動，使挖掘機行走方便、轉向靈活，並且可就地轉向，以提高挖掘機的靈活性。

(4)保證挖掘機的一切動作可逆，且無級變速。

(5)保證挖掘機工作安全可靠，且各執行元件(液壓缸、液壓馬達等)有良好的過載保護;回轉機構和行走裝置有可靠的制動和限速;防止動臂因自重而快帶下降和整機超速溜坡。

為此，液壓系統應做到：

(1)有高的傳動效率，以充分發揮發動機的動力性和燃料使用經濟性。

(2)液壓系統和液壓元件在負載變化大、急劇的振動沖擊作用下，具有足夠的可靠性。

(3)調協輕便耐振的冷卻器，減少系統總發熱量，使主機持續工作時液壓油溫不超過80度，或溫升不超過45度。

(4)由於挖掘機作業現場塵土多，液壓油容易被污染，因此液壓系統的密封性能要好，液壓元件對油液污染的敏感性低，整個液壓系統要設置濾油器和防塵裝置。

(5)採用液壓或電液伺服操縱裝置，以便挖掘機設置自動控制系統，進而提高挖掘機技術性能和減輕駕駛員的勞動強度。

二、類型

按液壓泵特性，液壓挖掘機採用的液壓系統大致上有定量系統、變數系統和定量、變數系統等三種類型。

(1)定量系統

在液壓挖掘機採用的定量系統中，其流量不變，即流量不隨負載而變化，通常依靠節流來調節速度。根據定量系統中油泵和迴路的數量及組合形式，分為單泵單迴路、雙泵單迴路定量系統、雙泵雙迴路定量系統及多泵多迴路定量系統等。

(2)變數系統

在液壓挖掘機採用的變數系統中，是通過容積變數來實現無級調速的，其調節方式有三種：變數泵-定量馬達調速、定量泵-變數馬達調速、變數泵-變數馬達調速。

液壓挖掘機採用的變數系統多採用變數泵-定量馬達的組合方式實現無級變數，且都是雙泵雙迴路。根據兩個迴路的變數有無關連，分為分功率變數系統和全功率變數系統兩種。其中的分功率變數系統的每個油泵各有一個功率調節機械，油泵的流量變化只受自身所在迴路壓力變化的影響，與另一迴路的壓力變化無關，即兩個迴路的油泵各自獨立地進行恆功率調節變數，兩個油泵各擁有一斗發動機輸出功率;全功率變數系統中的兩個油泵由一個總功率調節機構進行平衡調節，使兩個油泵的擺角始終相同，同步變數、流量相等。決定流量變化的是系統的總壓力，兩個油泵的功率在變數范圍內是不相同的。其調節機構有機械聯動式和液壓聯動式兩種形式。

Ⅷ 常見挖掘機液壓圖和電路圖有幾輯

可以這么說，市場上有多少品牌和噸位的挖掘機，就有多少種液壓圖和電路圖（特別是電控系統基本是不同的）。
雖然挖掘機的液壓系統一般有小松的負荷感測系統、力士樂的LUDV系統、正流量系統、負流量系統、斗山四泵系統、東芝負荷敏感系統等，即使使用的是相同的系統，局部液壓迴路圖也是不完全相同的，電氣系統更是。

Ⅸ 設計挖掘機液壓系統要考慮哪些問題

液壓系統有產生液壓裝置，控制裝置，驅動裝置，附屬裝置構成；
液壓產生裝置——液壓泵
控制裝置——流量閥，平衡閥，溢流閥，轉向閥
驅動裝置——液壓油缸，液壓馬達
附屬裝置——液壓油管，液壓油箱等
挖掘機的液壓系統中液壓油能否精確傳遞決定了機械的性能，但在注意機械性能的同時還要考慮安全，比如使用液壓的任何機械都要裝有溢流閥等。總之液壓系統最重要的就是能准確的控制液壓油。

Ⅹ 挖掘機液壓系統的工作原理

挖掘機液壓系統是由一些基本迴路和輔助迴路組成，它們包括工作迴路、限壓迴路、卸荷迴路、緩沖迴路、節流調速和節流限速迴路、行走限速迴路和先導閥控制迴路等。其元器件主要由工作泵、補油泵、先導控制閥、分配閥、安全閥、大臂油缸、小臂油缸、鏟斗油缸、油箱及相關管路等組成。
挖掘機液壓系統在工作過程中，液壓油自油箱底部通過濾油器被工作泵吸入，從油泵輸出具有一定壓力的液壓油進入一組並聯的分配閥。通過手柄―→先導閥―→工作閥組來實現相應的動作，系統通過總油路上的總安全閥限定整個系統的總壓力，各組工作油路的安全閥分別對相應油路起過載保護和補油作用。