小型挖掘机液压系统分析
浅谈挖掘机液压系统
浅谈挖掘机液压系统挖掘机液压系统挖掘机，又称挖掘机械，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车或卸至堆料场的土方机械。
挖掘机的液压系统形式和种类很多，我们可以从不同的角度进行分类，那么都可以分为哪几类呢？挖掘机液压系统分类l 按油液的循环形式可分为开式系统和闭式系统；l 从多路阀的形式可分开中心系统和闭中心系统；l 从泵的形式来看有定量泵系统和变量泵系统。
系统类型存在的不同优劣油液的循环形式开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种控制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱。
●优点：1) 液压系统结构较为简单；2) 可以发挥油箱的散热、沉淀杂质作用。
●缺点：1) 油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致机构运动不平稳；2) 吸油管路管径大而短；3) 转速受吸油压力限制；4) 方向阀通径的大小由系统流量决定；5) 过滤器/冷却器的尺寸大小由系统流量决定(对于较大功率的系统采用单独旁路节流过滤/冷却的形式)；6) 系统油箱大；7) 泵的安装位置需要考虑其对吸油压力的影响；8) 负载的平衡靠回油路上的背压或平衡阀来实现。
闭式系统是指液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。
●优点：1) 结构紧凑，油箱小；2) 油液与空气接触机会少，空气不易渗入系统，传动较平稳；3) 可采用高转速泵，故可相对减小泵体积；4) 没有控制阀，由泵确定流量和流向；5) 没有制动阀；6) 工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。
●缺点：1) 较开式系统复杂，因无油箱，油液的散热和过滤条件较差；2) 为补偿系统中的泄漏，通常需要一个小流量的补油泵和油箱；3) 只能同时实现与安装油泵数量一样多的动作；4) 空行程速度只能通过使用较大排量的油泵或变量马达来提高。
多路阀的形式开中心系统是指当换向阀阀杆在中位时，液压泵排出的液压油通过换向阀的中位油道直接流回油箱。
小型挖掘机液压回路分析-毕业论文
xxx信息学院毕业设计说明书（论文）设计（论文）题目:小型挖掘机液压回路分析第一章概论 (1)1.1前言 (1)1.2小型液压挖掘机简介 (3)1.3挖掘机国内外发展趋势及研究现状 (4)1.3.1国外发展情况 (4)1.3.2国内发展情况 (5)1.4本文拟达到的要求 (5)第二章挖掘机液压基本回路分析 (6)2.1限压回路 (6)2.2卸荷回路 (7)2.3缓冲回路 (8)2.4节流调速回路 (9)2.5节流限速回路 (10)2.6行走限速回路 (11)第三章挖掘机液压系统的设计 (12)3.1挖掘机的功用和对液压系统的要求 (12)3.2挖掘机液压系统分析 (13)3.2.1挖掘机的液压系统原理图 (13)3.2.2液压系统工作原理简述 (15)3.2.3液压系统特殊部件作用 (17)第四章液压元件的计算与选择 (18)4.1 液压元件的计算 (18)4.1.1液压缸内径 (18)4.1.2缸筒壁厚 (19)4.1.3缸筒壁厚验算 (19)4.1.4活塞杆计算 (19)4.1.5活塞杆强度计算 (20)4.1.6确定液压系统的工作压力 (20)4.1.7确定液压缸的主要参数和工作压力 (20)4.1.8确定液压马达的排量和工作压力 (21)4.1.9计算液压缸与液压马达的流量 (21)4.2液压元件的选用 (21)4.2.1液压阀的选用 (21)4.2.2辅助元件的选用 (22)4.2.3液压缸的选择 (23)4.2.4液压泵的选择 (23)4.2.5液压马达的选择 (23)4.2.6发动机的选择 (23)总结 (25)展望 (26)致谢 (27)参考文献28本次毕业设计课题是小型液压挖掘机的液压系统和工作装置。
设计思路是根据液压挖掘机各部分的动作要求，参照同类型其他液压挖掘机来设计。
工作装置结构图和液压系统图采用CAD绘制。
小型液压挖掘机主要由结构件、覆盖件、工作装置、行走装置、回转装置、液压系统、动力系统、电器系统等部分构成，最关键核心的是液压系统和动力系统。
挖掘机液压系统分析ppt课件
1
▍液压符号
一、油路的种类
（1）粗实线：表示主油路，为使驱动装置运转提供的 工作油路，由于流量相对较大，所以用实线表示。
（2）虚线：控制管路和控制油道、先导油路。 （3）双点划线：部件组成，它一般是封闭的。
二、油路的连接状态
（1）圆点与交叉：表示相互连接的油路； （2）交叉与小圆弧：表示相互错开的油路； （3）末尾打叉：表示油路被堵死。
5
▍先导——行走双速功能
问题1：行走电磁阀和泵比例电
磁阀控制方式相同吗？
图1：双速阀芯切换前
图2：双速阀芯切换后
按下速度切换 开关
控制器接收信号
DC3电磁阀线圈 得电
电磁阀换位
先导油引入二速 阀芯控制油口
阀芯换位，斜盘角 度变小，速度增大
6
▍先导——自动怠速功能
先导泵输出油液从P1口 进入主控阀PG口，分别 通过行走和工作装置阀 芯，回路为自动怠速油 路，压力开关通断信号 传到控制器，控制发动 机转速。
二、行走和其他动作一起进行时跑偏 确认及维修;1、调换d1和d2节流阀看故障是否消 除，消除则是节流阀堵塞，则清洗节流阀。 2、直线行走阀芯卡滞，则清洗阀芯。
