液壓挖掘機液壓系統(tǒng)設計
53頁 23000字數(shù)+論文說明書+任務書+6張CAD圖紙【詳情如下】
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挖掘機裝配圖.dwg
活塞桿.dwg
液壓挖掘機液壓系統(tǒng)設計論文.doc
液壓挖掘機系統(tǒng)原理圖.dwg
液壓缸裝配圖.dwg
缸底.dwg
缸蓋.dwg
摘要
液壓挖掘機主要用于城市等狹窄地區(qū)，代替人力勞動，在世界工程機械市場，屬于銷量最大的工程機械產(chǎn)品之一?？紤]到小挖的工作空間小、作業(yè)地形復雜、方便操作、可控性要求高，就要求小挖具有良好的復合動作、精簡的液壓系統(tǒng)以及優(yōu)越的精細作業(yè)能力。博世力士樂公司開發(fā)的獨立流量分配系統(tǒng)(LUDV)為單回路系統(tǒng)，具有裝配費用低、占用空間小、系統(tǒng)緊湊等特點，僅用1臺變量泵即滿足了所有作業(yè)功能要求，同時小挖復合動作時各負載相近，LUDV系統(tǒng)引起的能量損失較少。
本文從整機液壓系統(tǒng)的設計入手，詳細地分析了該液壓系統(tǒng)各組成部分的工作原理，并以此為基礎，分析了挖掘機節(jié)能控制系統(tǒng)的控制特性。本機所采用的液壓系統(tǒng)即為博世力士樂的LUDV控制系統(tǒng)。本文對挖掘機的液壓控制系統(tǒng)進行研究，對負流量控制系統(tǒng)、正流量控制系統(tǒng)、LS控制系統(tǒng)與LUDV控制系統(tǒng)進行了詳細的比較，得出在流量供應充足的情況下，LS系統(tǒng)與LUDV系統(tǒng)都具有良好的控制特性以及在流量供應不能滿足需求時LUDV系統(tǒng)特有的優(yōu)點。
此外，作為控制系統(tǒng)的核心部分之一的多路閥液壓系統(tǒng)，對挖掘機的控制特性及節(jié)能起著至關(guān)重要的作用，本文分析了博世力士樂多路閥液壓系統(tǒng)的組成、工作原理及各個部分的作用，確定了多路閥的結(jié)構(gòu)。
通過分析國際知名品牌挖掘機液壓系統(tǒng)的工作原理，并比較其優(yōu)缺點，最后提出了一種挖掘機液壓系統(tǒng)方案。
目錄
第一章 前言 1
1.1課題的來源及意義 1
1.2 挖掘機技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1
1.3 課題內(nèi)容 2
第二章 挖掘機液壓系統(tǒng)分析 3
2.1 挖掘機液壓系統(tǒng)的基本組成及其基本要求 3
2.2 挖掘機液壓系統(tǒng)的基本回路分析 4
2.2.1 限壓回路 4
2.2.2 節(jié)流回路 5
2.2.3 再生回路 6
2.2.4 閉鎖回路 8
2.2.5 回轉(zhuǎn)液壓回路分析 8
2.2.6 行走液壓回路分析 13
第三章 挖掘機控制系統(tǒng)分析 16
3.1 挖掘機功率損失分析 16
3.2 液壓系統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù) 17
3.2.1 負流量控制系統(tǒng) 17
3.2.2 正流量控制系統(tǒng) 19
3.2.3 LUDV負荷傳感系統(tǒng) 20
第四章 液壓挖掘機多路閥 30
4.1 多路閥液壓系統(tǒng)分析 30
4.2 力士樂M7多路閥 32
4.2.1 進油聯(lián) 32
4.2.2 換向聯(lián) 33
4.2.3 回轉(zhuǎn)聯(lián) 34
4.3 力士樂SX14型多路閥 35
4.3.1 進油聯(lián) 36
4.3.2 換向聯(lián) 37
4.3.3 尾聯(lián) 37
4.3.4 多路閥結(jié)構(gòu) 38
第五章 挖掘機液壓系統(tǒng)原理圖及主要元件 39
5.1 挖掘機液壓系統(tǒng)原理圖 39
5.2 主要液壓元件 39
5.2.1 液壓泵 39
5.2.2 主控制閥 40
5.2.3 回轉(zhuǎn)和行走驅(qū)動 40
第六章 總結(jié)與展望 41
6.1 完成的工作 41
6.2 挖掘機技術(shù)的發(fā)展展望 41
致 謝 42
參考文獻 45
第一章 引言
1.1課題的來源及意義
