SWE50型机电一体化液压挖掘机-液压系统(动臂部分)设计

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《2024年液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》范文

《液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》篇一一、引言随着工程机械技术的不断进步，液压挖掘机已经成为现代工程施工中不可或缺的重要设备。

液压挖掘机以其高效率、大功率及灵活的操作方式，在建筑、采矿、道路建设等工程领域中得到了广泛应用。

液压挖掘机的工作性能及工作效率在很大程度上取决于其工作装置与液压系统的设计。

因此，对液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、液压挖掘机工作装置设计液压挖掘机的工作装置主要包括动臂、斗杆和铲斗等部分，其设计直接关系到挖掘机的作业效率和作业质量。

1. 动臂设计：动臂是液压挖掘机的主要承重部件之一，其设计需考虑强度、刚度及重量等因素。

在设计中，应采用合理的截面形状和尺寸，以保证动臂在承受较大载荷时仍能保持足够的强度和刚度。

同时，动臂的设计还需考虑其重量的减轻，以降低整机的能耗。

2. 斗杆设计：斗杆是连接动臂和铲斗的部件，其设计需考虑与动臂和铲斗的配合精度及运动灵活性。

斗杆的设计应保证在各种工况下都能与动臂和铲斗协调工作，以实现高效的挖掘作业。

3. 铲斗设计：铲斗是直接与土壤或其他物料接触的部件，其设计需考虑斗体的形状、容积及开口大小等因素。

合理的铲斗设计可以提高挖掘作业的效率和质量，减少物料遗漏和浪费。

三、液压系统设计液压系统是液压挖掘机的核心部分，其设计直接影响到挖掘机的整体性能。

1. 液压系统组成：液压系统主要由液压泵、液压缸、阀组和控制装置等部分组成。

其中，液压泵提供动力，液压缸实现工作装置的运动，阀组和控制装置则负责控制和调节液压系统的压力、流量和方向。

2. 液压系统设计要点：在液压系统设计中，需考虑系统的稳定性、可靠性和经济性。

首先，要合理选择液压泵的类型和规格，以保证系统具有足够的动力和压力。

其次，要设计合理的阀组和控制装置，以实现对系统压力、流量和方向的精确控制。

此外，还需考虑系统的散热、过滤和防泄漏等问题，以保证系统的稳定性和可靠性。

50型装载机液压系统动态特性与热平衡研究

50型装载机液压系统动态特性与热平衡研究一、本文概述本研究论文针对50型装载机的液压系统进行了深入细致的动力学特性和热平衡分析。

随着现代工程机械向大型化、高效化发展，50型装载机作为广泛应用在各类土方作业中的关键设备，其液压系统的性能表现和稳定性直接影响着整体工作效率与使用寿命。

本文旨在揭示50型装载机液压系统在不同工况下的动态响应机制，以及在长时间连续工作时如何保持良好的热平衡状态，防止过热导致的系统性能下降乃至故障。

通过理论建模与实验验证相结合的方法，我们首先剖析了液压系统的流体动力学特性，包括压力波动、流量分配及执行元件动态响应等核心要素。

进一步，在全面考虑系统内部各组件间的能量转换过程基础上，构建了精确反映液压系统热力学行为的数学模型，并模拟分析了系统在典型负载循环下的热量产生与散发情况。

在研究过程中，本文特别关注了散热设计对液压系统热平衡的影响，并提出了一系列改进措施以优化系统热管理策略，力求实现50型装载机液压系统在高强度连续作业条件下的高效稳定运行和延长其使用寿命。

最终，研究成果不仅有助于提升该类型装载机的设计水平与使用效率，也为同类型工程机械的液压系统设计提供了有价值的参考依据。

二、50型装载机液压系统概述50型装载机作为一种常见的土方工程机械，其液压系统在整机性能中扮演着至关重要的角色。

本节将重点概述50型装载机液压系统的基本构成、工作原理及其在整机功能中的作用。

b. 液压泵：通常为变量柱塞泵，负责提供系统所需的高压油。

c. 控制阀：包括方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀等，用于控制液压油的流向、压力和流量。

d. 执行元件：主要包括液压缸和液压马达，直接驱动装载机的动臂、铲斗等作业装置。

e. 辅助元件：包括油管、接头、油冷却器、滤清器等，用于支持系统的正常运作。

在50型装载机中，液压系统的工作原理基于帕斯卡定律。

液压泵将低压油转化为高压油，通过控制阀的调节，高压油被送至执行元件，从而驱动动臂、铲斗等装置的运动。

液压挖掘机动臂与斗杆的设计

（4）挖掘机的分类
挖掘机分类一：常见的挖掘机按驱动方式有内燃机驱动挖掘机和电力驱动挖掘机两种。其中电动挖掘机主要应用在高原缺氧与地下矿井和其它一些易燃易爆的场所。
挖掘机分类二：按照行走方式的不同，挖掘机可分为履带式挖掘机和轮式挖掘机。
挖掘机分类三：按照传动方式的不同，挖掘机可分为液压挖掘机和机械挖掘机。机械挖掘机主要用在一些大型矿山上。
（2）挖掘机发展历史
第一台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史，期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。
由于液压技术的应用，20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机，20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。1951年，第一台全液压反铲挖掘机由位于法国的Poclain( 波克兰 ) 工厂推出，从而在挖掘机的技术发展领域开创了全新空间。初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，制造质量不够稳定，配套件也不齐全。从20世纪60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增。1968-1970年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83%，目前已接近100%。
挖掘机分类四：按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的类别
挖掘机分类五：按照铲斗来分，挖掘机又可以分为正铲挖掘机和反铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料，反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料。
反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟侧挖掘等。
（3）挖掘机的构成