15
▍动臂提升
XAb1
此处双泵合流
P2
XAb2
P1
16
▍动臂提升
Psp
XAb1 XAb2
回转优先功能：
1、当回转与斗杆、备用同时动 作时，Psp油口先导油作用在回 转优先阀左端，推动阀芯向右移
行走阀芯剖视图 12
▍先导——直线行走功能（直线行走模式）
行走阀芯剖视图
1、直线行走阀处于直线
PTa
行走模式时，阀芯切断pg
工程机械液压系统分析—挖掘机液压系统检修
• 8为制动阀（制动缸）
• 10和11为回转制动解除阀
第46页
2 回转液压马达控制油路
2.3 液压阀
第47页
2 回转液压马达控制油路
2.3 液压阀
① 防反转阀
旋转防反转
没有防摆动阀
• 回转制动靠液压制动，负载力矩
（与过载溢流阀有关）大于制动
力矩，由于惯性作用，两个溢流
2→油缸
• 进油流量受到二速逻辑阀内节流孔限制
• 保证铲斗或动臂工作正常
第31页
主要特点
1、斗杆提升或下降，双泵合流
2、空载或轻载，动臂下降时，油液再生
3、斗杆与铲斗或动臂同时动作时，斗杆限速
第32页
挖掘机负流量控制油路分析
第33页
Content
目
录
1
工作原理
2
工作特点
3
二级控制
第34页
1. 工作原理
控制阀处于中位，或工作过程中油
缸腔内压力瞬间增大
过载溢流阀
• 高压腔泄压，防止过载
单向阀
• 低压腔补油，防止负压
第5页
1 回路组成
铲斗负载单向阀
铲斗油缸进油通道
防止超高压液压油逆流
第6页
2 工作原理
铲斗外翻（小腔进油），P2泵供油
• 先导进油：先导泵→铲斗先导阀右位
→XAk→铲斗滑阀左端
回转限速（动臂优先）
• 选择“重载优先”模式，
动臂优先电磁阀得电
• 先导油→电磁阀Pns→
控制回转逻辑阀
2 工作原理
回转优
先阀
回转控
制阀
回转逻
辑阀
小型挖掘机液压系统分析解读
2
(1 Schoo l ofM echan ica lEngineeri n g , Sou t h w est Jiao tong Un iversity , Chengdu S ichuan 610031, Ch i n a ;
2 Y i b i n S ichuan Push H eavy M achinery C o , LTD , Y i b i n S ichuan 644007, Ch i n a
1小型挖掘机液压系统分析
目前小型挖掘机的液压系统主要包括:节流控制系统(包括正流量控制、负流量控制、负载敏感控制系统(LS和与负载无关的流量分配系统(L UDV。
1 1节流控制系统
节流系统,采用定量泵或恒功率泵配合三位六通旁路节流多路控制阀,结构简单、耐用,对于油液的污染不特别敏感,成本较低且技术成熟,因此目前国内仍有大量小型挖掘机采用节流控制系统。
的速度,甚至迫使高负载执行元件停止。如图3中,
在非饱和区域高负载(25M Pa
速度迅速降低。
图2节流控制系统
的控制特性
图3节流系统多负
载间的影响
根据上述分析可知节流控制系统具有以下特点:(1控制与负载的变化有关;
(2高压、小流量时
控制范围较窄; (3负载之间相互影响; (4两个以上负载同时运动时,具有较高负载的执行元件可能会停止不动。
1 2负载敏感控制系统(LS
20世纪80年代根据对节能的进一步要求,负载敏感控制系统(LS被提出来,其原理如图4所示,其功率损失如图5
所示。
图4 LS控制系
统原理图
图5 LS控制系统
的功率损失
比较图1、5可知, LS控制系统(闭芯实现了按系统所需提供流量,因此虽然增加了低负载的节流损失,但减少了大量的溢流损失和节流损失,故LS控制系统的效率比节流控制系统高。
挖掘机力士乐液压系统分析解读
挖掘机力士乐液压系统分析解读液压系统概述液压系统是挖掘机中非常重要的一个系统，它主要是利用流体（液体或气体）在传递压力时的性质来实现各种机械运动。
在挖掘机中，液压系统应用广泛，比如液压缸、液压马达、液压泵等等。
其中力士乐是液压系统领域的知名品牌，其液压系统在挖掘机中也常被使用。
液压系统由几个主要组件组成，例如：液压油箱、液压泵、压力控制阀、扭转控制阀、比例控制阀、液压缸、液压马达、油管、滤清器等。
液压系统配备了必要的仪器和仪表（如压力表、热表、流量表、温度计等）来监测系统的运行情况，以保证液压系统在正常情况下运行。
力士乐液压系统力士乐作为液压系统领域的专家，其液压系统在挖掘机中得到广泛应用。
力士乐液压系统由多个组件构成，其中主要包括：液压泵力士乐液压泵是一种可变转速、轴向柱塞机构的过量式泵。
它通过控制分配体的位置和角度来实现输出流量的连续调整，满足挖掘机在不同功率工况下的操作需要。
液压缸液压缸是力士乐液压系统中的重要组成部分，用于实现各种动作，例如：翻转、伸缩、升起、旋转等。
液压缸受到液压系统的压力控制，并且通过各种控制阀的控制来改变各种动作的速度和力度。
液压马达液压马达也是力士乐液压系统中的重要组件，它主要用于将油液转换成转速或扭矩用于实现各种动作。
控制阀液压系统中的控制阀作为控制油液流动的关键元件，可以实现对压力、流量和方向等参数的控制。
常见的控制阀有比例控制阀、分配阀、压力阀、单向阀等。
液压油箱液压油箱是力士乐液压系统中存储液压油的地方。
它可以作为油液的储备，也可以用来散热，从而保证液压系统的稳定运行。
力士乐液压系统的运行原理力士乐液压系统的运行是基于流体力学原理的。
当液压泵工作时，会在液压系统中形成一定的压力，将油液送入各个液压元件中，通过各种控制阀的开启和关闭来实现液压缸、液压马达的运作。
液压泵通过液压油箱中的油液提供能量，而液压缸和液压马达则将这些能量转化成机械动力。
