柳工挖掘机基本知识培训及液压系统分析
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柳工挖掘机的液压系统及控制 ppt课件
液压泵的基本性能参数
流量Q（单位L/min，升/分钟） 单位时间内输出液压油的体积。 Q=q×n（不考虑单位转换系数，下同） 其中n是泵的转速，单位rpm，转/分钟
泵的功率N（单位Kw，千瓦） N=P×Q
液压马达的基本性能参数
排量q（单位ml/r，毫升/转） 液压马达每转一周所排出液体的体积。排量不可变的叫定量马达， 排量可变的叫变量马达。
主控阀杆
泵1
合流阀杆 泵2
挖掘机的液压系统
驱动
控制油
操纵
柴油机
先导泵
先导阀
司机
驱动
工作油
工作泵
控制油 工作油
主控阀
马达
实现 工作装置工作
工作油 油缸
实现 旋转、行走
液压泵的基本性能参数
压力P（单位Mpa，兆帕） 泵的输出压力由负载决定。负载↑压力↑，负载↓压力↓。安 全阀限制最高压力。
排量q （单位ml/r，毫升/转） 泵每转一周所排出的液压油的体积。排量不可变的泵叫定 量泵；排量可变的泵叫变量泵。
液压泵与液压 马达原理上是 可逆的，但结 构略有不同。
液压泵——轴向柱塞泵
液压控制阀
流量控制阀 压力控制阀 方向控制阀
流量控制阀
主要控制流过管路的流量，通过对流量的控制 还可以对回路的压力产生一定影响。注意 节流会产生损失。
节流阀（阻尼孔）
节流阀
P前
P
△P=P前－P后
使液压油通过小孔、缝隙、窄槽等结构元素后流 量减小并产生压力降△P（阻尼） 。注意流动的 液压油才具有上述性质。如果液压油是静止状态 ，则根据连通器原理，前后的压力是相等的。
液压伺服控制系统的应用示例
阀杆控制方式：手控、液控、电控或者它们的组合
CLG205C液压系统分析(2010.18)
直 线 行 走
行 走 回 路 （ 无 直 线 行 走 阀）
行 走 马 达
行走马达
1. 设制动后左边产生 高压，先a后b： 2. 一级安全阀a的调定 压力为10.2MPa；二 级安全阀b的调定压 力为41.2MPa。 3. 如果制动后右边产 生高压，则一级安 全阀为b；二级安全 阀为a。
b
a
行走马达
液压恒功率控制要点
• 泵调节器是一种液压伺服控制机构，它至少要有两根 弹簧，构成两条直线段，在压力-流量图上形成近似 的恒功率曲线。 • 调节弹簧的预紧力可以调节泵的起始压力调定点压力 p0（简称起调压力），调节起调压力就可以调节泵的 功率。起调压力高，泵的功率大；起调压力低，泵的 功率小。因此恒功率变量又叫做压力补偿变量。 • 只有当系统压力大于泵的起调压力时才能进入恒功率 调节区段，发动机的功率才能得到充分利用。压力与 流量的变化为：压力升高，流量减小；压力降低，流 量增大。维持：流量×压力=功率不变。 • 当泵的转速发生变化时，泵的流量（功率）也变化。
过容积变量来实现无级调速，功率利用 和系统性能较好 • 变量系统多采用变量泵-定量马达的组合方 式实现无级变量，且都是双泵双回路 • 根据两个回路的变量有无关连，分为：
分功率变量系统
全功率变量系统
液压柱塞泵和柱塞马达的变量
变量泵
变量马达
常见变量机构原理图
分功率变量调节
系统的每个油泵各有一个功率调节机 构，油泵的流量变化只受自身所在回路
KAWASAKI
减 压 阀 式
手 控 先 导 控 制 阀
压盘 推杆 弹簧 传力杆 面积a大 开口
T
封闭
弹簧座 调压弹簧 回位弹簧 T 节流孔 封闭
开口 阀杆
柳工挖掘机的液压系统及控制
压力控制阀
安全阀——限制系统最高压力，保护系统元件不被高压损 坏。
直动式：中低压系统 先导式：高压系统 过载阀：限制封闭管路最高压力。 减压阀
直动式安全阀
弹簧比较硬
先导式安全阀
弹簧比较硬
弹簧很软
液压油通过节流孔 时，在节流孔的前 后产生压力差△P △P=P－P′
直动式减压阀
液压油通过缝隙 产生压力降△P PC =PA－ △P
2. 一般情况下两 个阀全开
手先导控制回路
1. 减压阀式先导阀 2. 带梭阀 3. 控制多条油路
