挖掘机液压系统设计毕业设计论文

毕业设计课题挖掘机液压系统设计学生姓名学号专业机电一体化班级院（系）机械与电子信息工程系指导教师职称二○年月日毕业设计真实性承诺及指导教师声明学生毕业设计真实性承诺本人郑重声明：所提交的毕业设计是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本设计不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现设计中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担相应的法律责任和一切后果。学生（签名）： 日期：指导教师关于学生毕业设计真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生毕业设计所涉及的内容进行严格审核，确定其成果均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师（签名）： 日期： 注：此声明由指导教师和学生本人亲笔签名。摘要：挖掘机作为我国工程机械的主力机种，被广泛应用于各种各样的施工作业中。挖掘机产品的核心技术就是液压系统设计，由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析设计对推动我国挖掘机发展具有十分重要的意义。在搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上，了解了挖掘机液压系统的发展历史，并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结。论文对挖掘机的各种工况进行了分析，系统总结了挖掘机液压系统的设计要求。根据挖掘机液压系统的设计要求，论文中采用通用多路阀，配以专用控制阀和简单的电子控制系统，设计了一套适合我国生产制造的LS恒功率控制单斗挖掘机液压系统。本次毕业设计课题是ＳＷＥ７０Ｈ型液压挖掘机。课题以企业为依托。小型挖掘机由多个系统组成，包括液压系统，传动系统，操纵系统，工作装置，底架，转台，油箱，发动机安装等。本人的设计主要致力于分析和设计小型液压挖掘机工作装置中斗杆机构液压系统。本课题选择了国内的质量和技术性能都接近设计要求的７０t挖掘机作为基型，并在此基础上研究了国外的先进机型，设计出我们挖掘机的液压系统方按图，总体装配图以及相应的部件图和零件图。图纸基本采用AutoCAD二维软件绘图。本液压挖掘机的优点是采用伺服先导操纵系统，造型美观，具备挖掘，抓物，钻孔，推土，清沟和破碎等功能。平台可360°旋转，性能可靠，操作舒适，可广泛应用于建筑，市政，供水，供气，供电农林建设。SummaryTheexcavatorisamainconsrtuctionalmachine，whichisnowwidelyusedinvariousconstructionsites.Thecoretechniqueofexcavatorishydrau1ictechnique.Becauseofthebadworkingconditionandconmplicatedworkingmovementsoftheexcavatot，ithashighrequitementsforitshydraulicsystem.Sincetheexcavator’shydraulicsystemisthemostcomplicatedoneinallconstructionalmachines,theanalysisandresearchofitshydrau1icsystemmakeveryimportantsens.Onthebasisofcomprehensiveco11ectionofre1atedinformationabouttheexcavator’shydraulicsystemathomeandabroad，themainworkingconditionsoftheexcavatorarestudiedandthedesignrequitmentsofitshydraulicsystemaresystematicallysummarized.Accordingtothedesignpressurecompensatedhydraulicsystemiscreativelydesignedusinggeneralmultipleuntilvalueequippedwithspecialcontolvalveandelectroniccontorsystems,whichhasusefulreferencevalueforthefutureresearchanddevelopmentoftheexcavator’shydraulicsysteminourcountry.Thenameofthisgraduatedtaskis“SWE70H”mediumtypehydraulicexcavator”.Thistaskis