挖掘機是一種重要的土方工程機械，由工作裝置、回轉(zhuǎn)機構(gòu)和行走裝置組成，已廣泛應用于工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水力電力工程、農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代軍事工程等機械化施工中。液壓挖掘機雖然能進行大功率、高靈敏度的各種作業(yè)，但其能量的總利用率僅為２０％左右，因此液壓挖掘機的節(jié)能一直成為人們追求的目標，對勞動生產(chǎn)率和工程質(zhì)量的提高以及體力勞動的減輕有著重大的現(xiàn)實意義。全世界各種施工作業(yè)場所有６５％至７Ｏ％的土方工作量是由挖掘機來完成的。近年來，液壓挖掘機的銷售量增長迅速。液壓挖掘機在西部大開發(fā)建設中具有極為重要的作用，隨著西部各省市建設項目特別是基礎設施工程的不斷開工，液壓挖掘機的需求量將越來越大，這是一個長期的、不斷發(fā)展的市場，須花更多的精力去開拓。
挖掘機的技術(shù)發(fā)展順應全球多樣化施工現(xiàn)場的需求，經(jīng)歷了三十多年的歷史演變過程，經(jīng)過不斷的改進完善，在技術(shù)性能、作業(yè)功能、作業(yè)效率、安全、環(huán)保、節(jié)能和維護保養(yǎng)等方面有了大幅度的提高，形成了比較一致的技術(shù)標準和作業(yè)規(guī)范?，F(xiàn)在，國外幾乎所有的挖掘機制造商都涵蓋了挖掘機的所有型號，具有性能優(yōu)越、多功能化的顯著特點。隨著挖掘機市場的慢慢興起，國內(nèi)生產(chǎn)挖掘機的企業(yè)逐年增多，產(chǎn)量的不斷增加，挖掘機市場的競爭將會愈演愈烈。
1.2 挖掘機技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
挖掘機的發(fā)展史可追溯到19世紀三四十年代。美國實施西部大開發(fā)工程催生了以蒸汽機作為動力，模仿人體大臂、小臂和手腕構(gòu)造，能行走和扭腰的挖掘機。20世紀40年代有了在拖拉機上配裝液壓鏟的懸掛式挖掘機，50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機和履帶式全液壓挖掘機，60年代，當液壓傳動技術(shù)成為成熟的傳動技術(shù)時，液壓挖掘機進入了推廣和蓬勃發(fā)展階段，各國挖掘機制造廠和品種增加很快，產(chǎn)量猛增。1968～1970年間液壓挖掘機產(chǎn)量已占挖掘機總產(chǎn)量的83%，目前已接近100%，所謂挖掘機在現(xiàn)代主要是指液壓挖掘機，液壓傳動技術(shù)為挖掘機的發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐。
液壓傳動是挖掘機的重要組成部分之一，目前常用的傳動方式有機械傳動、電力傳動和流體傳動。所謂液壓傳動是指在密閉的回路中，利用液體的壓力能來進行能量的轉(zhuǎn)換、傳遞和分配的液體傳動。在現(xiàn)代工業(yè)中液壓傳動技術(shù)幾乎應用于所有機械設備的驅(qū)動、傳動和控制，如操縱車輛轉(zhuǎn)向和制動，控制和驅(qū)動飛機、機床、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、采礦機械、食品機械和醫(yī)療機械等。
我國挖掘機生產(chǎn)起步較晚，生產(chǎn)批量小，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，與國際先進水平相比，差距較大，不論在產(chǎn)品品種、性能參數(shù)以及使用可靠性、售后服務等方面，與國外相比均存在著相當大的差距。國產(chǎn)液壓元件的技術(shù)水平、質(zhì)量水平和可靠性，特別是可靠性水平達不到液壓挖掘機配套的要求。從國外采購配件的弊端已讓國內(nèi)小挖生產(chǎn)企業(yè)倍受煎熬，價格高。目前國產(chǎn)的液壓挖掘機液壓元件基本上節(jié)范圍。通過功率控制的精確調(diào)節(jié)，保證了發(fā)動機功率的最佳利用。當所需流量較低時，液壓泵通過對負荷傳感器上的先導壓力和比例電磁閥進行壓差設定來實現(xiàn)平穩(wěn)的操作性能，具有不同敏感性的各種操作模式均可實現(xiàn)，加強了精細控制。
5.2.2 主控制閥
主控制閥采用SX閉芯主控制閥。挖掘機的可控性是通過流量控制來實現(xiàn)，可保持工作特性最佳而與負載無關(guān)。系統(tǒng)具有防飽和功能，不管運動形式如何，操作者可隨時實現(xiàn)必需的流量控制。四通中位閉式滑閥可以在每個運動方向上設定執(zhí)行元件的不同速度。SX主控制閥簡單、緊湊，將流量輸入與輸出的控制、壓力調(diào)節(jié)、壓力補償、流量再生和臂零泄漏自鎖等集于一體，集成了所有必需的功能。
5.2.3 回轉(zhuǎn)和行走驅(qū)動
