供了强有力的技术支撑。 液压传动是挖掘机的重要组成部分之，目前常用的传动方式有机械传动电力传动 和流体传动。流体传动包括液体传动和气体传动，液体传动又分为液压传动和液力传动。 所谓液压传动是指在密闭的回路中，利用液体的压力能来进行能量的转换传递和分配的福州大学至诚学院本科生毕业设计论文 液体传动。在现代工业中液压传动技术几乎应用于所有机械设备的驱动传动和控制，如 操纵车辆转向和制动，控制和驱动飞机机床工程机械农业机械采矿机械食品机 械和医疗机械等 年法国帕斯卡提出的封闭静止流体中压力传递的帕斯卡原理成为液压传动的理 论基础，此后液压传动理论不断得以丰富和完善，如年牛顿揭示了粘性流体的内磨 擦定律，世纪建立了流体力学的两个重要方程连续性方程和伯努利方程。丰富的理 论和实践的需要促进了液体应用技术和成果的不断涌现。年英国人约瑟夫步拉默发 明了世界上第台水压机随后出现在英国的工业革命促进了液压技术的迅速发展到 年液压传动技术已经被用来驱动各种液压设备，如液压机起重机绞车挤压机 剪切机和铆接机等年，世界上出现了第台轴向柱塞泵年及年海 勒肖及汉斯托马斯研制出用油作工作介质的径向柱塞泵第套由泵﹑控制阀和 执行元件组成的集成液压系统在美国诞生年哈里威克斯又发明了先导式液流阀。 第二次世界大战之后，美国麻省理工学院的布莱克本李诗颖等人对液压伺服控制问题作 了深入的研究，于年制造了喷嘴挡板型电液伺服阀世纪六十年代末，电液比 例阀应运而生年代后期，德美等国相继研制成负载敏感泵及大功率电磁阀近年来， 为适应机电体化控制柔性化和计算机集中控制的要求，液压系统的研究已由手动控制 转向数字控制和信号控制。目前液压技术的研究和发展动向主要体现在以下几个方面 提高效率，降低能耗。提高技术性能和控制性能。发展集成复合小型化轻 量化元件。开展液压系统自动 世纪年代，挖掘机进入成熟期，各国挖掘机制造商纷纷采用液压技术并与其 它技术相结合，使产品的适应性得到较快发展，产品寿命和质量不断提高操纵更加舒适， 产品更加节能。例如美国卡特彼勒公司年以后推出的系列液压挖掘机，采用 种命名为的系统，通过载荷传感液压装置，控制发动机的输出功率，实现与 液压泵的严格匹配。控制面板在机型上安装两种功率模式和四种工况状态，允许 用户自行决定功率工况模式。再如韩国现代公司生产的型液压挖掘机，有四 种功率模式，通过集成化的电子控制系统自动确定最佳的发动机转速和液压泵的输出参 数，使得发动机液压泵的速度及液压系统压力与实际工况相适应，从而获得最高的生产 率和最佳的燃油消耗。此种技术在日本小松日立建机神钢韩国大宇重工德国的利 渤海尔英国的等公司均得到普遍应用，代表了当代液压挖掘机的最高水平。 挖掘机发展趋势 随着液压挖掘机的生产向大型化微型化多功能化专用化和自动化方向发展，挖 掘机对液压技术的要求不断提高并呈现如下特点 迅速发展全液压挖掘机并进步改进液压系统。中小型液压挖掘机的液压系 统有向变量系统转变的明显趋势。因为变量系统在油泵工作过程中，压力减小时用增大流 量来补偿，使液压泵功率保持恒定，亦即装有变量泵的液压挖掘机可经常性地充分利用油 泵的最大功率当外阻力增大时则减少流量降低速度，使挖掘力成倍增加采用三回 路液压系统，产生三个互不成影响的工作运动，实现与回转机构的功率匹配，将第三 泵在其他工作运动上接通，成为开式回路第二个的快速运动。液压技术在挖掘机上的 普遍使用，为电子技术自动控制技术在挖掘机上的应用与推广创造了条件，液压电子 和自动化技术日益结合，共同促进挖掘机的控制性能不断提高。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。世纪年代，为了节省能源消耗和 减少对环境的污染，使挖掘机的操作更加轻便和安全作业，降低挖掘机噪音，改善驾驶员 工作条件，电子和自动控制技术逐步应用在挖掘机上。随着对挖掘机的工作效率节能环 保操作轻便安全舒适可靠耐用等方面性能要求的提高，机电体化技术在挖掘机上 得以广泛应用，并使其各种性能有了质的飞跃。世纪年代，以微电子技术为核心福州大学至诚学院本科生毕业设计论文 的高新技术，特别是微机微处理器传感器和检测仪表在挖掘机上的应用，推动了电子 控制技术在挖掘机上应用和推广，并已成为挖掘机现代化的重要标志，亦即目前先进的挖 掘机上设有发动机自动怠速及油门控制系统功率优化系统工作模式控制系统监控系 统等电控系统。所有这切，都是挖掘机的全液压化奠定的基础并为挖掘机的全面发展创 造了美好的前景。 重视采用新技术新工艺新结构，加快标准化系列化通用化发展速度。 