requestedbycompany.Mytaskistoanalyzeanddesignthehydraulicsystemofthemediumtypehydraulicexcavator.Thistaskchoosethedomesticexcavatorwhosequalityandcharacterismostsimilartoourrequestasthebasictype,furtherstudytheoverseasadvancedtype.ThenIdesignedprojectsofhydraulicsystemofourexcavator,collectivityassemblagedrawingandinterrelatedpartsdrawing,accessorydrawing.AlltheblueprintsdrawnbythesoftofAutoCAD.Thestrongpointofthishydraulicexcavatorisusedservoforerunnercontrolsystem.Ithasbeautifulsculpt.Beijingprovidedwiththefuctionofexcavating,grappling,drilling,pushing,cleaningchannelandcrashingetc.360°swwingplatroof,goodquality,controllingcomfortable,bewidelyusedinconstruction,supplyandcityplanning.目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 ISummary II一前言 2二液压挖掘机结构与工作原理 3（一）液压挖掘机结构 3（二）液压挖掘机传动原理 5三液压系统的设计 6（一）液压系统方案及参数确定 6（二）执行元件液压缸及系统压力的初选 7（三)计算工作装置铲斗液压缸的主要尺寸 8（四）液压系统原理图的制定 11总结 15参考文献 16致谢 18PAGE18一前言液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。挖掘机液压传动紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作很复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析设计已经成为推动挖掘机发展中的重要一环[1]。二液压挖掘机结构与工作原理液压挖掘机由于在动力装置和工作装置之间采用容积式液压传动，靠液体的压力能进行工作，相对机械传动具有许多优点:能无极调速且调速范围大，最大速度和最小速度之比可达1000:1能得到较低的稳定转速；快速作用时，液压元件产生的运动惯性较小，并可作高速反转；传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动；操纵省力灵活，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。因此液压挖掘机逐步取代机械式挖掘机是必然的趋势。单斗液压挖掘机是装有一只铲斗并采用液压传动进行挖掘作业的机械。它是目前挖掘机械中重要的机种。单斗液压挖掘机的作业过程是以铲斗(一般装有斗齿)的切削刃切削土壤并将土装入斗内，斗满后提升。回转至卸上位置进行卸土，卸空后铲斗再转回并下降到地面进行下一次挖掘。当挖掘机挖完一段土后，机械移动一段距离，以便继续作业。因此单斗液压挖掘机是一种周期作业的自行式上方机械[8]。（一）液压挖掘机结构1液压挖掘机组成为了实现液压挖掘机的各项功能，单斗液压挖掘机需要两个基本组成部分，即机体(或称主机)和工作装置。机体是完成挖掘机基本动作并作为驱动和操纵挖掘机进行工作的荃础，可以是履带牵引车辆或轮式牵引车辆。可细分为行走装置、回转装置、液压系统、气压系统、电气系统和动力装置。其中动力装置、操纵机构、回转机构和辅助设备均可在回转平台上，总称上车部分，它与行走机构(又称下车部分)用回转支撑相连，平台可以围绕中央回转轴作3600的全回转。工作装置根据工作性质的不同，可配备反铲、正铲、装载、起重等装置，分别完成挖掘、装载、抓取、起重、钻孔、打桩、破碎、修坡、清沟等工作。挖掘机的基本性能决定于各部分的构造、性能及其综合的效果[11]。2单斗反铲液压挖掘机反铲装置主要用于挖掘停机面以下的土壤。斗容量小于1.6M3的中小型液压挖掘机通常选用反铲装置，它分为整体臂式和组合臂式。其中长期作业条件相似的挖掘机反铲装置大多采用整体鹅颈式动臂结构。采用这种动臂有利于加大挖掘深度，且结构简单、价格低廉。