液压挖掘机液压系统设计说明书样本

前言挖掘机作为一种多功能机械产品，当前被广泛应用于水利工程，交通运送，电力工程和矿山采掘等机械施工中。

它能在减轻繁重体力劳动，保证工程质量，加快工程建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要作用。

近年从国内状况来看，国内挖土机市场90%被外国独资或合资公司垄断，国内挖土机行业整体发展水平较国外缓慢，在挖土机液压系统方面理论还相对国外比较薄弱。

国内大某些挖土机公司在挖土机液压系统老式技术方面研究具备一定基本，但由于采用老式液压系统挖土机产品在性能、质量、作业效率、可靠性等方面均较差，因而采用老式液压系统挖土机在国内市场上基本失去了竞争力。

液压系统是挖土机核心某些，通过挖土机液压系统设计计算优化能有效提高挖土机性能，本挖土机具备工作可靠、构造简朴、性能好、成本低、效率高等特点。

国内是一种发展中华人民共和国家，在辽阔国土上正在进行大规模经济建设，这就需要大量土石方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要一类土石方施工机械。

因而，可以必定液压挖掘机发展空间很大。

可以预见，随着国家经济建设不断发展，液压挖掘机需求量将逐年大幅度增长。

此后几年国内液压挖掘机行业将会有一种很大发展，液压挖掘机年产量将会以高于20％速度增长。

本设计依照给定工作规定进行工况分析，以拟定系统重要参数，对液压系统基本回路方案进行分析，拟订液压系统原理图；选取液压元件并进行液压系统性能验算，最后完毕工作图，编制技术文献。

但愿本设计能为从事液压工作人员献上微薄之力！摘要液压挖掘机是工程机械一种重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程土方机械。

液压挖掘机运用液压元件（液压泵、液压马达、液压缸等）带动各种构件动作，具备许多长处。

它对液压系统设计提出很高规定，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂。

因而，对挖掘机液压系统分析设计对推动国内挖掘机发展具备十分重要意义。

在收集了国内外挖掘机液压系统有关资料基本上，理解了挖掘机液压系统发展历史，并对挖掘机液压系统技术发展动态进行了分析总结。

SWE50动功能液压挖掘机工作装置设计液压系统设计

SWE50动功能液压挖掘机工作装置设计液压系统设计摘要挖掘机作为我国工程机械的主力机种，被广泛应用于各种各样的施工作业中。

挖掘机产品的核心技术就是液压系统设计，由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。

因此，对挖掘机液压系统的分析研究对推动我国挖掘机发展具有十分重要的意义。

挖掘机与液压传动紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。

由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作很复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。

因此，对挖掘机液压系统的分析研究已经成为推动挖掘机发展中的重要一环。

在全面搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上，了解了挖掘机液压系统的发展历史，并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结。

论文对挖掘机的各种工况进行了分析，系统总结了挖掘机液压系统的设计要求。

文中还以现代、林德、小松等著名品牌的挖掘机液压系统为研究对象，了解各种不同类型挖掘机的液压系统关键词:挖掘机；液压系统；工作装置THE WORK OF MULTI-FUNCTION HYDRAULICEXCA V ATOR SWE50 DESIGN OF HYDRAULICSYSTEM DESIGNABSTRACTAs China's construction machinery excavator main models have been widely used in a variety of construction operations. Excavator product's core technology is the hydraulic system design, as a result of poor working conditions of excavator, the complexity of the demands of the action, so the design of its hydraulic system has high demands, and its hydraulic engineering machinery hydraulic systems the most complex system. Therefore, the excavator of the analysis of the hydraulic system in promoting the development of China's excavator of great significance.Hydraulic excavators and closely linked to the development of the main hydraulic technology-based. Excavator as a result of poor working conditions, calls for action are complex, so it is the design of the hydraulic system of the high demands, the hydraulic system of construction machinery hydraulic system is the most complex. Therefore, the excavator's hydraulic system analysis of excavator development has become an important element.At home and abroad to gather comprehensive information in the excavator's hydraulic system based on relevant information to understand the excavators of the historical development of the hydraulic system, hydraulic excavators and technical developments have been analyzed and summarized. Papers on a variety of excavators working condition were analyzed, the system summed up the excavator's hydraulicsystem design requirements. The article also modern, Linde, Komatsu excavator, such as the famous brand hydraulic system for the study to understand the different types of excavator's hydraulic systemKey words: excavator；hydraulic system；the work device目录1 绪论1.1挖掘机液压系统研究的必要性 (1)1.2 国内外挖掘机液压系统的研究现状及发展动态 (1)1.2.1 国外研究状况及发展动态 (1)1.2.2 国内研究情况及发展动态 (3)1.3 本论文的研究内容 (4)2 挖掘机液压系统的设计要求和分析方法 (5)2.1 液压挖掘机的工况分析 (5)2.1.1 挖掘工况分析 (6)2.1.2 满斗举升回转工况分析 (8)2.1.3 卸载工况分析 (9)2.1.4 空斗返回工况分析 (9)2.1.5 行走时复合动作 (10)2.2 挖掘机液压系统的设计要求 (10)2.3 挖掘机液压系统的分析方法 (12)2.4 本章小结 (13)3 挖掘机液压系统的分析 (14)3.1挖掘机液压系统的特点和设计要求 (14)3.1.1挖掘机液压系统的特点和基本组成 (14)3.2挖掘机液压系统的基本回路分析 (14)3.2.1 单泵、单执行部件液压系统 (14)3.2.2 单泵、多执行部件液压系统 (18)3.2.3 多泵液压系统 (19)3.3 液压挖掘机液压系统的“理想”特性 (20)3.4先导控制 (21)3.5合流控制 (21)3.6 SW50液压挖掘机工作装置液压系统图 (21)4 主要液压元件的计算，选型 (23)4.1 换向阀的结构 (23)4.2柱塞泵 (24)4.2.1 斜盘式轴向柱塞泵 (24)4.2.2 斜盘式轴向柱塞泵的排量和流量 (25)4.2.3 斜盘式轴向柱塞的结构特点 (25)5 液压缸的设计选型 (28)5.1铲斗机构及液压缸主要参数的设计计算 (28)5.2 动臂、斗杆长度尺寸 (32)5.3斗杆液压缸主要参数的设计 (33)5.4 动臂液压缸的设计 (35)5.5 液压系统闭锁压力的确定 (38)6 结论 (40)参考文献 (41)致谢附录附录A 开题报告 (43)附录B 论文翻译 (49)1 绪论液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。

