小型液壓挖掘機液壓系統及工作裝置的設計畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 下動臂所受的載荷相對要小，故選擇下動臂的側板的厚度為。許用應力的選?。簞颖垆摪逅x的材料為挖掘機中所普遍采用的低合金結構鋼16Mn，其屈服極限，并初選安全系數則許用應力： （410）應力的計算與危險截面尺寸的求取：危險截面所圍成的面積：危險截面所圍成的有效面積： （411） 則上動臂的有效面積： （412）下動臂的有效面積： （413）上動臂危險截面對Y軸的慣性矩 （414）下動臂危險截面對Y軸的慣性矩 （415）上動臂危險截面對Z軸的慣性矩 （416）同理下動臂危險截面對Z軸的慣性矩 （417）上動臂危險截面中拉伸軸向力所產生的正應力： （418）彎曲所產生的正應力： （419）由應力的合成有： （420）解之：第4章 工作裝置挖掘力分析 鏟斗油缸和斗桿作用力的確定 鏟斗油缸作用力確定。反鏟裝置工作過程中，以反鏟最主要的位置——最大挖掘深度時能保證最大挖掘力來分析確定鏟斗油缸作用力。此時，計算位置為動臂下放到最低位置。鏟斗油缸作用力對鏟斗與斗桿鉸點有最大力臂。式中l1——鏟斗油缸作用力對搖臂與斗桿鉸點的力臂（此位置為搖臂長度），m；lc——F1max對鏟斗與斗桿鉸點C的力臂，m。斗桿油缸最大作用力計算位置為動臂下放到最低位置，斗桿油缸對斗桿與動臂鉸點有最大力臂。即對斗桿產生最大作用力矩，并使斗齒間和鉸點B、C在一條直線上。 鏟斗、斗桿油缸作用力分析 動臂油缸作用力的確定動臂油缸作用力的確定。動臂油缸的作用力即最大提升力，以能提升鏟斗內裝滿土壤的工作裝置至最大卸載距離位置進行卸載來確定，.式中Gdt——鏟斗及其裝載土壤的重力，N；Gg——斗桿所受重力，N；Gb——動臂所受重力，N；ldA——鏟斗質心到動臂下鉸點A的水平距離，m；lgA——斗桿質心到動臂下鉸點A的水平距離，m；lbA——動臂質心到動臂下鉸點A的水平距離，m。 動臂油缸作用力分析 各液壓缸實際作用力的確定挖掘機設計初，在其他參數還未確定的情況下?？梢詫Ρ韧愋鸵簤和诰驒C，采用經驗公式初步確定斗桿、動臂、鏟斗液壓缸的作用力。，可以看出。鏟斗、斗桿最大作用力與整機質量之間存在一定的線性關系。 液壓缸作用力與整機質量關系圖可通過以下公式估算液壓缸作用力f2=F= f1=式中F—— 鏟斗油缸作用力，KN；f1——斗桿油缸作用力，KN；f2——動臂油缸作用力，KN；M——整機質量，t。代入公式得 f2= F= f1=第5章 小型液壓挖掘機液壓系統概述 把液壓挖掘機液壓元件用管路連接起來從而滿足液壓挖掘機工作裝置以及各個機構傳動的要求的系統，叫做挖掘機的液壓系統。它是以液壓油作為工作介質，通過液壓泵將發動機的機械能轉變為液壓能傳送出去，最后經液壓馬達或者液壓缸等執行機構將液壓能轉變為機械能，完成液壓挖掘機的各種動作。 小型液壓挖掘機液壓系統的基本組成及要求通常挖掘機液壓系統由工作裝置系統、回轉系統和行走系統這三個基本部分組成。其中工作裝置系統主要由動臂、斗桿、鏟斗及相應的液壓油缸，工作裝置實現的挖掘和卸載動作由動臂回路、斗桿回路和鏟斗回路這三個液壓回路聯合進行控制；回轉系統主要由回轉液壓馬達和回轉齒輪齒圈等組成，它由液壓系統回路里的回轉回路進行控制，實現挖掘機工作裝置和上回轉部分的左右轉向，方便工作裝置的挖掘和卸載動作，回轉系統在工作時還必須滿足回轉迅速、啟動和制動無沖擊、合理分配各機構流量等要求；行走系統主要是支撐挖掘機整機重量和完成挖掘機行走動作的，主要分為履帶式結構和輪胎式結構，行走動作通常是由行走馬達來驅動。單斗液壓挖掘機的動作復雜，主要機構經常啟動、制動、換向，外負荷變化很大，沖擊和振動多，而且野外作業的溫度和環境變化大，所以對液壓系統的要求是多方面的。根據液壓挖掘機的工作特點，液壓系統要滿足主機正常工作要求，即：（1）動臂、斗桿和鏟斗要有獨立的傳動系統和控制裝置，可以各自單獨動作，也可以互相配合實現復合動作。（2）工作過程中，要求工作裝置的動作和轉臺的回轉既能單獨進行，又能作復合動作，以提高機械生產率；（3）履帶式液壓挖掘機的左、右履帶要求獨立驅動，使機械行走方便，轉向靈活，并可以原地轉彎；（4）液壓挖掘機作業時不需行走，行走時不能作業，所以行走裝置行走時，工作裝置和回轉機構不需要動作；（5）液壓挖掘機的一切動作都是可逆的，而且要求實現無極調速；（6）要求機械工作可靠，各種作業油缸要有良好的過載保護，回轉機構和行走裝置要有可靠的制動和限速，能防止動臂因自重而快速下降和整機超速溜坡的異常情況發生。