刚度相同时，其重量比组合动臂轻，是目前应用最广泛的液压挖掘机工作装置结构形式。铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式，动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接，在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动，完成挖掘、提升和卸土等动作。如图2.1所示，整体鹅颈式动臂反铲挖掘机工作装置主要由动臂、动臂油缸、斗杆、斗一杆油缸、铲斗、铲斗油缸、摇臂、连杆、销轴等组成。装置各运动部件之间全部采用销轴铰接，以动臂油缸来支撑和改变动臂的倾角，通过动臂油缸的伸缩可使动臂绕下。铰点转动实现动臂的升降。斗杆铰接于动臂的上端，由斗杆油缸控制斗杆与动臂相对角度。当斗杆油缸伸缩时，斗杆可绕动臂上铰点转动。铲斗与斗杆前端铰接，并通过铲斗油缸伸缩使铲斗转动。为增大铲斗的转角，通常采用摇臂连杆机构来和铲斗联。3液压挖掘机工作循环过程首先液压挖掘机驱动行走马达和配套土方运输车辆一起进入作业面，运输车辆倒车、调停，停靠在挖掘机的侧方或后方。挖掘机司机扳动操纵手柄，使回转马达控制阀接通，于是回转马达转动并带动上部平台回转，使工作装置转向挖掘地点，在执行上述过程的同时操纵动臂油缸换向阀，使动臂油缸上腔进油，将动臂下降，直至铲斗接触地面，然后司机操纵斗杆油缸和铲斗油缸的换向阀，使两者的大腔进油，配合动1、斗杆油缸2、动臂3、油管4、动臂油缸5、铲斗6、斗齿7、侧齿8、连杆9、摇杆10、铲斗油缸11、斗杆图2.2反铲挖掘机工作装置作以加快作业进度，进行复合动作的挖掘和装载:铲斗装满后将斗杆油缸和铲斗油缸的操纵手柄扳回中位，使铲斗和斗杆油缸闭锁，再操纵动臂油缸换向阀，使动臂油缸的下腔进油，将动臂提升，举起装满土的铲斗离开工作面，随即扳动平台回转换向阀手柄，使上部平台回转，带动铲斗转至运输车辆上方，再操纵斗杆油缸使铲斗高度稍降一些，并在适当的高度操纵铲斗油缸使铲斗卸土。土方卸完后，使平台反转并降低动臂，直到铲斗回到作业点上方，以便进行下一工作循环[12]。（二）液压挖掘机传动原理液压挖掘机采用三组液压缸使工作装置具有三个自由度，铲斗可实现有限的平面转动，加上液压马达驱动回转运动，使铲斗运动扩大到有限的空间，再通过行走马达驱动行走(移位)，使挖掘空间可沿水平方向得到间歇地扩大，从而满足挖掘作业的要求。液压挖掘机传动示意图，如图2.3所示，柴油机驱动液压泵，操纵分配阀，将高压油送给各液压执行元件(液压缸或液压马达)驱动相应的机构进行工作。液压挖掘机的工作装置采用连杆机构原理，各部分的运动通过液压缸的伸缩来实现。反铲工作装置由铲斗1、斗杆2、动臂3、连杆4及相应的三组液压缸5.6.7组成。动臂下铰点铰接在转台上，通过动臂缸的伸缩，使动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动。依靠斗杆缸使斗杆绕动臂的上铰点转动;而铲斗铰接于斗杆前端，通过铲斗缸和连杆则使铲斗绕斗杆前铰点转动。挖掘作业时，接通回转马达，转动转台，使工作装置转到挖掘位置，同时操纵动臂缸小腔进油使液压缸回缩;动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和装载工作。铲斗装满后，铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油，使动臂抬起，随即接通回转马达，使工作装置转到卸载位置，再操纵铲斗缸或斗杆缸回缩，使铲斗翻转进行卸土。卸完后，工作装置再转至挖掘位置进行第二次挖掘循环。在实际挖掘作业中，由于土质情况、挖掘面条件以及挖掘机液压系统的不同，反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的、随机的[13]。1、铲斗2、斗杆3、动臂4、连杆5、6、7、液压油缸I、挖掘装置II、回转装置III、行走装置图2.3液压挖掘机传动示意图总之，液压挖掘机是由多学科、多系统组成的有机整体，只有在系统层面上的各系统、各学科协同优化才能获取挖掘机整机的最佳性能。三液压系统的设计WY200液压履带式挖掘机采用全功率变量系统，先导液压操纵，整体式多路阀等先进结构。该机具有结构紧凑，操作轻便，使用维护安全可靠，发动机功率利用率高、生产效率高等优点。根据作业需要可配备0.5-1.25立方米四种反铲斗及斗容为1.0和1.25立米方的两种正铲斗。广泛用于建筑施工、市政工程、水电、国防工程和一般矿山采掘，挖掘I-VI级土壤[23]。（一）液压系统方案及参数确定表4.1WY200C液压履带式挖掘机主要技术参数项目名称单位