液压挖掘机动臂势能回收系统设计

液压挖掘机动臂势能回收系统设计摘要：随着综合国力的不断提高，信息化技术在工程机械行业得到广泛应用，尤其是PLC技术的工业化有力推动了工程机械控制系统智能化。

目前，液压挖掘机广泛使用以PLC为核心的机电液一体化技术，通过使用CAN通信油门、传感器、限位开关等技术对发动机和液压系统进行精确控制，达到提升操作性能、节能降耗、提高维修效率等目的。

关键词：液压挖掘机；动臂势能；回收系统设计引言液压挖掘机是矿山施工的重要作业工具之一，工况复杂、环境恶劣。

在高温、高寒、高海拔等地带作业时，挖掘机的工作能力受到极大的限制，经常出现发动机转速降低、冒黑烟、动作无力等问题。

究其原因是在高海拔下，不仅发动机功率会降低，其响应性也会一并降低。

而环境温度通过影响挖掘机的散热能力间接影响散热功率，在面对极端温度时，需要调整最大或最小散热能力并配合适当散热策略以达到较好的散热效果，同时需要功率匹配策略以发挥发动机的动力。

1研究背景挖掘机的双节动臂由上动臂、下动臂组成，上下动臂可以通过相连的液压缸来调整夹角，这种结构在欧洲被称为2-pieceboom。

配置双节动臂的挖掘机可根据工况需要调节两节臂间的夹角，与普通臂挖掘机相比，具有操作灵活和挖掘范围大等优点。

双节动臂主要应用在短尾挖掘机和轮式挖掘机上。

相比于常规挖掘机，短尾挖掘机配置双节动臂，不但尾部回转半径小，可以避免挖掘机在回转时破坏邻近的物体，保证安全性，而且工作范围灵活，可以在不移动机器的姿态下灵活处理周围的物体，非常适合道路维修、市政工程这些空间受限的场合应用。

欧洲的很多国家如法国、德国和波兰等，在升级内部城市的光缆、自来水、天然气和电力等设施时，会做很多如修路、拆除、吊装的作业，像这样的工作要求机器能够在狭窄的空间工作，并且在施工时对道路影响最小，短尾并有双节动臂的挖掘机提供了完美的解决方案。

因此，搭配双节动臂的短尾挖掘机已经是欧洲必不可少的机型。

2车辆电路的特点2.1低压车辆电气系统的额定电压分为12V和24V两种。

挖掘机工作装置的液压系统设计

挖掘机工作装置的液压系统设计发表时间：2019-03-25T15:26:52.873Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：裴红科[导读] 摘要：液压挖掘机是重要的工程机械，应用范围广泛，设计要求较高。

简森工业洗涤技术（徐州）有限公司江苏徐州 221121摘要：液压挖掘机是重要的工程机械，应用范围广泛，设计要求较高。

掘机的主要工作就是挖掘土壤，其挖掘任务由工作装置来完成，挖掘机一般在户外工作，因此经常面临复杂的工作环境，这就对其液压系统的设计提出了更高的要求。

本文就挖掘机工作装置的液压系统设计展开探讨。

关键词：挖掘机；工作装置；液压系统引言目前，随着最前沿技术和控制方式的不断改进、革新，液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵等操纵方式逐步取代传统的杠杆操纵，大大提高了生产效率，但由于挖掘机的工作环境复杂多变，需要高性能的液压系统，使得挖掘机在极端情况下保持稳定的工作状态，因此，针对已有的液压装置的缺陷，对挖掘机工作装置的液压系统的工作机理进行研究，进行设计改良，完善作业能力，为实现作业操纵的完全自动化创造基础和前提。

1典型挖掘机液压系统的基本动作分析(1)挖掘。

通常情况是铲斗液压缸或斗杆液压缸分别进行单独挖掘，或者二者配合进行挖掘，在挖掘过程中主要是铲斗和斗杆有复合动作，必要时配以动臂动作。

(2)满斗举升回转。

挖掘结束后，动臂缸将动臂顶起、满斗提升，同时回转液压马达使转台转向卸土处，此时主要是动臂和回转的复合动作。

动臂举升和回转同时动作时，二者要求在速度上匹配，要求回转到指定卸载位置时，动臂和铲斗自动举升到正确的卸载高度。

由于卸载所需要回转角度不同，随挖掘机相对自卸车的位置而变，因此动臂举升速度和回转速度相对关系应该是可调整的，若卸载回转角度大，应该要求回转速度快些，而动臂举升速度慢些。