驱动连杆 反馈连杆
驱动连杆 伺服油缸
伺服阀杆
全功率控制阀杆
负流量控制阀杆 反馈连杆
液压系统的几个独特功能
直线行走： 挖掘机在直线行走过程中，无论司机操纵回转和工作装置
的任何一个动作，直线行走阀杆都会保持挖掘机的直线行走，或 者说保持进入两个行走马达的相对流量不改变。
基本原理：扣除其他动作需要的流量后，将两个泵的出油 经过直线行走阀杆汇合再重新分配给两个行走马达。
回位弹簧
先导泵 来油
电磁阀
二方 通向 插控 装制
液压蓄能器
原理：气体被压 缩后储存能量。 作用：吸收液压 膜片 振动和冲击并且 可以作为应急能 源使用。
充满氮气
液压回路的串联
串联：多路换向阀中上一个阀 的回油为下一个阀的进油。 液压泵的工作压力是同时 工作的执行元件的总和， 这种油路可以做复合动作， 但是克服外载荷的能力比 较差。
能量守恒。
面积大 面积小
重物
充满油
力＝压力×面积 速度＝流量÷面积 功率＝速度×力
液压系统原理图常用线型和符号
1. 粗实线：主管路和主油道。 2. 虚线：控制管路和控制油道。 3. 双点划线：部件组成，它一般是
【柳工挖机培训资料】挖掘机故障
解体脚先导阀步骤
拆除后清洗干净找出污物装回
6、单个动作无力或慢（脚先导阀）
• 1、检查阀芯行程 。
• 2、检查先导二次压力。（脚先导阀故障拆解步
•
骤同上）
检查阀芯行程
检测先导液压系统二次压力
二、主液压系统故障分析
• 1、各种动作慢、无力或无动作 • 1）检查液压油位是否在标准刻度内。 • 2）检测主系统压力。 • 3）检查主溢流阀。 • 4）油口溢流阀故障 。 • 5）工作泵磨损或损坏。 • 6）工作泵连轴器损坏
取出时注意零件小小心丢失
找出堵塞小孔异物清洗干净装回
4、斗杆、动臂工作时，柴油机熄火
• 首先检查柴油机燃油滤网是否清洁，在确 认柴油机系统无问题情况下进行以下工作： • 拆出工作泵上调节器，清洗负反馈阀芯或 功率调节器阀芯，使之灵活。
清洗或维修阀芯使之灵活
装配时注意拨叉要卡住活塞头
5、铲斗、回转、行走单边工作慢。斗杆、动臂 工作正常或铲斗、回转、左右行走同时工作正常
• 1)检测先导液压系统一次压力（压力 40kg/cm2）。 （检测方法同上） 2）溢流阀故障。（排除方法同上） • 3） 先导泵损坏或磨损。
普通 产品 用先 导泵
C系列用先导泵
解体 先导泵检查
检查泵体是否损坏或磨损
3、单个动作连续作用停不下来（先导阀）关闭 转阀后才能停止。
• 手先导阀阀芯卡死。 检查与修理：修理手先导阀使之灵活。
2）回油单向阀损坏
• 在主回油路上，拆卸下回油单向阀，解体维修或更换。
回油单向阀
如损坏维修或更换
3）回转马达柱塞或滑靴坏
•
解体回转马达，维修或更换。
解体回转马达步骤；
柱塞 或滑 靴如 有损 坏进 行维 修或 更换
拆除后清洗干净找出污物装回
6、单个动作无力或慢（脚先导阀）
• 1、检查阀芯行程 。
• 2、检查先导二次压力。（脚先导阀故障拆解步
•
骤同上）
检查阀芯行程
检测先导液压系统二次压力
二、主液压系统故障分析
• 1、各种动作慢、无力或无动作 • 1）检查液压油位是否在标准刻度内。 • 2）检测主系统压力。 • 3）检查主溢流阀。 • 4）油口溢流阀故障 。 • 5）工作泵磨损或损坏。 • 6）工作泵连轴器损坏
取出时注意零件小小心丢失
找出堵塞小孔异物清洗干净装回
4、斗杆、动臂工作时，柴油机熄火
• 首先检查柴油机燃油滤网是否清洁，在确 认柴油机系统无问题情况下进行以下工作： • 拆出工作泵上调节器，清洗负反馈阀芯或 功率调节器阀芯，使之灵活。
清洗或维修阀芯使之灵活
装配时注意拨叉要卡住活塞头
5、铲斗、回转、行走单边工作慢。斗杆、动臂 工作正常或铲斗、回转、左右行走同时工作正常
• 1)检测先导液压系统一次压力（压力 40kg/cm2）。 （检测方法同上） 2）溢流阀故障。（排除方法同上） • 3） 先导泵损坏或磨损。
普通 产品 用先 导泵
C系列用先导泵
解体 先导泵检查
检查泵体是否损坏或磨损