数值

标准斗容量m31发动机型号6135K-16发动机标定输出功率kW/r/min106/2100最大挖掘半径

m10.4最大挖掘高度

m3/h7.78最大挖掘深度

m6.46最大卸载高度m5.7回转速度r/min0-13.2行走速度km/h*0-5.5爬坡能力%70作业循环时间S18-22主机长/宽度MPa0.077履带平均接地比压MPa0.048发动机额定转数r/min2100整机质量t20.8理论生产率m3/h200最大挖掘力kN142系统工作压力MPa36履带板宽度m0.6主机运输尺寸(长X宽X高)mm9850x3000x3100执行元件是液压系统的输出部分，必须满足机器设备的运动功能、性能要求和结构、安装上的限制。根据所要求的负载运动形态，选用不同的执行元件配置，如下表4.2所示表4.2执行元件配置运动方式执行元件左行走右行走直性行走左液压马达右液压马达左液压马达+右液压马达工作装置外摆内收动臂液压缸斗杆液压缸铲斗液压缸回转摆动液压马达（二）执行元件液压缸及系统压力的初选由于铲斗的内收是为了铲料，而外摆是为了卸料，工作装置采用了两根动臂液压缸、一根斗杆、一根铲斗油缸。要使机构正常工作且具有平稳性，两动臂液压缸必须同步运动，这就要求任何时刻进出油路的压力油，必须保持一定的压力平衡。为此，采用平衡阀控制油路中液压油的压力值[24]。根据挖掘机主要用于建筑施工、矿山的特点，本设计选择双作用单活塞杆式液压缸。1液压缸参数的选择每斗料的重量M=1.2EQ1.65=1980(Kg)（4.1）G=mg=19809.8=19404(KN)（4.2）由卸料斗的尺寸图按极限情况计算得所挖斗料自重G与铲斗液压缸产生的推力F在卸料斗底板轴承铰接处转距平衡即F拉L1=GL2（4.3）F拉374.5=194041206得(KN)工作压力的选定关系到设计出和系统是否经济合理；工作压力低，则要求执行元件的容量大，即尺寸大、重量重，系统所需流量也大；压力过高，则对元件的制造精度和系统的使用维护要求提高，并使容积效率降低。一般是根据机械的类型来选择工作压力。执行元件工作压力可以根据总负载值或者主机设备类型选取，如表2.3与表2.4所示。表4.3负载和工作压力之间的关系负载F/KN＜1010—2070—140140—250＞250工作压力P/MPa0.8-1.21.5-2.510—1418—2132表4.4各类机械常用的系统工作压力设备类型精加工机床组合机床拉床农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构液压机、重型机械、大中型挖掘机、起重运输机械工作压力P/Mpa0.8-23-55-101-1616-32由负载值大小查上表，参考同类型挖掘机，取液压缸工作压力为25MPa安装方式选择缸头耳环带衬套，活塞杆端连接方式选择杆端外螺纹杆头耳环带衬套。又因其伸缩速度缓慢但压力大，故选择带缓冲，油口连接方式选择外螺纹[25]。（三）计算工作装置铲斗液压缸的主要尺寸活塞杆直径d与缸筒内径D的计算受拉时：d=(0.3-0.5)D受压时：d=(0.5-0.55)D(p1<5mpa)d=(0.6-0.7)D(5mpa<p1<7mpa)d=0.7D(p1>7mpa)1液压油缸的缸径、杆径和工作压力确定根据技术条件：确定液压缸径和杆径及行程为：缸径D=Φ125mm，杆径d=0.7D=Φ85mm由此计算出液压系统工作压力为：P=（4.4）=（2847×103）/（π×（1252-852））=32MPa 式中F为锁紧力，F=284KN2缸筒壁厚计算根据机械设计手册，在此液压系统中，3.2≤D/δ＜16，故缸筒壁厚应用中等壁厚计算公式，此时：δ=+C（4.5）ψ：强度系数，对无缝钢管，ψ=1C：用来圆整壁厚数Py:液压缸内最高工作压力。Py=10MpaD：缸筒内径[σ]=[σs]/2.5=175/2.5=70MPaδ=10×220/(2.3×60-3×10)+C=25mm故油缸缸筒外圆取D1=125mm.3缸筒强度校核根据SL41-93，缸体合成应力按下式计算：σzh1=≤[σ]（4.6）式中：[σ]=60MPaσz1：纵向应力：σz1==22MPa(4.7)σh1：环向应力：σh1==75MPa(4.8)P：工作压力，P=32MPaD：油缸缸径，D=Φ125mmd：油缸杆径，d=Φ85mmδ：缸筒壁厚，δ=13.5mm终计算，σzh1==53.2MPa<70MPa即:σzh1<[σ],符合要求.4活塞杆长度和缸筒长度计算根据设计要求的行程，来设计活塞杆的长度；本油缸的行程为1020mm，故油缸的活塞杆的长度为1265mm，缸筒的长度为1500mm。5活塞杆强度计算活塞杆受拉力最危险截面是两端连接螺纹的退刀槽横截面，（取截面直径较少值）其应力计算如下：σn=≤[σ]（4.9）式中σ为拉应力：σ=(4.10)τ为剪应力：τ=(4.11)上面两公式中，K：螺纹拧紧系数，此处取K=1.25K1:螺纹内摩擦系数,一般取K1=0.12d1：活塞杆危险截面处直径，d1=80mmd0：螺纹外径，d0=82mm