(3)卸载。

回转至卸土位置时，转台制动，用斗杆调节卸载半径和卸载高度，用铲斗缸卸载。

为了调整卸载位置，还需要动臂配合动作。

挖掘机动臂液压缸结构设计

Internal Combustion Engine&Parts0引言液压挖掘机虽然能降低工人劳动力，提高工作效率，但由于液压挖掘机工作环境的复杂多变和机器的长时间作业，很难保证挖掘机在正常工作中不会出现故障，从而降低工效，加大人力劳动和对设备的维修维护。

因此，提高挖掘机动臂液压系统的工作稳定性极为重要，合理对液压缸进行结构设计，理解工作装置的机理，使挖掘机结构紧凑，进而提高液压系统工作的稳定性能。

1动臂液压缸选型根据液压缸的方式不同，可以将这个液压缸分为单作用缸和双作用缸。

单作用液压缸顾名思义，只能做一个方向的运动，它的回程只能靠自己的重量来实现。

而双作用式液压缸靠压力油能够实现两个方向的运动。

液压缸的结构形式各种各种，大体上能把它分为活塞式液压缸、伸缩式液压缸、柱塞式液压缸和摆动式液压缸。

活塞式液压缸有单双作用之分。

其中单作用液压缸它的结构原理很简单，压力油只能实现它一个方向上的运动，不能通过压力油实现回程，回程只能依靠自己的自身重力的影响下实现。

双作用的液压缸跟单作用的液压缸更加完善，可以通过压力油实现液压杆的伸缩。

双作用液压缸有单活塞杆和双活塞杆两种之分，他们的区别在于两个工作腔的面积是否相同，单活塞杆的两个工作腔面积是不相同的，而双活塞杆的两个工作腔面积相同，具有等推力，等速度等流量的性能。

活塞液压缸两端都可以选择耳环的连接方式，在工作需要的时候，方便进行自由的来回摆动。

伸缩式液压缸的特点是行程比较长，并且伸出后缩回的时间比较短，而且结构紧密，但是制作加工的时候相对来说比较复杂。

柱塞式液压缸，液压缸内壁不需要精加工，但是它是单作用的缸，工艺比较好并且制造成本对比其他的来说比较低，而且制作简单。

经常把它用在需要行程比较长的情况中。

摆动式液压缸的结构特别的紧密，制造起来也是比较的简单，区别于其他液压缸，能够做回转的运动。

挖掘机动臂的上升下降需要作直线式往复运动，能够其控制上升和下降，拟采用双作用单活塞液压缸。

基于solidworks的液压挖掘机手臂的建模与仿真本科毕业论文

本科毕业论文（设计）基于SolidWorks的液压挖掘机手臂的三维建模及运动仿真毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

挖掘机工作装置液压系统的设计

Key words:Excavator hydraulic system;hydraulic cylinder;excavator working cycle electrical system
前言
挖掘机的液压系统是挖掘机上重要的组成部分，它是挖掘机工作循环的的动力系统。挖掘机的工作条件恶劣，且动臂和底盘动作非常频繁，因此要求液压系统工作稳定，平均无故障时间长。因此，液压系统的性能优劣决定着挖掘机工作性能的高低。液压技术的发展直接关系挖掘机的发展，挖掘机与液压技术密不可分，二者相互促进。液压技术是现代挖掘机的技术基础，挖掘机的发展又促进了液压技术的提高。挖掘机的液压系统复杂，可以说目前液压传动的许多先进技术都体现在挖掘机上。挖掘机的液压系统都是由一些基本回路和辅助回路组成，它们包括限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流调速和节流限速回路、行走限速回路、支腿顺序回路、支腿锁止回路和先导阀操纵回路等，由它们构成具有各种功能的液压系统。随着科技的进步，挖掘机的液压系统将更加复杂，功能更加多样且便于操作控制，工作效率高，耗能少，先进的液压系统会使挖掘机在工程领域发挥更大的作用。
关键词：挖掘机液压系统; 液压缸; 挖掘机电气系统
Abstract:Hydraulic technology is the technical foundation of modern excavators, themerits of the functiondetermines the level of excavatorsworking, currentlymanyadvanced technologyof hydraulic drive werereflectedin the excavator.This paper introduces the technology of hydraulic excavators and its history,and underthispremise, itsdiscussed the basic circuit ofhydraulic excavators. Followed by the design of the excavator hydraulic system, including theoperatingprinciple,system duty cycle and working circuit analysis of the mainhydraulic components in the system's role in the structural design of hydraulic cylinder and the size calculation, strength check, pump volume, valves and other hydraulic components of the selection; combination of the basic movements excavator, the design of electrical control circuit.