3、单个动作连续作用停不下来（先导阀）关闭 转阀后才能停止。
• 手先导阀阀芯卡死。 检查与修理：修理手先导阀使之灵活。
2）回油单向阀损坏
• 在主回油路上，拆卸下回油单向阀，解体维修或更换。
回油单向阀
如损坏维修或更换
3）回转马达柱塞或滑靴坏
•
解体回转马达，维修或更换。
解体回转马达步骤；
柱塞 或滑 靴如 有损 坏进 行维 修或 更换
挖掘机液压原理基本知识课堂PPT
切削土石
铲斗提升、回转
卸料、回转
在上述循环工作中，各执行机构启动制动频繁，负载变化大， 振动冲击多，主要执行机构要能实现复合动作，有足够的可靠性 和较完善的安全保护措施，能充分利用发动机功率和提高传动效 率。
4
挖掘机的分类
挖掘机
连续作业式
周期作业式
斗轮挖掘机、挖沟机 单斗液压挖掘机 机械式挖掘机 电 铲
11
第三部分
挖掘机液压原理基本知识
12
基本原理及现象-帕斯卡原理
帕斯卡原理是一个静力学原理，
对于“理想液体”有：
1、处于密闭容器内的“理想液 体”对施加于它表面的压力向各 个方向等值传递；
2、速度的传递按“容积变化相 等”的原则；
3、液体的压力由外载荷建立。 4、能量守恒。
面积大 重物
面积小
充满油
32
控制元件-流量控制阀
流量控制阀是通过改变阀口大小，改变液阻实现流量调节。 qKLApm
流量控制阀主要控制流过管路的流量，通过对流量的控制， 还可以对回路的压力产生一定影响，注意节流会产生压力损失。
普通流量控制阀包括节流阀、调速阀和分流集流阀。
33
控制元件-节流阀
节流阀是一种最简单的流量控制阀，实质相当于一个可变节 流口。
双向、定量
单向、变量
25
动力元件-液压泵分类
泵的分类
齿轮泵，用于低压系统，如先导泵； 叶片泵，用于中压系统，小于6.3MPa； 柱塞泵，用于高压系统，造价高； 螺杆泵，工程机械使用较少。
挖掘机中最常见的是齿轮泵和轴向柱塞泵
26
动力元件-齿轮泵
齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的，原理图如下：
面积不断减小，压油口
柳工CLG906C挖掘机液压系统原理图及阀位孔标识
铲斗油 打黄油 铲斗油缸大腔 铲斗油缸 截止阀 缸小腔
液压系统原理图�常规系统�节流系统�
906C、904C(防爆阀、动臂偏转)液压原理图
系统的特点
直线行走功能 中位锁定功能 过载保护和补油功能
直线行走功能
直线行走� 挖掘机在直线行走过程中�无论司机操纵
回转和工作装置的任何一个动作�直线行走阀杆 都会保持挖掘机的直线行走�或者说保持进入两 个行走马达的相对流量不改变。
压力20.6MPa
动臂阀片
铲斗油口溢流 阀�压力 25MPa
推土阀片 直线行走阀片 回转阀片
备用阀片
右行走阀片
P1泵主溢流阀�压力 21.6MPa
左行走阀片 动臂合流阀片
备用油口溢流阀 �压力14MPa
推土油口溢流阀 �压力25MPa
一、主液压管路介绍(主阀管路)
动臂油管 右行走油管 P2进油管 P1进油管 铲斗油管 T1回油油管
左行走油管 P3进油管 T2回油油管 回转油管 推土油管 斗杆油管 液压锤油管
一、主液压管路介绍(回转马达管路)
回转马达工作油口
回转马达 补油口M 回转马达 泻油口DB
二、先导液压管路介绍(主阀先导口介绍)
Pb1口:控制铲斗大腔 Pb2口:控制动臂大腔
DR1口:接油箱 Pb3口:控制右行走 Pb4口:控制右行走 Pi2口:控制动臂上升 合流
锁定回路-二通插装阀
过载保护和补油功能
作用�
1. 油缸或马达的中位保 护�
2. 泵供油来不及的时候 补油。
应用位置�
所有油缸�马达有自
己特殊的过载保护回
路�。
A
主泵内部结构
1、主泵剖面图
2、缸体、柱塞、配流盘
液压系统原理图�常规系统�节流系统�
906C、904C(防爆阀、动臂偏转)液压原理图
系统的特点
直线行走功能 中位锁定功能 过载保护和补油功能
直线行走功能
直线行走� 挖掘机在直线行走过程中�无论司机操纵