[σ]：70MPa则：σ==38.4Mpaτ==25.9Mpa得:σn=64.3MPa所以:σn<[σ],符合工况要求[26]。6下盖联接螺钉强度校核计算螺钉联接采用高强度螺钉M20×80(GB/T70.1-2000)联接,两端数量均为24件，螺钉精度等级为10.9级，其强度校核，按照公式（4.10）、（4.11）。拉应力：σ==184.8MPa剪应力：τ==83.92MPaK：螺纹拧紧系数，此处取K=1.25K1:螺纹摩擦系数,一般取K1=0.12d1：螺纹内径，d1=16.752mmd0：螺纹外径，d0=20mmZ：24σs螺钉材料屈服强度，σs≥900Mpa(10.9级)[σ]=[σs]/2=450Mpa得：σn=≈235.12MPa<[σ]符合工况要求7活塞杆柔度校核计算活塞杆细比计算如下：λ=≤[λ]（4.12）此处：L为折算长度，导向套中心至吊头尺寸，约1500mm活塞杆直径d=85mm,[λ]活塞杆许用细长比，按规定拉力杆此处[λ]≤100。计算得λ=4×1265/85=59.5＜[λ]，故满足要求。（四）液压系统原理图的制定1制定基本方案(1)制定调速方案液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合——容积节流调速。节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。容积调速是靠改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的。其优点是没有溢流损失和节流损失，效率较高。但为了散热和补充泄漏，需要有辅助泵。此种调速方式适用于功率大、运动速度高的液压系统。容积节流调速一般是用变量泵供油，用流量控制阀调节输入或输出液压执行元件的流量，并使其供油量与需油量相适应。此种调速回路效率也较高，速度稳定性较好，但其结构比较复杂。节流调速又分别有进油节流、回油节流和旁路节流三种形式。进油节流起动冲击较小，回油节流常用于有负载荷的场合，旁路节流多用于高速。调速回路一经确定，回路的循环形式也就随之确定了。节流调速一般采用开式循环形式。在开式系统中，液压泵从油箱吸油，压力油流经系统释放能量后，再排回油箱。开式回路结构简单，散热性好，但油箱体积大，容易混入空气。容积调速大多采用闭式循环形式。闭式系统中，液压泵的吸油口直接与执行元件的排油口相通，形成一个封闭的循环回路。其结构紧凑，但散热条件差[27]。经过上述分析此方案选用