机电一体化课程设计挖掘机液压系统设计

挖掘机液压系统设计一、前言液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中。

液压挖掘机利用液压元件（液压泵、液压马达、液压缸等）带动各种构件动作，具有如下有点：功率密度大，结构紧凑，重量轻；无级调速，调速范围大；启动性能好，能实现快速正反转；布置灵活，基本不受总体结构的限制；运转平稳，各种可靠，能自行润滑，使用寿命长；有过载保护功能；容易实现自动化，操作简便省力等。

所以液压挖掘机对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，具有重要意义。

挖掘机液压传动紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。

由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作很复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。

因此，对挖掘机液压系统的分析设计已经成为推动挖掘机发展中的重要一环[1]。

二、挖掘机简介挖掘机行业的发展历史久远，可以追溯到1840年。

当时美国西部开发，进行铁路建设，产生了模仿人体构造，有大臂、小臂和手腕，能行走和扭腰类似机械手的挖掘机，它采用蒸汽机作为动力在轨道上行走。

但是此后的很长时间挖掘机没有得到很大的发展，应用范围也只局限于矿山作业中。

导致挖掘机发展缓慢的主要原因是:其作业装置动作复杂，运动范围大，需要采用多自由度机构，古老的机械传动对它不太适合。

而且当时的工程建设主要是国土开发，大规模的筑路和整修场地等，大多是大面积的水平作业，因此对挖掘机的应用相对较少，在一定程度上也限制了挖掘机的发展。

由于液压技术的应用，二十世纪四十年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机。

随着液压传动技术迅速发展成为一种成熟的传动技术，挖掘机有了适合它的传动装置，为挖掘机的发展建立了强有力的技术支撑，是挖掘机技术上的一个飞跃。

同时，工程建设和施工形式也发生了很大变化。

在进行大规模国土开发的同时，也开始进行城市型土木施工，这样，具有较长的臂和杆，能装上各种各样的工作装置，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[2]。

《2024年液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》范文

《液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》篇一一、引言液压挖掘机作为一种重要的工程机械，其工作装置与液压系统的设计对于提高机器的工作效率、稳定性和可靠性具有至关重要的作用。

本文旨在探讨液压挖掘机的工作装置设计与液压系统设计，分析其结构特点、设计原理以及在实际应用中的优势和不足，并提出改进建议。

二、液压挖掘机工作装置设计1. 工作装置的组成与功能液压挖掘机的工作装置主要包括动臂、斗杆、铲斗等部分。

动臂主要用于支撑和升降，斗杆则负责铲斗的伸缩和定位，铲斗则用于挖掘和装载物料。

这些部件协同工作，使液压挖掘机能够完成各种复杂的作业任务。

2. 工作装置的结构特点与设计原理液压挖掘机的工作装置采用钢结构，具有较高的强度和刚度。

动臂和斗杆采用双缸驱动，实现快速升降和伸缩。

同时，采用液压控制系统，实现无级调速和精确控制。

此外，工作装置还具有自动调平功能，确保机器在不平整的地面上也能保持稳定。

三、液压系统设计1. 液压系统的组成与功能液压系统是液压挖掘机的核心部分，主要由泵、阀、管路等组成。

泵负责提供动力，阀则用于控制液流的流向和压力，管路则负责输送液流。

液压系统通过控制泵和阀的工作，实现挖掘机各种动作的协调与控制。

2. 液压系统的设计原理液压系统的设计需考虑多种因素，如动力性、经济性、稳定性和可靠性等。

设计时需根据挖掘机的实际需求选择合适的泵和阀，确保系统具有足够的动力和调节范围。

同时，还需优化管路布局，减少能量损失和泄漏。

此外，还需考虑系统的散热和过滤等问题，确保系统长时间稳定运行。

四、实际应用中的优势与不足1. 优势液压挖掘机的工作装置与液压系统设计具有以下优势：（1）工作效率高：通过精确控制液压系统，实现挖掘机各种动作的快速响应和协调；（2）操作方便：采用液压控制系统，实现无级调速和精确控制，操作简便；（3）适应性强：液压系统具有较好的调节范围和适应性，适用于各种复杂的作业环境。

2. 不足尽管液压挖掘机在工作装置与液压系统设计方面具有诸多优势，但仍存在一些不足：（1）能耗较高：部分老旧机型存在能耗较高的问题，需进一步优化设计以降低能耗；（2）维护成本较高：由于结构复杂，液压系统的维护成本较高，需加强维护保养工作。

《2024年基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》范文

《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》篇一一、引言随着科技的不断进步，工程机械的自动化和智能化程度日益提高。

液压挖掘机作为工程机械的重要一环，其动臂的设计与优化对于提高挖掘机的性能和效率至关重要。

本文将介绍一种基于VB（Visual Basic）的液压挖掘机动臂的APDL（ANSYS Parametric Design Language）参数化设计与优化的方法，以提高设计的效率和精度。

二、动臂的参数化设计1. 设计需求分析在进行动臂的参数化设计前，首先需要对挖掘机的工作环境、动臂的负载、运动范围等需求进行分析，以确定动臂的基本尺寸和结构形式。

2. 参数化建模利用VB语言，结合ANSYS软件的APDL语言，建立动臂的参数化模型。

通过设定合理的参数，使模型能够适应不同尺寸和结构的需求。

在建模过程中，需考虑动臂的强度、刚度、稳定性等因素，以保证模型的真实性和可靠性。

3. 材料选择与优化根据动臂的工作环境和负载要求，选择合适的材料。

通过优化材料的分布和厚度，以提高动臂的性能和寿命。

同时，考虑成本因素，选择性价比高的材料。

三、APDL参数化设计与优化1. 有限元分析利用ANSYS软件的有限元分析功能，对动臂进行应力、位移、振动等性能的分析。

通过分析结果，可以了解动臂在不同工况下的性能表现，为后续的优化提供依据。

2. 参数化优化基于APDL语言，建立动臂的参数化优化模型。

通过调整参数，使动臂在满足强度、刚度、稳定性等要求的前提下，达到最优的性能和成本。

优化过程中，需考虑材料的利用率、加工工艺等因素。

3. VB与ANSYS的集成应用利用VB语言与ANSYS软件的集成应用，实现参数化设计与优化的自动化。

通过编写脚本，实现模型的自动建立、有限元分析、参数化优化等功能，提高设计效率。

四、实验与结果分析1. 实验方案为了验证基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化的有效性，我们设计了一系列的实验方案。