回转和工作装置的任何一个动作�直线行走阀杆 都会保持挖掘机的直线行走�或者说保持进入两 个行走马达的相对流量不改变。
压力20.6MPa
动臂阀片
铲斗油口溢流 阀�压力 25MPa
推土阀片 直线行走阀片 回转阀片
备用阀片
右行走阀片
P1泵主溢流阀�压力 21.6MPa
左行走阀片 动臂合流阀片
备用油口溢流阀 �压力14MPa
推土油口溢流阀 �压力25MPa
一、主液压管路介绍(主阀管路)
动臂油管 右行走油管 P2进油管 P1进油管 铲斗油管 T1回油油管
左行走油管 P3进油管 T2回油油管 回转油管 推土油管 斗杆油管 液压锤油管
一、主液压管路介绍(回转马达管路)
回转马达工作油口
回转马达 补油口M 回转马达 泻油口DB
二、先导液压管路介绍(主阀先导口介绍)
Pb1口:控制铲斗大腔 Pb2口:控制动臂大腔
DR1口:接油箱 Pb3口:控制右行走 Pb4口:控制右行走 Pi2口:控制动臂上升 合流
锁定回路-二通插装阀
过载保护和补油功能
作用�
1. 油缸或马达的中位保 护�
2. 泵供油来不及的时候 补油。
应用位置�
所有油缸�马达有自
己特殊的过载保护回
路�。
A
主泵内部结构
1、主泵剖面图
2、缸体、柱塞、配流盘
挖掘机液压系统的工作原理和调试方案
挖掘机液压系统的工作原理和调试方案挖掘机是一种重型工程机械，广泛应用于土方开挖、矿山开采、道路建设等领域。
而挖掘机的液压系统是其核心部件之一，起到了传递能量、控制执行机构的重要作用。
本文将介绍挖掘机液压系统的工作原理和调试方案。
一、挖掘机液压系统的工作原理挖掘机液压系统由液压泵、液压马达、液压缸、液压阀等组成。
液压泵通过吸入液体并通过压力油路将液体送入液压马达和液压缸，从而产生动力。
液压马达将液体的动能转化为机械能，驱动挖掘机的各个执行机构。
液压缸则通过液体的压力来实现线性运动，如挖斗的升降和回转等。
液压系统的工作原理基于帕斯卡定律，即液体在容器内均匀传递压力。
当液压泵提供的压力大于液压缸或液压马达的阻力时，液压系统将产生足够的动力来推动执行机构的运动。
而通过控制液压阀的开关，可以实现对液压系统的流量、压力和方向的控制，从而实现挖掘机的各项操作。
二、挖掘机液压系统的调试方案挖掘机液压系统的调试是确保其正常工作的重要环节。
以下是一些常用的调试方案：1. 液压系统的检查：首先需要检查液压系统的各个部件是否安装正确、连接紧固，并进行泄漏测试。
如果存在泄漏，需要及时排除，以确保液压系统的正常运行。
2. 液压油的选择：挖掘机液压系统需要使用特定的液压油，因此在调试前需要选择合适的液压油，并注意其粘度、温度范围和抗氧化性能等指标。
3. 液压系统的排气：在液压系统中，气体的存在会影响系统的正常工作。
因此，在调试前需要对液压系统进行排气操作，确保系统内的气体被完全排除。
4. 液压系统的调节：液压系统的调节是为了确保液压泵的输出流量和压力符合设计要求。
通过调节液压泵的转速和液压阀的开关，可以达到理想的液压系统工作状态。
5. 液压系统的保养：挖掘机液压系统的保养是确保其长期稳定运行的关键。
定期更换液压油、清洗液压过滤器、检查液压管路的磨损等，都是保持液压系统良好工作状态的必要措施。
总结：挖掘机液压系统是挖掘机的核心部件，其工作原理和调试方案对于挖掘机的正常运行至关重要。
柳工挖掘机的液压系统及控制概论
柳工挖掘机的液压系统及控制概论
柳工挖掘机的液压系统结构主要包括液压泵、液压马达、液压缸、配压阀、控制阀等组成。
液压泵是液压系统的动力源，负责向液压系统供应高压液体。
液压马达则是将液体能量转换为机械能，驱动执行机构进行工作。
液压缸作为液压系统的执行机构，负责完成挖掘机的各项动作，如铲斗的提升、倾斜、回转等。
液压系统的工作原理是利用液体的流体性质，通过控制压力和流量来实现动力传递和工作机构的运动控制。
液压系统具有以下优点：一是能够实现很大的力矩和功率输出，适应各种大型工作需求；二是可靠性高，可在各种恶劣环境下稳定运行；三是动作平稳，操作灵活，能够实现多种工作方式和动作组合。
