完稿)挖掘机工作装置液压系统设计(CAD全套)

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。
单斗液压挖掘机的作业过程是以铲斗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。
.液压挖掘机整机性能液压挖掘机可分为动力系统机械系统液压系统控制系统,如图.所示。
液压挖掘机作为个有机整体,其性能的优劣不仅与工作装置机械零部件性能有关,还与液压系统控制系统性能有关。
图.液压挖掘机整体系统图动力系统挖掘机工作的主要特点是环境温度变化大,灰尘污物较多,负荷变化大,经常倾斜工作,维护条件差。
因此液压挖掘机原动力般由柴油机提供,柴油机具有工作可靠功率特性曲线硬燃油经济等特点,符号挖掘机工作条件恶劣,负荷多变的要求。
拖拉机不同,汽车和拖拉机指在最高转速下连同机油泵发电机等必要附件,巧分钟内的最大功率挖掘机是指在额定转速下小时以上的额定功率。
机械系统液压挖掘机的机械系统部分是完成挖掘机各项基本动作的直接执行者,主要包括行走装置是整个机器的支撑部分,承受机器的全部重量和工作装置的反力,同时能使挖掘机作短途行驶.按照结构的不同,分履带式和轮胎式。
回转机构使挖掘机上车围绕中央回转轴作度的回转的机构,包括驱动装置和回转支撑。
工作装置是挖掘机完成实际作业的主要组成部分,常用的有反铲正铲装载起重等装置,而同种装置可以有多种结构形式,前面所述的反铲装置应用最为广泛。
液压系统液压挖掘机的回转行走和工作装置的动作都由液压传动系统实现,原动机驱动双联液压泵,把压力油分别送到两组多路换向阀。
通过司机的操纵,将压力油单独或同时送往液压执行元件液压马达和液压油缸驱动执行机构工作。
根据以上工作要求,把各液压元件用油管有机地连接起来地组合体既是液压挖掘机地液压系统。
该系统地功能是把发动机地机械能以油液为介质,利用油泵转变为液压能,传送给油缸油马达等转变为机械能,再传动各执行机构,实现各种运动和工作过程。
控制系统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进行控制的系统。
电子技术和计算机技术的飞速进步,使挖掘机有了越来越先进的控制系统,使液压挖掘机向高性能自动化和智能化发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,供电农林建设等工程种各样的工作装置,能行走回转,实现多自由动作,可以切削高的垂直壁面,挖掘深的基坑和沟槽的挖掘机得到了广泛应用。
第台液压挖掘机采用定量齿轮泵,中位开式多路阀,工作压力为,所有执行元件互相并联连结。
由于早期液压挖掘机主要采用了定量齿轮泵,不能按需改变供油流量,无法充分利用发动机的功率,因此其能量损失很大,不能满足挖掘机复合动作的复杂要求,且可操纵性差。
另外,早期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术,缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件,配套件也不齐全,制造质量不够稳定。
从二十世纪六十年代到八十年代中期,液压挖掘机进入了推广和蓬勃发展的阶段,各国挖掘机制造厂和品种增加很快,产量猛增。
年间,液压挖掘机产量己经达到挖掘机总产量的,其时对挖掘机液压系统的研究也已经十分成熟,液压挖掘机已经具有了同步控制系统和负载敏感系统。
自第台手动挖掘机诞生以来的多年当中,挖掘机直在不断地飞跃发展,其技术已经发展到相对成熟稳定的阶段。
目前国际上迅速发展全液压挖掘机,对其控制方式不断改进和革新,使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵气压操纵液压伺服操纵和电气控制无线电遥控电子计算机综合程序控制。
在危险地区或水下作业采用无线电操纵,利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合,实现了挖掘机作业操纵的完全自动化。
据有关专家估算,全世界各种施工作业场约有至的土石方工程都是由挖掘机完成的。
挖掘机是种万能型工程机械,目前已经无可争议地成为工程机械的第主力机种,在世界工程机械市场上己占据首位,并且仍在发展扩大。
挖掘机的发展主要以液压技术的应用为基础,其液压系统已成为工程机械液压系统的主流形式。
随着科学技术的发展和建筑施工现代化生产的需要,液压挖掘机需要大幅度的技术进步,技术创新是液压挖掘机行业所面临的新挑战。
在技术方面,挖掘机产品的核心技术就是液压系统设计,所以对其液压系统的分析研究具有十分重要的现实意义。
.国内外研究现状及发展动态国外研究状况及发展动态从世纪年代液压传动技术开始应用在挖掘机上至今,挖掘机液压系统己经发展到了相当成熟的阶段。
目前国际上先进的挖掘机产品的额定压力大都在以上,并且随着材料科学技术的进步,有朝着更高的压力甚至采用超高压液压技术方向发展的趋势流量通常在每分钟数百升功率在数百千瓦以上。
型全液压挖掘机,铲斗容量达,液压油源为台变量轴向柱塞泵,总流量高达,原动机为台柴油发动机,总功率高达,由于液压挖掘机经常在较恶劣环境下持续工作,其各个功能部件都会受到恶劣环境的影响.系统的可靠性日益受到重视。