《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》范文

《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》篇一一、引言随着科技的不断发展，工程机械的智能化和自动化已经成为现代工程建设的必然趋势。

液压挖掘机作为工程中不可或缺的重要设备，其动臂的设计与优化显得尤为重要。

本文旨在利用VB （Visual Basic）编程语言和APDL（ANSYS Parametric Design Language）参数化设计语言，对液压挖掘机动臂进行参数化设计与优化，以提高其工作性能和可靠性。

二、液压挖掘机动臂的APDL参数化设计1. 设计思想与策略本阶段采用VB语言与APDL结合，将设计思想以编程形式表达。

设计思路包括建立几何模型、确定材料属性、分析载荷情况等。

利用APDL语言的强大建模功能，对动臂的各部分尺寸进行参数化设置，使得设计更加灵活。

2. 模型建立与参数化设计（1）根据实际需求，确定动臂的基本结构，包括臂架、油缸等部分。

（2）利用APDL语言，对各部分尺寸进行参数化处理，建立几何模型。

例如，臂架的长度、宽度、厚度等都可以通过参数进行调整。

（3）设定材料属性，包括材料类型、弹性模量、屈服强度等。

（4）根据实际工作情况，分析动臂所受的载荷情况，包括自重、外部负载等。

三、基于VB的优化算法实现1. 优化目标与约束条件本阶段的目标是在满足一定约束条件下，寻找最佳的动臂设计参数，以提高动臂的工作性能和可靠性。

约束条件包括动臂的强度、刚度、稳定性等。

2. 优化算法实现利用VB编程语言，结合优化算法（如遗传算法、梯度下降法等），对动臂的参数进行优化。

通过不断调整参数，使得动臂在满足约束条件下达到最佳的工作性能和可靠性。

四、仿真分析与结果展示1. 仿真分析利用ANSYS等有限元分析软件，对优化后的动臂进行仿真分析。

通过分析动臂的应力分布、位移情况等，验证其工作性能和可靠性。

2. 结果展示将仿真分析结果以图表形式展示，包括应力分布图、位移图等。

同时，将优化前后的动臂性能进行对比，以直观地展示优化的效果。

挖掘机设计论文

SWE50 多功能液压挖掘机回转装置设计摘要根据要求，本文设计SWE50多功能液压挖掘机回转机构主要进行回转支承，减速器，及回转液压油路的设计。

在回转支承的设计中主要考虑其所受的轴向力，径向力和倾翻力矩，SWE50多功能液压挖掘机采用全回转式回转机构。

在减速器的设计中，选择的减速器要满足回转的快速平稳运行，本次设计为二级行星减速器。

回转液压油路为开式液压回路控制，防反转阀的主要作用就是在马达制动时消除制动行程末端的来回摆动，减小冲击感，提高操纵性能。

关键词：液压挖掘机；回转支承；行星减速器；液压回路。

第一章绪论1.1本设计的意义与目的挖掘机是一种用途广泛的土石方施工机械，被大量应用于道路工程、矿山采掘、水利建设和农田开发的施工作业当中。

液压挖掘机是在机械转动挖掘机的基础上发展起来的。

他的工作过程是以铲斗的切削土壤，铲斗装满后提升，回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。

因此，液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。

对于我来说本次设计能让我更深入的去巩固和学习液压，机械原理，机械设计，机械制图等方面的知识。

借此课题去深刻的学习这些知识并加以运用，为将来的工作打好基础。

1.2液压挖掘机的基本类型挖掘机的类型与结构造型繁多，可按照挖掘机的工作原理与过程、用途、构造特征等进行划分。

按照作业过程可分为周期作业和连续作业式两类，通常称为单斗挖掘机和多斗挖掘机。

按照用途分，单斗挖掘机可分为：建筑型、采矿型和剥离型等。

按照动力装置分，挖掘机有电驱动、内燃机驱动和复合驱动等。

按照传动方式分，挖掘机可分为机械传动式、液压传动式、混合传动式和半液压传动式。

1.3挖掘机的发展现状现今的挖掘机占绝大部分的是全液压全回转挖掘机。

液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。

液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。

电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。

挖掘机的液压系统设计Word版

学号14081902931毕业设计（论文）题目：液压挖掘机的液压系统设计作者陆佳届别2008 届系别机械工程学院专业机械设计制造及其自动化指导教师李实职称完成时间2012年5月20日摘要液压系统是目前挖掘机必不可少的组成部分，液压系统通过改变压强增大作用力来工作。