液压缸的作用是将液压能转化为各种机械运动，例如：升起和下降、旋转等。
挖掘机液压系统的常见故障诊断以及维修措施分析
挖掘机液压系统的常见故障诊断以及维修措施分析挖掘机液压系统是挖掘机正常运行的重要部分，但在长时间使用过程中，液压系统可能出现各种故障。
以下是挖掘机液压系统常见故障的诊断和维修措施的分析。
1. 油液污染：油液污染是挖掘机液压系统最常见的故障之一。
常见的污染有固体颗粒、水分和空气。
油液污染会造成液压泵、阀门等液压元件的磨损和堵塞，导致系统性能下降。
诊断：通过油液的外观、气味和黏度来判断油液是否污染，还可以进行油液分析来测定固体颗粒和水分的含量。
维修措施：定期更换油液，保持油液的清洁和干燥。
安装过滤器可以过滤固体颗粒。
使用吸湿剂或空气除湿器可以去除油液中的水分。
2. 泄漏：挖掘机液压系统的另一个常见故障是泄漏。
泄漏可能发生在液压元件、管路连接处或密封件处。
泄漏会导致液压系统的工作压力降低，影响系统的工作性能。
诊断：通过观察和检查液压系统的外观，查找泄漏的迹象。
液压油的消耗过大也可能是泄漏的表现。
维修措施：检查并紧固液压元件和管路连接处的螺栓。
更换磨损或损坏的密封件。
使用密封胶进行补漏。
3. 液压系统过热：液压系统过热会引起油液的氧化和降解，损坏液压元件的润滑性能，同时也可能引起焚烧或爆炸。
诊断：通过测量液压系统的油液温度来判断液压系统是否过热。
维修措施：增加冷却器的散热面积和风扇的转速。
清洗冷却器以去除灰尘和污垢。
确保供油系统的油液流量和压力正常。
4. 液压泵故障：液压泵故障会导致液压系统的工作压力下降，影响挖掘机的工作速度和力量。
诊断：通过测量液压系统的工作压力来判断液压泵是否故障。
同时还可以通过挖掘机的工作性能来判断液压泵是否正常工作。
维修措施：检查液压泵的吸油过滤器是否堵塞，及时清洗或更换。
检查液压泵的进口阀和出口阀是否正常工作，及时修理或更换。
挖掘机液压系统介绍
挖掘机液压系统介绍概述挖掘机是一种常见的工程机械设备，主要用于土地平整、挖掘和运输等作业。
挖掘机的液压系统是其重要的工作部分，为其提供了动力和控制功能。
本文将介绍挖掘机液压系统的基本构成和工作原理。
液压系统构成挖掘机的液压系统主要由液压泵、液压马达、液压缸、液压阀等组成。
液压泵液压泵是挖掘机液压系统的动力源，负责将液压油从油箱抽吸并通过管路输送到液压执行元件。
液压泵分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵等多种类型，根据挖掘机的工作需求选择合适的液压泵。
液压马达和液压缸液压马达和液压缸是挖掘机液压系统的执行元件，液压马达通过液压油的压力驱动旋转以提供动力，液压缸则通过液压油的压力来推动挖掘机的臂、斗杆、铲斗等部件实现各种操作。
液压阀液压阀是挖掘机液压系统中的控制元件，根据操作需求控制液压油的流动方向、压力和流量。
常见的液压阀有单向阀、换向阀、溢流阀等多种类型。
液压系统工作原理挖掘机液压系统的工作原理主要包括液压动力传递和控制两个方面。
动力传递在挖掘机液压系统中，液压泵通过驱动电机带动转子旋转，通过吸入和压出动作将液压油从油箱吸入并排出到液压系统的工作回路中。
液压泵的排油口通过油管连接至液压元件，将液压油的液压能力传递给液压元件，从而实现液压系统的动力传递。
挖掘机液压系统的控制由液压阀完成。
液压阀控制液压油的流动方向、压力和流量，根据操作人员的指令来实现液压系统的各项功能。
液压阀通过电磁控制、机械控制或手动控制等方式来实现对液压系统的控制。
液压系统的优势挖掘机液压系统具有以下优势：1.动力输出平稳：液压系统通过液压油的压力传递动力，可以平稳地输出动力，避免机械传动中的冲击和震动。
2.调速性能好：液压系统可通过调节液压泵的转速和液压阀的开启度来控制系统的速度，实现精确的速度调节。
3.提供大扭矩和力矩：液压系统通过增加液压油的压力来提供大扭矩和力矩，适用于大功率的工作需求。
4.系统结构简单：挖掘机液压系统的结构相对简单，易于维修和保养。
对于小型液压挖掘机机械结构及液压系统设计分析
对于小型液压挖掘机机械结构及液压系统设计分析摘要：在人们的日常生产生活中，挖掘机的使用越来越常见。
随着时间的推移，大型挖掘机在小范围场地工作时阻塞交通，噪音污染、能源浪费等问题随之产生。
因此小型液压挖掘机的开发与使用越来越受到人们的关注。
液压系统作为小型液压挖掘机最重要的组成部分，对其进行探究和分析具有十分重要的理论意义和现实意义。
关键词：小型挖掘机；机械结构；液压系统；设计1液压挖掘机小型液压挖掘机具有质量小、功能多、效率高、价格低、结构简单、保养维修方便等诸多优势，在城镇的管道开挖与铺设、修复路面、小型的基础建设、公共事业与房屋维修、栽培园林、清淤河道等情景下具有不可替代的作用。
在大型挖掘机无法施工的环境中，体型紧凑、行动便捷的小型挖掘机首当其冲，并在越来越多的领域发光发热。
小型挖掘机具有独特的液压动力系统，使得其可以安装更多辅助作业工具。
小型挖掘机相较于其他挖掘机具有尾部旋转半径为零的特点，在作业空间狭小的情况下，不必过多考虑是否阻碍挖掘机转动，这就使得驾驶员可以专注于前方铲斗的操作，大大降低了周围施工现场损坏建筑物以及自身的可能性。
小型挖掘机能够在很大的范围内摆动，得益于自身动臂与机身铰接的设计，这样的设计让小型挖掘机在周围有障碍物的情况下有了更多的操作空间，同时也减少了经常移动机身的麻烦，在墙壁或者围墙旁边进行挖掘工作也没有丝毫问题。