美英日等国家推广采用有限寿命设计理论,以替代传统的无限寿命设计理论和方法,并将疲劳损伤累积理论断裂力学有限元法优化设计电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机强度研究方面,不断提高设备的可靠性。
日本制定了液压挖掘机构件的强度评定程序,研制了可靠性信息处理系统使液压挖掘机的运转率达到,使用寿命超过万小时。
近几年来,随着液压挖掘机产量的提高和使用范围的扩大,世界上著名的挖掘机生产商纷纷采用各种高新技术,来提高自己挖掘机在国际上的竞争力,主要表现在五个方面液压系统逐渐从开式系统的转变系统的节能技术成为研究的重点系统的高压化和高可靠性发展趋势日益凸显系统的操纵特性上升到很重要的地位液压系统与电子控制的结合成为潮流。
开式向闭式液压系统的转变采用三位六通阀,其特点是有两条供油路,其中条是直通供油路,另条是并联供油路。
由于这种油路调速方式是进油节流调速和旁路节流调速同时起作用,其调速特性受负载压力和油泵流量的影响,因此这种系统的操纵性能调速性能和微调性能差。
另外,当液压作用元件起复合动作时,相互干扰大,使得复合动作操纵非常困难。
由于挖掘机作业工程中要求对液压元件能很好地控制其运动速度和进行微调,而且在其工作的许多工况下要求多个执行元件完成复合动作,而长期以来使用的开式液压系统无法满足挖掘机的调速和复合动作的要求。
它可以采用个油泵同时向所有液压作用元件供油,每个液压作用元件的运动速度只与操纵阀的阀杆行程有关,与负载压力无关,泵的流量按需提供,而且多个液压作用元件同时动作时相互之间干扰小,因此操纵性好是闭式液压系统的主要特点。
这种系统非常符合挖掘机操作的要求,它操纵简单,对司机的操纵技巧要求低,在国际上己经获得较广泛的使用,是挖掘机液压系统的发展趋势。
即负载敏感技术和负流量控制技术,目前液压挖掘机都选用其中种控制技术来实现节能要求。
负载敏感技术是种利用泵的出口压力与负载压力差值的变化而使系统流量随之相应变化的技术。
德国曼内斯曼公司研制的种负载传感系统,将其安装在液压系统中,可以控制个或几个液压作用元件,而与对其施加的载荷无关。
其最大的特点就是可以根据负载大小和调速要求对油泵进行控制,从而实现在按需供流的同时,使调速节流损失控制在很小的固定值,从而达到节能的目的.负流量控制技术是通过位于主控制阀后面的节流阀建立的压力对主泵的排量进行调节的技术。
日前以韩国现代日本小松和日本日立为代表的许多国外著名品牌的挖掘机生产商都在自己的挖掘机液压系统中使用了负流量控制技术。
这种控制技术具有稳定性好响应快可靠性和维修性好等特点,但在起始点为重负荷下作业时,因流量与负载有关,所以可控制性较差。
提高负载能力和可靠性为了提高挖掘机的负载能力,直接的方法是提高其液压系统工作压力流量和功率。
目前,国际上先进的挖掘机产品的额定压力大都在以上,并且随着材料科学技术的进步,有朝着更高的压力甚至采用超高压液压技术方向发展的趋势流量通常在每分钟数百升功率在数百千瓦以上。
如德国制造的型全液压挖掘机,铲斗容量达立方米液压油源为台变量轴向柱塞泵,总流量高达,原动机为台柴油发动机,总功率高达,由于液压挖掘机经常在较恶劣环境下持续工作,其各个功能部件都会受到恶劣环境的影响。
美英日等国家推广采用有限寿命设计理论,以替代传统的无限寿命设计理论和方法,并将疲劳损伤累积理论断裂力学有限元法优化设计电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机强度研究方面,不断提高设备的可靠性。
日本制定了液压挖掘机构件的强度评定程序,研制了可靠性信息处理系统,使液压挖掘机的运转率达到,使用寿命超过万小时。
日前国际上迅速发展全液压挖掘机,不断改进和革新控制方式,使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵气压操纵液压伺服操作和电气控制,无线电遥控电子计算机综合程序控制。
电子液压集成控制成为当前主要研究目标电子控制技术与液压控制技术相结合的电子液压集成控制技术近年来获得了巨大发展,特别是传感器计算机和检测仪表的应用,使液压技术和电子控制有机结合,开发和研制出了许多新型电液自动控制系统,提高了挖掘机的自动化程度,推动着挖掘机的迅猛发展。
美国林肯贝尔特公司新系列型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统,可自动调节流量,避免了驱动功率的浪费。
日本住友公司生产的系列五中新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅助的功率控制系统,利用精控模式选择系统,减少燃油发动机功率和液压功率的消耗,并延长了零部件的使用寿命。
国内研究情况及发展动态从国内情况来看,我国挖掘机行业整体发展水平较国外缓慢,在挖掘机液压系统方面的理论还比较薄弱。
国内大部分挖掘机企业在挖掘机液压系统传统技术方面的研究具有定基础,但由于采用传统液压系统的挖掘机产品在性能质量作业效率可靠性等方面均较差,因此采用传统液压系统的挖掘机在国内市场上基本失去了竞争力,取而代之的是采用各种高新技术的国外挖掘机产品。