完整的液压系统包括：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。

挖掘机的工作环境复杂多变，所以对于液压系统提出了很高的设计要求。

在搜集国内外液压系统相关资料的基础上，了解其发展过程，分析总结了液压挖掘机的技术发展动态,了解液压挖掘机液压系统的结构。

液压挖掘机由多个系统组成，包括液压系统、传动系统、操纵系统、发动机、油箱、转台等等。

本设计致力于挖掘机的液压系统的设计。

关键词：液压系统液压挖掘机液压元件SummaryThe hydraulic system is an integral part of excavator， hydraulic system is to work by changing the pressure to increase the force. The intact hydraulic system is including: power components, the implementation of components, control components, auxiliary components and hydraulic oil. The excavator working environment is complex and changeable, so it is very high requirement of design to hydraulic system.In the collection of domestic and foreign hydraulic system on the basis of relevant information, understanding of its development process, analyzed and summarized the technology development of hydraulic excavator. Understand hydraulic excavator hydraulic system structure. Hydraulic excavator is composed of a plurality of system components, including the hydraulic system, drive system, control system, engine, fuel tank, table and so on. My design focused on the design of hydraulic system of excavator. Keywords: hydraulic system excavator目录摘要......................................................................................................................................................... I I Summary . (III)第一章前言 (1)1.1前言 (1)1.2 挖掘机的简介 (2)1.3 国内外的发展趋势 (2)1.3.1 国内发展趋势 (2)1.3.2 国外发展趋势 (3)1.4 本设计的主要内容 (4)1.4.1 了解液压挖掘机液压系统的结构 (4)1.4.2 挖掘机液压系统设计要求 (4)第二章液压挖掘机结构与工作原理 (4)2.1 液压挖掘机的系统组成 (4)2.1.1 动力系统 (4)2.1.2 液压系统 (5)2.1.3 机械系统 (5)2.1.4 控制系统 (5)2.2 液压挖掘机结构 (5)2.2.1 液压挖掘机组成 (5)2.2.2 单斗反铲液压挖掘机 (6)2.2.3 液压挖掘机工作循环过程 (7)2.3 液压挖掘机传动原理 (7)第三章挖掘机工况分析以及液压系统设计方案的的确定 (8)3.1 液压系统的工况分析 (8)3.1.1 挖掘工况分析 (9)3.2 挖掘机液压系统的设计要求 (9)3.2.1 满斗举升回斗工况分析 (11)3.2.2 卸载工况分析 (11)3.2.3 空斗返回工况分析 (12)3.3 挖掘机液压系统的设计要求 (12)3.3.1 动力性要求 (13)3.3.2 操纵性要求 (13)3.3.3 节能性要求 (14)3.3.4 安全性要求 (14)3.3.5 其它性能要求 (14)3.4 液压系统方案拟订 (14)第四章液压系统的设计 (15)4.1 确定油缸所受的作用力 (15)4.1.1 铲斗油缸作用力的分析 (15)4.1.2 斗杆油缸作用的确定 (18)4.1.3 动臂油缸作用力分析 (19)4.2 各油缸尺寸的确定 (20)4.2.1 铲斗油缸工作压力的确定 (20)4.2.2 缸径D和油塞杠直径d的确定 (21)4.2.3 缸壁厚和外径的计算 (21)4.3 斗杆油缸尺寸的计算 (22)4.3.1 由铲斗油缸计算步骤知斗杆缸受力平衡 (22)4.3.2 缸壁厚和外径的计算 (22)4.4 动臂缸的尺寸计算 (23)4.4.1 由铲斗油缸计算步骤知动臂油缸受力平衡 (23)4.4.2 缸壁厚和外径的计算 (23)4.6 各液压缸和马达流量的确定 (24)4.6.1 每个缸的流量计算 (25)4.6.2 回转马达的流量的计算及选型 (25)4.6.3 行走马达的选用 (26)4.6.4 主回路液压泵的选择 (27)4.7 管路油管的选择 (28)4.7.1 油管内径的确定 (28)4.7.2 管接头的选择 (28)4.7.3 螺塞的选用 (29)4.8 液压油箱的确定 (29)4.8.1 液压系统的发热和升温的验算 (29)4.9 液压装置的结构设计 (30)4.9.1 阀集成款 (30)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)i第一章前言1.1前言作为具有多功能这一特性的机械，液压挖掘机被广泛使用于交通运输，矿山采掘和电力工程等施工中，挖掘机减轻了作业难度，提高作业效率，加快建设速度以及提高劳动生产率方面表现出十分显著的作用。

液压挖掘机动臂结构的优化设计

液压挖掘机动臂结构的优化设计【摘要】本文通过对液压挖掘机动臂结构的优化设计进行简单介绍，以实例的方式通过优化前后的动臂对比，表现出优化设计的优点。

同时，对动臂液压控制方案进行详细阐述，以供参考。

【关键词】液压挖掘机；动臂；结构优化设计；控制方案一、前言液压挖掘机与机械钢索式电铲相比，具有整机重量轻、调速范围大、机动性和操作性好、挖掘工作的运行轨迹更优，而且在降低运营成本方面也极具优势。

现有的优化设计方法, 如机械产品的广义优化设计, 是面向全系统、全过程和全性能的优化设计。

本文对液压挖掘机的动臂结构的优化设计进行介绍。

二、液压挖掘机动臂结构性能优化分析液压挖掘机的结构是由动臂、斗杆、铲斗、油缸和一组连杆机构构成，在进行工作的时候，要承受到外界的巨大载荷，而且根据不同的工况会产生不同的应力和形变。