在运输方面，小型挖掘机更小的体型大大方便了它的运输，小型的运输工具就可以满足各个施工现场转移的需求，大大降低了机器的运输成本。
2小型挖掘机液压系统的基本动作2.1挖掘铲斗液压缸和斗杆液压缸均可推动液压杆执行挖掘动作，有时二者需同时工作进行挖掘。
当二者同时工作时，铲斗与斗杆有复合运动，必要时辅以动臂动作。
面对挖掘过程中“挖不动”情况时，液压系统短时增加压力，提高主要压力阀压力，继而将障碍物挖除。
2.2挖斗举臂回转第一个动作结束时，动臂液压缸推动动臂升起，挖斗提升，与此同时回转系统工作，旋转工作台转向卸料位置。
小型液压挖掘机液压系统的设计
小型液压挖掘机液压系统的设计小型液压挖掘机作为一种多功能机械设备，其液压系统设计的好坏直接关系到其起重能力、操作稳定性、寿命等方面的优劣。
因此，设计一款可靠的小型液压挖掘机液压系统是十分关键的。
液压系统概述液压系统是指由液压泵、液压缸、液压阀等组成的一套液压设备，通过液体传递压力和能量来实现机械运动的一种动力传动系统。
在小型液压挖掘机中，液压系统是其动力来源，传送液压信号以控制其各项运动。
液压系统设计要求小型液压挖掘机的液压系统设计要求如下：•操作维护简单方便；•机械运行稳定可靠；•操作响应灵敏，控制精度高；•具有良好的抗污染性能；•可提供足够的动力使机械可以适应不同的工作环境和使用要求。
液压系统设计方案液压泵液压泵是液压系统中最重要的部件之一，其作用是将机械能转化为液压能，并将液体压力传递到液压缸以推动挖掘机进行各项活动。
在小型液压挖掘机液压系统设计中，我们选择了柴油机驱动的可变量齿轮泵作为其液压泵。
这种泵具有压力高、流量大、噪音低且可靠性高的特点。
液压阀液压阀是控制液压系统中液体的流量、压力和流向的重要设备，它的质量直接影响到小型液压挖掘机的运行效率和操作稳定性。
我们选择多路节流阀、安全阀、液压控制单向阀和手动控制阀等多种液压阀件作为小型液压挖掘机液压系统中的关键部件。
液压缸液压缸是将液压系统中液体动力转化为机械动力的核心部件，是小型液压挖掘机的重要承载部件。
在小型液压挖掘机液压系统设计中，我们选择了精密加工、铸铁质量优良的单作用液压缸来满足挖掘机的动力需求。
液压油箱液压油箱是小型液压挖掘机液压系统中的重要部分，也是液压系统的储存和散热设备。
我们选择具有优异散热和稳定性能的卧式液压油箱，以满足小型液压挖掘机在高温和高负荷环境下的稳定性能。
小型液压挖掘机液压系统设计是机器性能和使用寿命的关键配置之一。
通过科学合理的设计，在满足操作稳定、运行可靠、抗污染、精度高等要求的同时，让小型液压挖掘机具有了更好的适应性和灵活性。
挖掘机液压系统分析
动臂缸油路： 动臂提升时，两联同时换向、上位工作，实现双泵合流 动臂下落时，单独回油，平衡回路
平衡阀
合流导阀
铲斗缸油路： 通过合流导阀，实现大腔合流
四、负载敏感液压系统
具体系统：FR65型液压挖掘机液压系统 。 • 单个负载敏感泵：A10VO轴向柱塞泵（恒定驱动力矩） • 负载敏感多路阀（LUDV）
斗杆油缸
boom
arm
铲斗油缸
大臂油缸
bucket
动作特点： 复合动作：铲斗缸与斗杆杠同时动作；动臂缸与回转马达同时动作 优先动作：回转优先、铲斗优先 双泵合流（实现快速运动）：斗杆、动臂缸上行、铲斗缸外伸
两泵分别向各自的多 路阀供油
单向节流阀调节动 臂等下落速度，防 止超速下落
行走马达可 双速调节
要求铲斗缸与斗杆杠同时动作；动臂缸与回转马达同时动作； 一个泵供铲斗缸、动臂缸和左行走马达；另一个泵供斗杆杠、回转马达和 右行走马达。 双泵合流：动臂或斗杆单独动作
（二）变量和功率调节方式
液压挖掘机常采用恒功率变量泵、负载敏感变量泵等。
（三）回路组合和合流方式
1. 串联油路 多路阀内第一联阀的回油为第二联阀的进油，依次直到最后一联。 可以实现多个执行机构的复合动作；系统压力高。
全液压挖掘机液压系统分析
冀宏 兰州理工大学
2013年8月
主要内容
• 液压系统特点 • 双泵双回路定量泵系统 • 双泵双回路全功率调节变量泵系统 • 负载敏感系统 • 负流量系统 • 正流量系统 • 节流控制系统
一 、液压系统特点
（一）液压系统的类型 • 多采用开式系统。
有些回转机构专用一个液压泵单独供油与回转液压马达组成闭式回路。 • 挖掘机液压系统常按液压泵和回路的数量、变量和功率调节方式来分类。 • 双泵双回路：
挖掘机工作装置液压系统分析
2.2 液压挖掘机的基本动作及工况分析
液压挖掘机的作业过程包括以下几个动作：
1.动臂 升降
其它辅 助动作
2.斗杆 收放
液压挖掘机作业过程
5.整机 行走 4.转台 回转
3.铲斗 装卸
除了辅助动作(例如整机转向等) 不需全功率驱动以外，其它都是液 压挖掘机的主要动作，要考虑全功 率驱动。
◆液压挖掘机的基本动作及工况分析
作业 效率 较国 外偏 低
国内挖掘机的趋势必然是以技术研发为主，放弃传统液压系统 挖掘机，迅速提高其市场竞争力。
1.2 本论文的研究内容
挖掘机液压系统方面的技术多种多样，本文主要以国外几 种知名品牌的挖掘机液压系统为主要研究对象，对其现有的关
键技术和控制方式进行比较和研究，采用数字仿真系统建模仿
真，为挖掘机的液压系统的控制理论研究提供一定的参考信息 挖掘机液压系统技术发展动态的分析研究 挖掘机液压系统分析
挖掘过程中主要以铲斗液压缸或斗杆液压缸分别单独进行 挖掘，或者两者复合动作，必要时配以动臂液压缸的动作。 （1）在平整土地或切削斜坡 时需要同时操纵动臂和斗杆， 以使斗尖能沿直线运动。
(a)或切削斜坡（b）时斗尖沿直线切削 平整土地
（a)或压整路面 铲斗保持一定角度切削