总结而言，柳工挖掘机的液压系统是挖掘机的核心部件，负责传递能源，控制机构的运动，实现挖掘机的各项动作和功能。
液压系统的结构和控制方式决定了挖掘机的工作效率和性能。
因此，对于柳工挖掘机的用户和维护人员来说，了解液压系统的原理和控制方法，对于提高挖掘机的使用效果和维修保养都有着重要的意义。
柳工装载机液压系统(画过)
单向阀: Check valve:
开启压力: 0.05MPa Opening pressure: 0.05 MPa
标题
工作系统参数 Parameters of Working System
分配阀: Distribution valve:
类型: 整体双联阀 Type: integral dual valve 额定流量: 250L/M Rated flow: 250L/M 主溢流阀设定压力: 20MPa Main overflow valve setting pressure: 20 MPa 转斗油缸小腔设定压力: 22MPa Setting pressure of small cavity of rotating bucket cylinder: 22 MPa 转斗油缸大腔设定压力: 22MPa Setting pressure of big cavity of rotating bucket cylinder: 22 MPa
先导操纵阀: Pilot valve:
额定工作压力:………………... …… .… . 2.5 MPa Rated working pressure:………………....2.5 MPa 额定流量: ………..……….…………..…10 L/min Rated flow:………..……….…………..…10 L/min 控制压力范围: Controlled pressure range: 铲斗联: …….………………. 0.5~2.5 MPa Bucket linkage:…….…………0.5-2.5 MPa 动臂联: …………………..… 0.5~2.0 MPa Movable arm linkage:………… 0.5-2.0 MPa 电磁铁工作电压: .….…. …… .. …… .. …… DC 24 V Electromagnet working pressure:………… DC 24 V
《挖掘机液压基础知识》PPT模板课件
§3-9 爬坡能力
❖ 爬坡能力是指爬坡、下坡，或在一个坚实、平整的坡 上停止的能力。
❖ 两种表示方法：角度 ，百分比。 爬坡角度θ，一般为35°。 tanθ=b/a，一般为70%。
❖ 微型机指标一般为30°或58%。
§3-10 接地比压
❖ 接地比压的大小决定了挖掘机适合工作的地面条件。 ❖ 接地压力指机器重量对地面产生的压力。
连续作业式挖掘机
§1-4 挖掘机分类
机械式单斗挖掘机
§1-4 挖掘机分类
单斗液压挖掘机
§1-4 挖掘机按机重分类
微型挖掘机：
整机重量≤ 6t
小型挖掘机： 6t ＜整机重量≤ 13t
中型挖掘机： 13t ＜整机重量≤ 40t
大型挖掘机： 40t ＜整机重量≤ 100t
特大型挖掘机：100t ＜整机重量
E 发动机罩总高度 F 配重离地间隙 G 轮距 H 下部行走体长度
I 轨距 J 履带板宽度 K 最小离地间隙 L 总长度
§3-7 回转速度和扭矩
❖ 回转速度：挖掘机空载时，稳定回转所能达到的平均 最大速度。
❖ 标注的回转速度，既不是指起动时，也不是指制动时 的回转速度。对于一般的挖掘工况，挖掘机在0°～ 180°的范围内工作时，回转马达有加速和减速，当转 到270°～360°范围内时，回转速度达到稳定。
4. 净功率 SAE J1349；ISO 9249（net horsepower）
5. A、指在装有全部消耗功率附件，如消音器、风扇、发电机及空 气滤清器的情况下，在发动机飞轮上测得的输出功率。(GB,VOLVO)
6. B、指在装有发动机运行必须的消耗功率附件，一般为风扇的情 况下，在发动机飞轮上测得的输出功率。(ISO)
柳工922D工作系统原理
柳工922D工作系统原理