因此，其性能的好坏会对挖掘机的作业可靠性和安全性产生巨大的作用。

本文将以动臂为研究对象，它主要的结构是侧板、盖板、动臂油缸、吊耳等几个部分。

在建模的过程中，处于对模型简化的要求，在此省略了圆角、螺纹孔和倒角等结构所产生的影响。

1、动臂强度分析挖掘机在整个作业过程当中，三组油缸的变化会有很多种工况出现，最典型的有三种：最大挖掘半径、最深挖掘位置和最大作用力臂位置。

不同的工况状态下，挖掘机所承受的载荷大小以及受力点和受力程度都是不同的，应力集中的部位、危险界面的所在位置也都不相同。

因此，要具体工况进行具体分析。

在工况三的工作装置的状态是动臂油缸全缩，这时对它施加载荷的时候，各铰点的位置都有销轴连接，难以确定载荷的大小。

此时，可以用销轴传递载荷进行加载，并根据受力物体的内圆柱面作为受力面，方向沿径向。

如图1所示。

由图1可以看出，动臂的最大应力为18.4MPa，发生在与斗杆的连接处，在后续工作的优化过程中要着重考查这一部分的性能变化。

2、动臂优化设计对于挖掘机动臂的优化方案的目的是找到一个最能够节省材料而且强度又能够达到工作要求的方案。

《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》

《基于VB的液压挖掘机动臂的APDL参数化设计与优化》篇一一、引言随着科技的不断发展，工程机械的智能化、自动化水平不断提高。

液压挖掘机作为工程建设中的重要设备，其动臂的设计与优化对于提高挖掘效率、降低能耗具有重要意义。

本文将介绍一种基于VB（Visual Basic）的液压挖掘机动臂的APDL（ANSYS Parametric Design Language）参数化设计与优化的方法，以期为相关领域的研究提供参考。

二、动臂的参数化设计1. 设计需求分析在动臂的参数化设计阶段，首先需要明确设计需求，包括动臂的工作环境、承载能力、尺寸限制等。

此外，还需要考虑动臂的制造工艺、材料选择等因素。

2. 建模与参数化利用VB和APDL进行动臂的建模与参数化。

首先，在VB中建立动臂的基本框架，包括主要结构、连接方式等。

然后，利用APDL对模型进行参数化设计，将动臂的各个部分定义为参数，以便于后续的优化和调整。

3. 有限元分析对参数化后的动臂进行有限元分析，包括静力学分析、动力学分析等。

通过分析结果，可以了解动臂在不同工况下的受力情况、变形情况等，为后续的优化提供依据。

三、优化方法与步骤1. 确定优化目标根据设计需求和有限元分析结果，确定优化目标。

例如，可以以减轻动臂重量、提高动臂强度、降低能耗等为目标进行优化。

2. 选择优化算法根据优化目标选择合适的优化算法。

常见的优化算法包括遗传算法、粒子群算法、梯度下降法等。

本文采用遗传算法进行优化。

3. 优化过程在VB中编写遗传算法的程序，将APDL模型与遗传算法相结合，对动臂的参数进行优化。

通过不断迭代和调整，得到满足优化目标的最佳参数组合。

四、结果与分析1. 优化结果经过优化后，得到一组满足优化目标的最佳参数组合。

与原始设计相比，优化后的动臂在重量、强度、能耗等方面均有所改善。

2. 分析与讨论对优化结果进行分析和讨论。

首先，对比优化前后的动臂性能指标，如重量、强度、应力分布等。

液压挖掘机系统设计

液压挖掘机系统设计作者：孔德文等编著出版社：化学工业出版社•出版时刻：2007-1-1液压挖掘机的液压系统按照液压挖掘机工作装置和各个机构的传动要求，把各个液压元件用管路有机地连接起来的组合体，称为挖掘机的液压系统。

液压挖掘机的差不多液压系统是由能使挖掘机完成差不多作业动作并以手动操纵为主的差不多功能回路所构成的液压系统。

一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、操纵软件、辅助软件和液压油。

动力元件的作用是将原动机的机械能转换称液体的动能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。

液压泵的结构形式一样油齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

执行元件或回转运动。

操纵元件（即各种液压阀）在液压系统中操纵和调剂液体的压力、流量和方向。

依照操纵功能的不同，液压阀能够分为压力操纵阀、流量操纵阀和方向操纵阀。

压力操纵阀又可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等：流量操纵阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等：方向操纵阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。

依照操纵方式不同，液压阀可分为开关式操纵阀、定值操纵阀和比例操纵阀。

辅助元件包括邮箱、滤油器、油管及接头、密封圈、压力表、油位油温计等。

液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、软化液和合成型液压油等几类。

液压系统的功能是以油液为工作介质，利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送，然后通过液压缸和液压马达等执行元件再将液压能再转变为机械能，实现挖掘机的各种动作。

用特定的简单符号绘出这些元件相互关系的图，称为液压系统图。

液压系统图只反映系统中各元件的差不多关系，不表示其具体结构形式。

液压系统设计设计得合理与否，对挖掘机的性能起着决定性的作用。

同样的元件，若系统设计的不同，则机器的性能差异专门大。

因此，分析和研究各种液压系统，能清其设计原理是专门必要的。

1液压挖掘机对液压系统的差不多要求液压挖掘机的动作复杂，机构经常启动、制动、换向、负载变化大，冲击和振动频繁，而却野外施工作业，温度变化和地理条件差别大，因此，应依照液压挖掘机的工作特点和环境特点，对其液压系统提出一些有别于其他应用的要求。