為了達到上述要求，挖掘機液壓系統應該做到以下幾點：（1） 傳動效率高，動力性和燃油經濟性好；（2） 液壓元件可靠性高，能夠承受較大的負載和沖擊；（3） 在油箱里裝冷卻器，減少發熱量，盡量使液壓油溫低于80℃或溫升低于45℃；（4） 液壓系統的密封要好，裝設濾油器和防塵裝置，避免液壓油被粉塵和顆粒等污染；（5） 采用液壓伺服操作裝置，對駕駛室進行人機工程學設計，提高液壓挖掘機工作性能，減少駕駛員的工作強度。 小型液壓挖掘機的基本動作分析小型液壓挖掘機的工作過程主要包括作業循環過程和整機移動過程兩項動作。小型液壓挖掘機的一個作業循環過程包括：挖掘——通常以斗桿油缸動作為主，然后用鏟斗油缸調整切削土壤的角度，兩者配合挖掘。有復雜的挖掘動作，參照作業要求，實現鏟斗、斗桿和動臂三個油缸的復合動作，來保證鏟斗能夠按某一特定軌跡轉動進行挖掘。滿斗提升與回轉——挖掘結束后，鏟斗缸伸出，滿斗開始提升，同時回轉馬達啟動，上回轉臺開始向卸土的方向回轉。卸載——當上轉臺回轉到卸土地點，轉臺進行制動。斗桿油缸開始調整卸載半徑，鏟斗油缸收縮，鏟斗卸載。返回——當卸載結束時，上轉臺向反方向回轉。同時，動臂油缸和斗桿油缸兩者配合動作，使空斗轉到于新的挖掘位置進行下一個循環的挖掘作業。整機移動過程包括：直線行駛——對于履帶式挖掘機來說，行駛主要是由左右兩邊的馬達進行驅動的，當兩個馬達轉速一致時，挖掘機直線行駛。轉彎——當履帶式挖掘機行駛過程中要轉彎時，只要兩個馬達轉速不一樣即可，可邊走邊轉也可原地轉彎。 小型液壓挖掘機的基本回路分析 液壓系統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的組成單元。液壓系統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、節流調速回路和節流限速回路、行走限速回路、支腿順序回路和鎖緊回路等。 限壓回路 限壓回路是用來限制系統壓力的，使壓力值不超過其一調定值。限壓的目的有兩個：一，限制系統的最高壓力，避免液壓系統和液壓元件因過載而損壞，通常用安全閥來實現限壓，安全閥設置在液壓泵出油口附近油路上；二，保證系統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。溢流閥在調定系統壓力時，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壓力，對系統進行卸荷，還能保證挖掘機正常工作。，當換向閥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，液壓缸上有負載W，則液壓缸無桿腔會受到很大的閉鎖壓力，當此壓力很大的話，就有可能損壞管路和液壓元件，因此，液壓缸的進出油路處都要安裝溢流閥2和3。當閉鎖壓力大于溢流閥的調定壓力時，溢流閥2和3就都打開，液壓油流回油箱，從而實現卸荷；換向閥處于右位同理。溢流閥的調定壓力與液壓系統的壓力無關，通常溢流閥的調定壓力越大，液壓缸的閉鎖力就越大，對挖掘機的作業就越有利，但過高的壓力則會損壞管路和元件，所以一般情況下，高壓系統限壓閥的壓力調定值通常為系統壓力的125%上下，若是中高壓系統的話比125%還要高。1—換向閥；3—溢流閥；4—液壓缸 限壓回路 卸荷回路 卸荷回路是設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，從而減少發動機的燃料消耗。液壓挖掘機卸荷回路通常有換向閥中位卸荷回路（(a)）和穿越換向閥卸荷回路（(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，當挖掘機不工作時，換向閥處于中位，進油口和出油口聯通，油液經過系統能各個換向閥后流回油箱，實現卸荷功能。這種回路通常用于高壓的串聯液壓系統，結構簡單，但受系統沖擊影響大而且操作很不穩定。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，當挖掘機不工作時，換向閥處于中位，液壓油液依次經過換向閥通路以最低壓力流回油箱，最終實現卸荷。這種回路常用于高壓并聯系統，受液壓換向沖擊小，操作時比較平穩而且工作可靠。 （a） 換向閥中位卸荷 （b） 穿越換向閥卸荷 卸荷回路