例如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，还安装了计算机辅助功率系统，提高 了挖掘机的作业功率，更好地发挥液压系统的功能日本住友公司生产的系列五种新 型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅助功率控制系统，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德国奥加凯 公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率日本神钢 公司在新型的型液压挖掘机上采用智能型控制系统，即使无经验的 驾驶员也能进行复杂的作业操作德国利勃海尔公司开发了电子控制作业的操纵 装置，可根据作业要求调节挖掘机的作业性能，取得了高效率低油耗的效果美国卡特 匹勒公司在新型系统挖掘机上采用最新的型柴油机以及扭矩载荷传感压力系统 功率方式选择器等，进步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。韩国大宇公司在型 挖掘机上采用了即电子功率优化系统，根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所 吸收的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，即发动机始终以全功率运转，这样 既充分利用了发动机的功率提高挖掘机的作业效率，又防止了发动机因过载而熄火。 挖掘机液压系统概述 挖掘机液压系统的基本组成及其基本要求 按照挖掘机工作装置和各个机构的传动要求，把各种液压元件用管路有机地连接起来 就组成个挖掘机液压系统。它是以油液为工作介质利用液压泵将发元件将液压能转变 为机械能，进而实现挖掘机的各种动作。按照不同的功能可将挖掘机液压系统分为三个基 本部分工作装置系统，回转系统行走系统。挖掘机的工作装置主要由动臂斗杆铲 斗及相应的液压缸组成，它包括动臂斗杆铲斗三个液压回路。回转装置的功能是将工 作装置和上部转台向左或向右回转，以便进行挖掘和卸料，完成该动作的液压元件是回转 马达。回转系统工作时必须满足如下条件回转迅速起动和制动无冲击振动和摇摆， 与其它机构同时动作时，能合理地分配去各机构的流量。行走装置的作用是支撑挖掘机的 整机质量并完成行走任务，多采用履带式和轮胎式机构，所用的液压元件主要是行走马达。 行走系统的设计要考虑直线行驶问题，即在挖掘机行走过程中，如果工作装置动作， 不至于造成挖掘机发生行走偏转现象。 挖掘机的动作复杂，主要机构经常启动制动换向，负载变化大，冲击和振动频繁， 而且野外作业，温度和地理位置变化大，因此挖掘机的液压系统应满足如下要求 要保证挖掘机动臂斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以相互配合实现复合 动作。 工作装置的动作和转台的回转既能单独进行，又能复合动作，以提高挖掘机的 生产率。 履带式挖掘机的左右履带分别驱动，使挖掘机行走方便转向灵活，并且可 就地转向，以提高挖掘机的灵活性。 保证挖掘机的切动作可逆，且无级变速。 保证挖掘机工作安全可靠，且各执行元件液压缸液压马达等有良好的过 载保护回转机构和行走装置有可靠的制动和限速防止动臂因自重而快速下降和整机超 速溜坡。 为此，液压系统应做到 有高的传动效率，以充分发挥发动机的动力性和燃料使用经济性。 液压系统和液压元件在变化大的负载急剧的振动作用下，具有足够的可靠性。 设置轻便耐振的冷却器，减少系统总发热量，使主机持续工作时的液压油温不 超过，或温升不超过。 由于挖掘机作业现场尘土多，液压油容易被污染，因此液压系统的密封性能要 好，液压元件对油液污染的敏感性要低，整个液压系统要设置滤油器和防尘装置。 采用液压或电液伺服操纵装置，以便挖掘机设置自动控制系统，进而提高挖掘 福州大学至诚学院 本科生毕业设计论文 题目小型液压挖掘机液压系统的设计 姓名曾元彪 学号 系别机械工程 专业机械设计制作及其自动化 年级级 指导教师黄孙灼 年月日 独创性声明 本毕业设计论文是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究 成果的部分已在标注中说明其他同志对本设计论文的启发和贡献均已 在谢辞中体现其它内容及成果为本人完成。特此声明。 论文作者签名日期 关于论文使用授权的说明 本人完全了解福州大学至诚学院有关保留使用学位论文的规定，即 学院有权保留送交论文的印刷本复印件和电子版本，允许论文被查阅和借 阅学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印缩印数字化或 其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名指导教师签名日期 小型液压挖掘机液压系统的设计 摘要 近年来，有关挖掘机液压系统方面的文献并不少见，但文献的内容大多针对专题 进行研究，系统地论述现代液压挖掘机液压系统的论文却较少，因此研究和设计液压挖掘 机液压系统具有重要的现实意义和理论意义。 本论文主要概述挖掘机液压技术的发展史及其目前在国内的外发展情况，简述了液压 挖掘机发展趋势，本文对液压挖掘机的常用液压回路进行了简单阐述和分析，对课题要求 设