容积节流调速。(2)制定压力控制方案控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。

液压挖掘机控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达）等所构成的动力系统进行控制的系统。按控制功能，可分为位置控制系统、速度控制系统和力（或压力）控制系统；按控制元件，可分为发动机控制系统、液压泵控制系统、多路换向阀控制系统、执行元件控制系统和整机控制系统。液压控制阀控制系统：=1\*GB3①先导型控制系统换向控制阀的控制形式有直动型（用手柄直接操纵换向阀主阀芯，目前少用）和先导型两种。后者是用先导阀控制先导油液，再用先导油液控制换向阀的主阀芯，它又分为机液先导型和电液先导型两类。=2\*GB3②负荷传感控制系统它包括负荷传感控制阀和负荷传感控制泵（或定量泵）。阀控系统实质上是节流式系统。在液压挖掘机上，目前常用的是一般的三位六通多路阀，其滑阀的微调性能和复合操作性能差。20世纪90年代以来，在液压挖掘机上开始采用负荷传感控制系统，其控制闪不论是中位开式方式还是中位闭式方式，都附带有压力补偿阀。采用电子控制压力补偿的液压挖掘机液压系统与传统的液压系统比较，负荷传感控制系统的主要优点是：节省能源消耗。普通三位六通换向阀无论采用定量泵还是变量泵，总要有一部分油液经溢流阀溢掉，浪费了能量。而使用负荷传感变量系统，泵的流量全部用于负载上，泵的压力仅比负荷压力大1-3Mpa；流量控制精度高，不受负荷压力变化的影响；几个执行元件可以同步运动或以某种速比运动，且互不干扰。普通三位六通阀系统用的是并联油路，当几个执行元件同时动作时，泵输出的油液首先流向压力低的执行元件，不能同步。

上述的负荷传感控制阀只解决了滑阀的微调性能和复合操作性能，而没有解决节省能源问题。定量泵和负荷传感控制阀的系统也没有节省能源消耗，因为泵所输出的流量超过执行元件（液压缸和液压马达）所需要的流量时，多余的油液经压力补偿阀流回油箱（为保持压差恒定）变为热能。只有完全负荷传感控制系统才能解决节省能源问题。完全负荷传感控制系统完全负荷传感控制系统由负荷传感控制阀和负荷传感控制变量泵组成带次级压力补偿阀的负荷传感系统德国力士乐公司等）在其生产的液压挖掘机上设置了负荷传感分流器LUOV（LastUnabhangigeDurchflussVereilung)系统，其主要作用是：当多个执行元件同时工作、所需的流量大于液压泵的流量时，产生供油不足的现象，这不能使正在工作台的执行元件与负载压力无关的控制得到保证。LUDV系统能保证在供油不足时所有执行元件的工作速度按正比例下降，以获得与负载压力无关的控制[28]。制定压力控制方案

：液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，也有的需要多级或无级连续地调节压力，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在容积调速系统中，用变量泵供油，用安全阀起安全保护作用。在液压系统中，需要流量不大的高压油时可考虑用增压回路得到高压，而不用单设高压泵。液压执行元件在工作循环中，某段时间不需要供油，而又不便停泵的情况下，需考虑选择卸荷回路。

在系统的某个局部，工作压力需低于主油源压力时，要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力。基于以上控制系统方案分析本次设计选用负荷传感控制系统；采用的是双泵双回路恒功率控制液压系统，带四种功率控制模式、中位负流量控制，两液压主泵按全功率变量。(3)指定顺序动作方案主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型不同，有的按固定程序运行，有的则是随机的或人为的。工程机械的操纵机构多为手动，一般用手动的多路换向阀控制。加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制接续的动作。行程开关安装比较方便，而用行程阀需连接相应的油路，因此只适用于管路联接比较方便的场合。另外还有时间控制、压力控制等。例如液压泵无载启动，经过一段时间，当泵正常运转后，延时继电器发出电信号使卸荷阀关闭，建立起正常的工作压力。压力控制多用在带有液压夹具的机床、挤压机压力机等场合。当某一执行元件完成预定动作时，回路中的压力达到一定的数值，通过压力继电器发出电信号或打开顺序阀使压力油通过，来启动下一个动作。

(4)选择液压动力源液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，一般采用多泵供油或变量泵供油。对长时间所需流量较小的情况，可增设蓄能器做辅助油源。