（2） 如果需要铲斗保持一定 切削角度并按照一定的轨逊进 行切削时，或者需要用铲斗斗 底压整地面时，就需要铲斗、 斗杆、动臂三者同时作用完成 复合动作
◆挖掘机液压系统的研究现状及发展趋势 ——国外
采用的高科技主要表现在以下五个方面：
液压系统逐渐从开式系统向闭式系统转变； 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；
挖掘机液压系统的工作原理
挖掘机液压系统的工作原理
挖掘机的液压系统工作原理是通过液体在系统中的流动来传递力量和驱动机械的运动。
液压系统由液压泵、液压缸、液压阀和液压油箱等组成。
工作时，液压泵将液体从油箱吸入，并将其压力提高后送入液压系统。
液体通过管道进入液压阀，阀门控制液体流向和压力。
当需要使液压缸工作时，液压阀打开液体流向液压缸，使之推动负荷进行相应的运动。
液压缸内的柱塞在受到液体压力的作用下产生推力，从而实现挖掘机的各种工作功能。
当液压阀关闭时，液体无法流回油箱，此时液压缸内的液压油被封闭在液压缸中，从而保持负荷的位置。
如果需要控制负荷下降，液压阀会打开使液体流回油箱，液压油压力下降，负荷也随之下降。
液压系统的工作原理是基于波动力学和流体静力学原理的应用，其具有高传递效率、稳定性强、工作灵活可靠等优点，使得挖掘机能够进行各种复杂工作。
浅论挖掘机液压系统故障分析及解决措施
xx年xx月xx日
contents
目录
• 挖掘机液压系统简介 • 挖掘机液压系统常见故障分析 • 挖掘机液压系统故障解决措施 • 挖掘机液压系统故障排除方法 • 挖掘机液压系统维护保养建议
01
挖掘机液压系统简介
挖掘机液压系统的组成
液压泵
作为液压系统的动力元件，负责将 机械能转化为液压能。
液压油污染
液压油污染会导致液压系统部件磨损或堵塞，影响液压系 统的正常运行，严重时甚至会导致液压系统崩溃。
原因分析：液压油污染可能是由于液压油箱内壁不干净、 液压油使用时间过长、液压系统部件磨损或损坏等原因造 成的。此外，液压油受到外界污染也会导致液压油污染。
空气侵入液压系统
空气侵入液压系统会导致液压系统产生气蚀和噪音，影响液压系统的正常运行， 严重时甚至会导致液压系统部件损坏。
保持液压系统的清洁
总结词
保持液压系统的清洁有助于预防挖掘机液压系统故障。
详细描述
在挖掘机液压系统的日常维护中，应定期清洗油箱、滤清器和油路，防止杂质和污染物进入液压系统 。同时，要定期更换滤芯和密封件，防止因滤芯堵塞或密封件磨损导致液压系统故障。在维修挖掘机 液压系统时，应使用干净的工具和零件，避免将污染物带入液压系统中。
原因分析：空气侵入液压系统可能是由于液压系统密封不良、液压油箱内液面过 低等原因造成的。此外，液压系统工作时压力变化过大也会导致空气侵入液压系 统。
液压元件的磨损或损坏
液压元件的磨损或损坏会导致液压系统性能下降，影响挖掘 机的正常工作，严重时甚至会导致挖掘机的故障。
原因分析：液压元件的磨损或损坏可能是由于液压系统长时 间高强度工作、液压元件质量不好等原因造成的。此外，挖 掘机的使用和维护不当也会导致液压元件的磨损或损坏。
挖掘机液压系统能量分析
挖掘机液压系统能量分析对挖掘机一个工作循环中各液压执行元件的能量利用状况进行了定量计算，结果显示执行元件利用能量约占主泵输出能量的80.6%。
对可回收能量的分析結果表明，动臂油缸位移约占总行程的50%时，动臂可回收能量约占主泵输出能量的17.7%，回转可回收能量约占主泵输出能量的9.2%。
通过以上的分析，提出挖掘机液压系统的节能可以从提高液压系统的效率和对能量进行回收利用两方面进行。
标签：挖掘机；能量分析；可回收能量；节能前言挖掘机产销量大，具有作业效率高、工况适应性好的特点，但其油耗高，能量利用率低的问题始终没有得到有效的改善。
零部件厂家和主机厂家对挖掘机节能技术的研究始终在进行。
但是许多的研究只是基于系统原理分析，缺乏具体数据的支撑，为便于对挖掘机液压系统节能技术进行定量研究，对节能技术的性价比进行综合考量，需要对挖掘机液压系统的能量利用状况进行分析。
1 能量利用分析挖掘机工作过程中，主要液压执行元件为动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸和回转马达，对应的子系统分别为动臂液压控制系统、斗杆液压控制系统、铲斗液压控制系统和回转液压控制系统。
各子系统利用的能量为执行元件在做功过程消耗的能量，整个液压系统利用的能量为泵输出的能量。
忽略执行元件本身的效率，对执行元件入口压力与入口流量的乘积进行积分，作为执行元件利用的能量；忽略泵本身的效率，对泵出口压力和流量的乘积进行积分，作为泵输出至液压系统的总能量。
所用能量计算公式为：式中：E-液压系统能量，J；P-油液压力，Pa；Q-油液流量，m3/s；t1-开始工作时间，s；t2-结束工作时间，s。
表1 挖掘机液压系统能量利用情况据表1的计算结果，在一个装载工作循环中，执行元件利用的总能量为756kJ，执行元件利用能量约占主泵输出能量的80.6%，未利用能量约29.4%。
未利用能量主要是溢流损失、节流损失、泄露等。
2 可回收能量分析因为铲斗和斗杆均连接于动臂，动臂液压缸中由势能转化而来的液压能也包含部分铲斗和斗杆的势能，并且远远大于斗杆和铲斗中的液压能[1]，因此，对挖掘机势能的回收都是对动臂势能回收进行研究。
挖机液压系统工作原理
挖机液压系统工作原理
挖机的液压系统工作原理可以从以下几个方面去理解：
1. 液压系统的基本原理：液压系统利用液体在封闭的管路中的流动和压力传递能力来实现力的传递和工作机构的运动控制。