柳工922D工作系统是一种用于挖掘工作的系统。
它采用了液
压驱动和液力传动技术，用于实现挖斗的动作。
系统包括以下几个主要部件：
1. 液压系统：柳工922D采用液压系统来提供所需的动力。
液
压泵将液压油压力转换成流体能量，并将其传送到液压缸和液压马达中。
2. 液力传动系统：液力传动系统通过油液的流动来传递和调节扭矩和功率。
液力传动器通过油液的速度和压力变化来实现动力的传递。
3. 控制系统：柳工922D配备了先进的电子控制系统，用于监
测和控制挖斗的运动。
控制系统包括传感器、控制器和执行器，可以实现高精度的操作和控制。
4. 挖斗系统：柳工922D的挖斗由液压缸驱动。
挖斗的动作可
以通过控制系统来控制，包括上升、下降、开合等动作。
5. 转台系统：柳工922D配备了回转台系统，用于实现挖斗的
回转。
转台系统由电动机和传动系统驱动。
柳工922D工作系统通过上述各个部件的协调工作，实现了高效、精确的挖掘操作。
它能够适应各种作业环境和地质条件，并具有较高的工作效率和可靠性。
柳工挖掘机的液压系统及控制课件
液压系统未来发展趋势
节能环保 随着环保意识的提高，未来挖掘 机液压系统将更加注重节能环保 设计，降低能耗，减少污染。
电液混合驱动 未来挖掘机液压系统将可能采用 电液混合驱动方式，结合电动机 和液压缸的优点，实现更高效、 更稳定的动力输出。
智能化
结合人工智能、大数据等技术， 挖掘机液压系统将实现更高程度 的智能化，提高设备自主维护和 故障诊断能力。
系统压力调整
解释如何通过调整系统 压力来优化挖掘机的工 作性能，以适应不同作 业场景的需求。
液压回路优化
探讨通过改进液压回路 设计，提高系统效率和 响应速度的方法。
液压元件选型
介绍如何选用高性能液 压元件，如变量泵、比 例阀等，以提升液压系 统整体性能。
实机操作与液压系统维护实践
01
实机操作演示
通过实机操作演示，展示挖掘机在作业过程中的正确操作方法和注意事
高压化
高压化是液压系统发展的重要趋 势，通过提高系统压力，可以减 小液压元件尺寸，提高系统传动 效率。
对学员的期望与建议
持续学习
希望学员在课程结束后，能够持续关注挖掘机液压系统及控制领域的新技术、新发展，不 断提升自身专业素养。
实践为重
鼓励学员将所学知识应用到实际工作中，多进行实践操作，积累经验，提高技能水平。
柳工挖掘机广泛应用于建 筑、水利、交ห้องสมุดไป่ตู้等基础设 施建设领域。
挖掘机型号
柳工挖掘机型号多样，从 小型到大型，满足不同工 程需求。
液压系统的重要性
动力传输
液压系统能够将发动机的动力转化为液压能，实 现挖掘机的各种动作。
稳定性
液压系统能够平稳地控制挖掘机的动作，提高作 业精度和效率。
装载机液压系统知识
43
工作装置自动复位系统
①
③
②
①
③
②
④
1.转斗油缸 2.转斗磁铁 3.转斗行进开关
1.前车架 2.动臂 3.动臂磁铁 4.动臂行进开 关
工作装置自动复位系统包括动臂限位和铲斗放平控制两部分。动臂
限位装置主要由动臂磁铁和动臂行进开关组成。转斗放平控制装置
主要由转斗磁铁和转斗行进开关组成。
44
装载机液压系统发展趋势
15
工作液压系统
工作液压系统是用于控制装载机工作装置中动臂和转 斗以及其他附加工作装置动作。
16
工作液压系统——30E\40B\50C
17
软轴操纵工作液压系统——30E\40B\50C
操纵杆
转斗缸
操纵软轴
工作泵
动臂缸
分配阀
液压油箱 18
工作液压系统原理图——30E\40B\50C
当分配阀中的动臂和转斗换向阀 均处于中位时，工作泵输出的流 量经分配阀返回油箱，动臂和转 斗的前后腔均封闭，动臂和铲斗 保持在原位置。操纵动臂换向阀 可使动臂提升、下降或浮动，操 纵转斗换向阀则可使铲斗前倾或 后倾。
粒和非铁质颗粒分开 4. 检查所有的管路及接头，看看是否有渗漏和损坏 5. 检查油箱的空气呼吸器是否正常
48
工作液压系统故障及维修
工作装置动作无力：