油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他型式的过滤器。根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施[29]。2绘制液压系统图整机的液压系统图由拟定好的控制回路及液压源组合而成。各回路相互组合时要去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。注意各元件间的联锁关系，避免误动作发生。要尽量减少能量损失环节。提高系统的工作效率。为便于液压系统的维护和监测，在系统中的主要路段要装设必要的检测元件（如压力表、温度计等）。大型设备的关键部位，要附设备用件，以便意外事件发生时能迅速更换，保证主要连续工作。各液压元件尽量采用国产标准件，在图中要按国家标准规定的液压元件职能符号的常态位置绘制。对于自行设计的非标准元件可用结构原理图绘制。系统图中应注明各液压执行元件的名称和动作，注明各液压元件的序号以及各电磁铁的代号，并附有电磁铁、行程阀。如图４.１所示[30]图4.1液压原理图总结本课题——机电一体化液压挖掘机斗杆机构液压系统设计，其说明书的编写终于完成。虽然不是很复杂，但通过这一设计实践，我感到自己在这方面仍存在许多不足之处。对于我的本次设计，我觉得设计计算部分非常认真。在各种机械设备上，液压系统得到了广泛的使用。液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压系统原理图的设计要同主机的结构相适宜。着手设计时，必须从实际情况出发，有机的结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。此次设计，利用油泵产生油压，再经过电磁阀控制液压缸来达到控制油缸伸缩的效果。其中结合了需方需要的技术要求，根据计算来确定发动机、油箱容积、油泵的型号及各种液压元件的选择。由于系统需要安全互锁，所以在液压系统设计中采用了锁紧装置。本液压系统原理图是专为工程机械中的挖掘机而设计、制造，用于控制工作装置，回转行走。适用于建筑工地、道路的土方施工液压原理图的设计根据油缸伸缩所完成的挖掘循环动作，保压性能要求高，且短时间要求具有较大流量、较高挖掘速度的特点，采用发动机作为动力源，并同时蓄能器起保压作用，油泵做为液压源用供应系统所需压力油。根据已知的条件和性能要求，计算了液压系统及斗杆装置在挖掘工作时的受力情况，计算了液压缸在不同的运动状态下的各种受力情况。参照了机械设计手册上的计算公式，根据计算所得的结果来选取各种液压元件。对系统的性能、发热温升进行了验算。并对液压系统的液压原理、操作进行了说明。WY200履带式液压挖掘机采用全功率变量系统，先导液压操纵，整体式多路阀等先进结构。该机具有结构紧凑，操作轻便，使用维护安全可靠，发动机功率利用率高、生产效率高等优点。根据作业需要可配备0.5-1.25立方米四种反铲斗及斗容为1.0和1.25立米方的两种正铲斗。广泛用于建筑施工、市政工程、水电、国防工程和一般矿山采掘，挖掘I-VI级土壤。通过此设计，使我加深了对液压原理和流体机械及有关课程和知识，提高了综合运用这些知识的能力。并为在今后走上工作岗位打下了坚实的基础，并提高了运用设计资料，及熟知国家标准的能力。参考文献[1]刘建民.液压挖掘机关键技犬综述．建设机械技术与管理．2001.12[2]陈德沛.关于液压挖掘机发展的一些状况．建设机械技术与管理．1992.1:[3]王红彬.国外液压挖掘机新技术发展动向．国外工程机械．1993.19[4]章崇焕.国外大型矿用挖掘机的最新发展.矿山机械．1993[5]张建宗.浅谈液压挖掘机的节能技术及发展趋势．矿山机械．2001.8[6]陈正利.我国液压挖掘机发展的几个重要阶段及其前景展望．建筑机械．1999.[7]王宗君.加速挖掘机改进创新促进挖掘机生产企业的振兴和发展．建筑机械，1998.5[8]同济大学主编.《单斗液压挖掘机》.中国建筑工业出版社.1986[9]张铁.《液压挖掘机结构原理及使用》.石油大学出版社.2002[10]黄宗益.《液压挖掘机液压系统概述》.建筑机械化.2003.9[11]李建启.负载传感系统压力补偿方案的分析比较.液压气动与密封，[12]FoleyJ,DamAV.FundamentalsofInteractiveComputerGraphics.Addis一Wesley.1982[13]左健民主编.液压与气压传动（2版）.北京：机械工业出版社.1999.5[14]黄宗益.液压挖掘机分析工况控制.建筑机械，1998[15]郭建瑞等.单斗液压挖掘机系列主参数规律的研究.《工程机械》1994[16]BirginaLantto,Jan-OnePaimbergandPetterKrus.StaticandDynamicPerformanceofMob