系统包括液压液、液压泵、液压缸、控制阀等组成。
2. 液体的传动特性：液体在封闭管路中的流动具有不可压缩性、容量性和伏打性等特点。
当液压泵施加压力，推动液体流动时，液体会在管路中传播，并且由于容量性，使得液压马达或液压缸产生相应的力和运动。
3. 液压泵的作用：液压泵将机械能转化为液压能，提供液体的流动压力。
液压泵通过旋转运动带动液体，使液体获得一定的动能和压力，进而传递给液压系统中的液压缸或液压马达。
4. 液压缸的作用：液压缸是液压系统中的执行元件，它将液体的压力转化为机械能，从而产生相应的力和运动。
当液压泵施加压力，推动液体流入液压缸时，液压缸内的活塞受到液体压力的作用，产生线性运动或旋转运动，从而实现挖机工作的目的。
5. 控制阀的作用：控制阀在液压系统中起到调节和控制液压系统工作过程的作用。
通过改变液路的连接和封闭状态，控制阀可以实现液压缸的启动、停止和运动方向的改变。
总的来说，挖机液压系统利用液体的不可压缩性和容量性，通
过液压泵提供的液压能，使液压缸产生相应的力和运动，从而实现挖机的各项工作。
控制阀则用于对液压系统进行调节和控制，确保系统的正常运行。
小型挖掘机液压系统的优点是什么？
小型挖掘机液压系统的优点是什么？随着科技的不断发展，机械行业的各种设备也在不断完善和创新。
在工程机械中，小型挖掘机被广泛应用于建设、挖掘、装载等工作中，而小型挖掘机的液压系统则是其重要组成部分之一。
那么，小型挖掘机液压系统的优点是什么呢？1. 动力大、效率高小型挖掘机液压系统主要通过液压泵提供动力，通过各种液控阀来实现调节和控制工作机构的动作。
相比于传统的机械传动，液压传动具有动力大、效率高等优点。
小型挖掘机的液压系统能够快速地将液压油转化为动能，使工作机构的运动更加平稳流畅，从而能够提高工作的效率和生产效益。
2. 故障少、维修简便小型挖掘机液压系统由液压油泵、液压马达、油箱和各种液控元件等组成，相比于传统机械传动系统，液压系统无需使用传动轴、齿轮、链条等传动部件，大大减少了故障发生的可能性。
此外，液压系统维修简便，并且无需拆卸整个液压系统，只需要更换故障的液控元件或维修油泵、油缸等简单部件，即可使系统恢复正常。
3. 控制精确、操作方便小型挖掘机液压系统通过各种液控阀进行控制，可以实现工作机构的精细调节和操作。
液压油在系统中流动速度慢，可以准确地控制每个液控阀门的开闭，从而实现对工作机构的精确调节。
此外，液压控制手柄操作简便，根据需要可以实现各种操作模式的转换，方便快捷。
4. 轻量化、节能环保小型挖掘机液压系统采用液压动力传动方式，相比于传统机械传动方式，能够将设备的自重压力作用减小，并且不需要机械传动部件的支撑，使整个设备更轻量化、更节能、更环保。
5. 多种功能、广泛适用小型挖掘机液压系统不仅能够实现挖掘、装载等基本功能，还可以根据用户的需求进行多种功能的扩展和应用，如装置夹具、切割器、抓取器等工具，从而实现更广泛的应用。
总之，小型挖掘机液压系统具有动力大、效率高、故障少、维修简便、控制精确、操作方便、轻量化、节能环保、多种功能、广泛适用等诸多优点。
而这些优点正是小型挖掘机在实际应用中得以广泛应用的重要原因之一。
小型挖掘机液压系统
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挖掘机液压系统组成
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新主泵 AP2D28LV1RS7-856-0（功率提升)
原主泵 AP2D28LV1RS7-858-0
控制阀 6MCV65111A(BCV-6/11)
新回转马达 A6SM300119（性能优化) 原回转马达 A6SM290119
先导操纵系统主要功能是操作多路阀换向 实现对工作回路的控制，它包括：先导操纵 手柄，先导脚踏阀，先导油源块（电磁阀、蓄能
器、过滤器以及减压阀等）、推土铲手柄、齿轮 泵等。
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液压油箱的用途主要是储存液压油、散热 和分离液压油中的空气和杂质等。液压油箱设 计的好坏直接影响到液压元件及液压系统的工 作可靠性，尤其对液压泵的寿命有绝对性的影 响。
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•XE65泵、阀位置
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XE60
XE65
主泵流量
60.5X2+40.3 138X1
主阀额定压力 220
245
行走方式
机械操纵
液压操 纵
XE60C 138X1 245 液压操纵
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6吨挖掘机液压系统
技术中心
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图 5 单位阶跃响应曲线
( 1) 延 迟 时 间、上 升 时 间 和 峰 值 时 间 分 别 为 0 057 1 s, 0 050 4 s和 0 117 s, 反 映了系 统响应 的 初始快速性很好;
( 2 ) 调节时间为 0 682 s, 说明 系统具 有较好 的 总体快速性;
( 3 ) 超调量为 19 3% , 表明 了系 统 响应 的相 对 平稳性;
en ( % ) = kkAce2N ( s) 式中: kce为总流量 - 压力系数;