1．液压油箱油位不足 2．液压油液污染严重 3．工作泵吸油不畅 4．油缸密封件损坏，内漏严重 5．工作泵内漏严重 6．分配阀阀杆磨损，内漏严重 7．分配阀主溢流阀弹簧失效，调定压力过低。 8．减压阀中阀卡死或调压弹簧失效，先导控制压力不足 9．制动蓄能器泄漏或充气压力低，先导控制压力不足
29
Ⅲ阶段工作液压系统
工作装置自动复位系统
①
③
②
①
③
②
④
1.转斗油缸 2.转斗磁铁 3.转斗行进开关
1.前车架 2.动臂 3.动臂磁铁 4.动臂行进开 关
工作装置自动复位系统包括动臂限位和铲斗放平控制两部分。动臂
限位装置主要由动臂磁铁和动臂行进开关组成。转斗放平控制装置
主要由转斗磁铁和转斗行进开关组成。
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装载机液压系统发展趋势
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工作液压系统
工作液压系统是用于控制装载机工作装置中动臂和转 斗以及其他附加工作装置动作。
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工作液压系统——30E\40B\50C
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软轴操纵工作液压系统——30E\40B\50C
操纵杆
转斗缸
操纵软轴
工作泵
动臂缸
分配阀
液压油箱 18
工作液压系统原理图——30E\40B\50C
当分配阀中的动臂和转斗换向阀 均处于中位时，工作泵输出的流 量经分配阀返回油箱，动臂和转 斗的前后腔均封闭，动臂和铲斗 保持在原位置。操纵动臂换向阀 可使动臂提升、下降或浮动，操 纵转斗换向阀则可使铲斗前倾或 后倾。
粒和非铁质颗粒分开 4. 检查所有的管路及接头，看看是否有渗漏和损坏 5. 检查油箱的空气呼吸器是否正常
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工作液压系统故障及维修
工作装置动作无力：
1．液压油箱油位不足 2．液压油液污染严重 3．工作泵吸油不畅 4．油缸密封件损坏，内漏严重 5．工作泵内漏严重 6．分配阀阀杆磨损，内漏严重 7．分配阀主溢流阀弹簧失效，调定压力过低。 8．减压阀中阀卡死或调压弹簧失效，先导控制压力不足 9．制动蓄能器泄漏或充气压力低，先导控制压力不足
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Ⅲ阶段工作液压系统
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动臂、斗杆结构
箱型截面
• 厚板小截面：同等强度条件下，重量略大一些
•
• •
薄板大截面：同等强度条件下，重量略小一些， 但要保证薄板不失稳
最终目的：重量轻，强度高，刚性好 有效的工具：计算机有限元应力分析
动臂
动臂是反铲装置的主要部件，其结构有： • 整体式动臂：多用于长期作业条件相似的 挖掘机上 • 组合式动臂：
回转支承
回转支承实际上就是一个带内齿圈的、放大了的滚动 轴承，内齿圈（相当于轴承内圈）固定在行走架上， 外圈固定在转台上，安装在转台上的液压马达+减速 机驱动小齿轮带着回转 转台转动
生产率
生产率是挖掘机主要技术经济指标之一。
• 理论生产率：在“计算条件”下连续工作一小时的 生产率。 “计算条件”是：1、操作熟练；2、常见 工作条件和工作尺寸；3、工作、运输工具的位置恰 当。
整体式动臂
• • • • 结构简单，质量轻而刚度大； 缺点是更换的工作装置少，通用性较差。 整体式动臂又可分为直动臂和弯动臂两种。 直动臂结构简单、质量轻、制造方便，但 不能获得较大的挖掘深度，主要用于悬挂 式液压挖掘机； • 弯动臂是目前应用最广泛的结构型式，它 可以使挖掘机有较大的挖掘深度。但降低 了卸土高度，这正符合挖掘机反铲作业的 要求。
行走架
• 行走架是履带行走装置的承重骨架 • 它由底架、横梁和履带梁组成 • 行走架按结构的不同分组合式和整体式两种