回轉(zhuǎn)裝置由A10FD定量馬達及2級行星減速機構(gòu)成組成。它的特點是輸出殼體短且?guī)ё枘岬囊缌鏖y(防止由于壓力峰值帶來的液壓馬達、管路和閥的過載，開啟兩級溢流閥防止驅(qū)動和加速工作時超載)、制動釋放閥(開啟多片式駐車制動器的釋放油壓)、防反彈閥(防止減速或停車時的反轉(zhuǎn))都安裝在馬達油口接板上，省去了一些管路連接，簡化了系統(tǒng)。行走裝置采用A10VT的變量馬達與GFr7減速機構(gòu)。它具有以下特點：安裝逆向平衡閥輔助溢流閥、高強度軸承、多片式駐車制動器；結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省了空間；運轉(zhuǎn)啟動效率高、安裝單、換油方便、運轉(zhuǎn)噪音低。
第六章 總結(jié)與展望
6.1 完成的工作
在大量收集相關(guān)資料，深入學習CAD等相關(guān)軟件的基礎上，采用了循序漸進、分步解決的方法來完成系統(tǒng)設計。本文完成的主要工作為：
（1） 分析了挖掘機常見液壓回路、液壓泵控制系統(tǒng)和多路閥液壓系統(tǒng)以及優(yōu)缺點。
（2） 確定了挖掘機液壓系統(tǒng)整體方案。
（3） 繪制了挖掘機液壓系統(tǒng)圖。
6.2 挖掘機技術(shù)的發(fā)展展望
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機技術(shù)正在逐步應用于挖掘機的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電液控制是挖掘機控制系統(tǒng)的方向。
如日本小松公司的康查士管理系統(tǒng)是利用IT技術(shù)為用戶體供優(yōu)質(zhì)服務的管理系統(tǒng)。利用它可以通過互聯(lián)網(wǎng)、手機短信或手機上網(wǎng)即時查詢設備的各種信息，無論何時何地，只要一部可上網(wǎng)的手機就可方便的查詢車輛的作業(yè)情況。
致 謝
經(jīng)過三個多月的學習，畢業(yè)設計得以圓滿結(jié)束。首先我要深深地感謝我的指導老師。老師知識淵博，為人師表，對學生認真負責，無微不至，工作一絲不茍。尤其他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，讓我受到很大感觸。
深深地感謝我整個畢業(yè)設計期間提供的良好的硬件設施的母校。對此再次表示深深的感謝!
最后，對在百忙中耐心審閱本文的所有專家表示衷心的感謝和敬意！
參考文獻
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畢業(yè)設計（論文）任務 書 第 1 頁 畢業(yè)設計（論文）題目： 液壓挖掘機 液壓系統(tǒng) 畢業(yè)設計（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 1． 液壓挖掘機的組成和工作循環(huán) 由柴油機驅(qū)動液壓油源，向工作裝置、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)的液壓執(zhí)行元件提供壓力油。工作裝置由動臂 1、斗桿 2 和鏟斗 3 組成，分別由液壓缸驅(qū)動 。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)由液壓馬達驅(qū)動，各執(zhí)行機構(gòu)的動作集中由多路換向閥操縱。它的工作循環(huán)是以鏟斗切削土石料、裝滿后提升，回轉(zhuǎn)至卸料位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置，開始下一次作業(yè)。 2． 挖掘機 系統(tǒng)參數(shù)： 工作循環(huán)時間： 12~26s， 鏟斗容 量： 油源功率： 工作壓力： 14大流量： 25 L/ 第 2 頁 第 3 頁 畢業(yè)設計（論文）主要內(nèi)容： 1． 設計液壓傳動系統(tǒng) 2． 設計液壓站 3． 設計油箱部件和液壓缸 4． 設計集成塊等零件 學生應交出的設計文件（論文）： 1． 液壓系統(tǒng)原理圖 1 張。 2． 液壓泵站總裝圖 1 張。 3． 油箱部件圖 1 張。 4． 液壓缸的全部零件圖和集成塊圖 1 張。 5． 設計用圖紙 1 套 6． 設計計算說明書 1 份 第 4 頁 主要參考文獻（資料）： 《液壓元件》 何存 興 編 華中工學院 《機械設計手冊》（上、下冊） 化學工業(yè)出版社 《采煤機液壓傳動測試》 煤炭工業(yè)出版社 《液壓氣動技術(shù)手冊》 路甬祥等 機械工業(yè)出版社 《液壓工程手冊》 雷天覺 機械工業(yè)出版社 專業(yè)班級 學生 要求設計（論文）工作起止日期 指 導 教 師 簽 字 日期 教研室主任審查簽 字 日期 系主任批準簽 字 日期