k为系统增益; A 为阀控缸作用面积;
N ( s)为外负载力。 将 kce、 k、A 和 N 的值代入上式得 en ( % ) = 1 684 & 10- 7 m 忽略放大器的零漂、死区以及负载运动时的静摩
擦、元件的精度等所引起的误差, 该系统的总误差为
系统 (包括正流量控制、负流 量控制 ) 、负载敏 感控 制 系 统 ( LS ) 和 与 负 载 无 关 的 流 量 分 配 系 统 ( LUDV )。 1 1 节流控制系统
节流系统, 采用定量泵或恒功率泵配合三位六通 旁路节流多路控制阀, 结构简单、耐用, 对于油液的 污染不特别敏感, 成本较低且技术成熟, 因此目前国 内仍有大量小型挖掘机采用节流控制系统。
与节流控制系统相比, 负载敏感控制系统具有以 下优点: ( 1) 能 量利用率相 对较高; ( 2) 在 饱和状 态下, 流量控制精 度高, 不 受负 载压力 变化的 影响; ( 3) 多个 负载 可以 同步 运动 或以某 种速 比运 动, 且 互不干扰。 1 3 与负载无关的流量分配系统 ( LUDV )
关键词: 小型液压挖掘机 ; 功率损 失; 控制 特性; LUDV 中图分类号: TH137 3 文献标识码: A 文章编号: 1001- 3881 ( 2010) 16- 053- 2
The A nalysis of H ydrau lic System in M in i Excavator
ZHANG Shuzhong1, WU W enha i1, JIANG D aocheng2 ( 1 Schoo l ofM echan ica l Engineering, Sou thw est Jiao tong Un iversity, Chengdu S ichuan 610031, Ch ina;
在小型挖 掘 机的 构成 中, 液 压 系 统是 其 核心 部 件, 既承担 着能 量 转换 的任 务, 又 是 人的 肢 体的 延 伸, 以完成操作者的各种控制策略。而其能量损失和 可控性是影响小型挖掘机性能的重要指标, 故有必要 对小型挖掘机液压系统的节能性和可控性进行研究。
1 小型挖掘机液压系统分析 目前小型挖掘机的液压系统主要包括: 节流控制
图 8 LUDV 原理图 图 9 LU DV 多负载间的影响
通过上述 分析 可知, LUDV 不仅 继承 了 LS 系统 的所有优点, 如能按需提供流量、能量利用率相对较 高、控制范围较大、在饱和状态下多个负载可独立工 作互不干扰等, 而且还实现了非饱和状态下的与负载 无关的流量分配。 2 结论
通过对小型挖掘机液压控制系统的比较分析可知: ( 1) LS系统效率比节流系统高, 且解决了饱和状态下 多个负载互不干涉的问题; ( 2) LUDV 不仅继承了 LS 的优点, 而且实现了不同负载压力的多 个执行元件间 互不干扰的精密控制, 具有良好的控制性能。
K eyword s: M ini hydraulic ex cavato r; Powe r loss; Con tro llability; LU DV
小型液压挖掘机具有机动能强、体积小、多功
能作业等特点, 适于各种土方量分散、作业范围狭窄 的工况, 如公路养护、园林绿化、小区建设、市政工 程及农田 建设 等。近些 年 来得 到高 速 发展, 2005 年 我国 13 t以下小型挖掘机的销量达到了 11 953台。
e = er + en = 1 676 + 0 000 168 = 1 676 168 mm < 2 mm 可见系统误差满足精度要求。
5 结束语 作者设计的系统是一种基于比例阀的带钢跑偏电
液控制系统。它具有对油污不敏感、工作可靠、维护 简单、成本低廉等优点。双向液压锁和电磁换向阀的 应用保证了卷取机液压缸与检测器液压缸的互锁与系 统的 安全。 运用 M atlab /S mi u link 对 系统 的 性 能进 行 仿真分析, 结果表明该系统能较好地满足稳定性、响 应速度与控制精度要求。文中的仿真分析结果, 为传 统纠偏系统的改造设计提供了一定的理论依据。 参考文献:
如图 6所示, 系统 在 正 弦输入 信号 作用下 的响
应 曲线与 输入 信号曲 线十 分逼 近, 可以 看出 系 统具 有较好的跟随性。
图 6 正弦输入响应曲线
4 3 系统的精度分析 4 3 1 跟随误差
erv = k = 017039= 1 676 mm 4 3 2 干扰误差
若干扰负载是阶跃形式输入时, 则引入的干扰误 差为
图 6 L S闭芯系统 的控制特性
图 7 LS闭芯系统多 负载间的影响
当系统处于非饱和状态时, 即系统需求的流量超 过泵供油能力的极 限时, 则无 法保 证 p1、 p2 相 等 (最高负载 回路 上 p 小于 低负 载回 路上 的 p ) , 故 高负载执行元件速度会迅速降低直至停止, 从而使挖 掘机失去复合动作的协调能力, 与节流系统相似。如 图 7中, 在 非饱 和区 域高 负载 ( 25 M Pa) 速 度迅 速 降低。
针对非饱和状态下多负载复合动作互相干涉的问 题, 国外液压厂家开发了与负载无关的流量分配系统 ( LUDV ), 其原理图见图 8。
通过与 LS 系 统比较 可知两者 的不同 之处: ( 1 ) LUDV 将压力补偿阀设在节流环节之后; ( 2) 压力补 偿阀补偿信号取自系统中的最高负载信号, 而不是其 自身负载。
1! 李顺. 浅论电液比例阀在长机列铝材生产线纠偏控制系 统中运用的优势 [ J] . 铝加工, 2003( 2): 39- 41.
2! 关景泰. 机电液控制技术 [M ]. 上海: 同 济大学 出版 社, 2 004.
( 1 西南交通大学机械工程学院, 四川成都 610031; 2 四川宜宾普什重机有限公司, 四川宜宾 644007)
摘要: 针对小型液压挖掘 机的工况特点, 分析并比较小型液压挖掘机节流 控制系统、负 载敏感控制 系统以及与 负载无 关的流量分配系统 ( LUDV ) 的功率损失和可控性, 表明 LUDV 系统是小型挖掘机液压控制系统最佳选择。
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机床与液压
第 38卷
控制范围较窄; ( 3) 负载之间 相互影响; ( 4 ) 两个 以上负载同时运动时, 具有较高负载的执行元件可能 会停止不动。
1 2 负载敏感控制系统 ( LS) 20世纪 80年代根据对节 能的进 一步要求, 负载
敏感控制系统 ( LS) 被 提出来, 其 原理如图 4 所示, 其功率损失如图 5所示。
两个执行元件的负载压力分别传至各自的压力补 偿阀, 其中较高的压力经梭阀再传送到变量泵, 控制 机构使泵 按需 提供 流量。 当处 于饱 和 状态 ( 泵能 提 供足够流量 ) 且 p1、 p2 相等时, 两个负 载流量 分 配取决于 开 口 节 流 面 积 A1、 A2, 可 实 现 复 合 动 作, 互不干扰, 如图 7所示。
LUDV 系统中 的 p1、 p2 皆 为系 统泵 出 口压 力 与最大负载压力之差, 因此即使当系统处于不饱和状 态时, p1、 p2 仍然相等 (同时值下降 ) 。由于无论 系统是否处于饱和 状态, p1 和 p2 总相 等, 故泵所 提供的流量总按照各阀的开口面 积 A 1 和 A 2 成比例分 配, 而与负载大小无关。如图 9中, 在非饱和区域高 负载 ( 25 M Pa) 和低负载 ( 15 M Pa), 流量按比例分 配, 而与负载大小无关, 只与手柄偏转角度有关。
但节流控 制系 统存 在 大量 的节 流 损失 和 溢流 损 失, 系统效率较低、发热 量大, 需要 较大的 冷却 器, 见图 1。
由图 2可知, 多负载并联时其控制起点及控制范
围 与 负 载、 流 量、 阀 的 行
程 都 有 着 必 然 的 关 系, 如 负 载 压 力 大 时, 多 路 阀 阀 芯 的 调 速 区 减 小, 挖 掘 机
2010年 8月 第 38卷 第 16期
机床与液压
M ACH INE TOOL & HYDRAUL ICS
A ug 2010 V ol 38 No 16
DO I: 10. 3969 / j issn 1001 - 3881 2010 16 019
小型挖掘机液压系统分析
张树忠 1, 吴文海 1, 蒋道成2
结合小型液压挖掘机的特点, 可知 LUDV 在小型 挖掘机上大有用武之地。 参考文献:
1! 王长江. 当今挖掘机对液压系统的要求及液压系统的发 展方向 [ J]. 工程机械与维修, 1997: 38- 40.
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第 16期
郑淑娟 等: 比例阀控电液纠偏系统的设计与分 析
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动作粗暴。图 3反应了负载 间 的 影 响, 在 非 饱 和 区 域
内 (系 统需求流量超过泵
供油能力 ) , 低 负载 执行 元
件会 降 低 高 负 载 执 行 元 件 的 速 度, 甚 至 迫 使 高 负 载 执行 元件 停 止。如 图 3中,
图 1 节流控制系统 的功率分配
在非饱和区域高负载 ( 25 M Pa) 速度迅速降低。
由上述指标可知, 系统具有较小的稳态误差, 而 且响应速度快, 动态性能较好。 4 2 2 正弦输入响应特性
带材的 # 蛇行 ∃ 运动 是纠偏 控制 系 统最 难克 服 的干扰 形式, 所 以以 能克 服 # 蛇 行 ∃ 运 动为 设计 目 标 [ 4]。在工 程设 计中 可将 # 蛇 行 ∃ 运 动 近似 为正 弦 运动, 所 以仿 真该 系 统在 正弦输入下的响应。