切削阻力问题
• 切削阻力是变化的。随土的性质如粘性、干性、 含水量、砂石量变化，又随刀具和铲斗的形状 而变化，还随切入厚度和切入过程而变化。
• 切削阻力一般用实验方法获得，也可以按经验 公式计算。
• 合理地设计切削装置的形状如斗齿的切削角度， 铲斗的宽度，铲斗的形状等可以减小切削阻力。
• 只有主动挖掘力大于切削阻力时才能完成挖掘。
挖掘机简史
• 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%
当前挖掘机水平及发展动向
• 工业发达国家生产挖掘机较早 • 法国、德国、美国、俄罗斯、日本是斗 容量 3.5-40m3 单斗液压挖掘机的主要生 产国
挖掘机性能与挖掘力
• 挖掘机性能取决于实际斗齿挖掘力、生 产率和工作尺寸三方面
• 就工作装置而言，归结于挖掘力、工作 装置动作速度和工作尺寸三方面 • 挖掘力和挖掘速度是一对统一于纯挖掘 功率之下的矛盾，挖掘力是矛盾的主要 方面
挖掘机的作业范围
A：最大挖掘高度 B：最大卸载高度 C：最大挖掘深度 F：最大挖掘距离 G：在地平面的最 大挖掘距离
挖掘机工作的特点
• 多自由度作业机械。 • 利用杠杆原理，液压缸推动动臂、斗杆 和铲斗产生各构件之间的相对旋转运动 从而实现人为控制的挖掘和卸料动作； • 上部回转平台绕垂直轴旋转； • 远距离悬臂挖掘和卸料； • 靠履带转移或移动整机的工作面。
挖掘机的工作装置
工作装置是挖掘机的重要部分，常 用工作装置类型有：
• 技术生产率：在“给定条件”下连续工作一小时的
生产率。
• 实际生产率：机器工作一段时间所得到的实际平均 生产率。它在技术生产率的基础上受机器利用率和 操作熟练程度两方面影响。
行走装置
行走装置是挖掘机的支承部分，它承受机器的自 重及工作装置挖掘时的反力，同时能使挖掘机作工作 场内运行或运输性运行（轮式）； 根据挖掘机的性能要求，行走装置应满足：
•
• • •
用斗杆挖掘时，铲斗油缸 的闭锁能力
整机与地面的附着能力 整机向前倾翻的可能性 整机向后倾翻的可能性
挖掘性能的分析——挖掘图
挖掘机专用CADபைடு நூலகம்件
土的切削
• 土的切削是个很复杂的过程。土在楔型刀具的压力作 用下受到挤压和剪切而开始变形，土体的原始结构被 破坏，土块或土层便被切离。 • 土被切削时，在刀具上产生三种力：土的原始结构破 坏时所产生的阻力；土的内摩擦力；土与刀具之间的 摩擦力。我们把这三种力叫做切削阻力。
剥离型单斗挖掘机
汽车式
单斗挖掘机分类（传动方式）
单斗挖掘机
液压传动式挖掘机
机械传动式挖掘机
斗轮式挖掘机
挖沟机
机 械 式 挖 掘 机
单 斗 液 压 挖 掘 机
单斗液压反铲挖掘机
单斗液压挖掘机 履带式
轮式
汽车式 步 履 式
表征挖掘机大小的主要指标
• 标准斗容量：单位，立方米。这是早 几年表述挖掘机大小的第一指标。 • 机重：单位，吨。这是近几年开始表 述挖掘机大小的第一指标。 • 发动机额定功率： 单位，千瓦。
履带式单斗液压反铲挖掘机 基本组成
挖掘机
工作装置 回转平台 行走装置
动力装置
液压系统
回转装置
驾驶室
液压挖掘机工作原理
驱动 柴油机 先导泵 控制油 先导阀 控制油 工作油 主控阀 工作油 实现 工作装置工作 油缸 旋转、行走 操纵 司机
驱动 工作泵
工作油
马达 实现
反铲挖掘机的作业过程
挖掘机每一作业循环包括：
土石方作业的主力施工机种 增长速度最快、增长绝对值最快 对装载机的取代作用最显著
挖
掘
机
柳工技术中心 挖掘机室
挖掘机概述
• 挖掘机械作为一种快速、高效的施工作业机械是工 程机械中的一个主要机种，是土石方施工工程中的 主要机械设备之一，据统计，工程施工中约有60%以 上的土石方量是靠挖掘机械来完成的 • 各种类型与功能的挖掘机械，广泛应用于工业与民 用建筑、交通运输、水利电力工程、农田改造、矿 山采掘以及现代化军事工程等行业的机械化施工中 • 近年来，挖掘机是整个工程机械行业中产、销量增 长最快的一个机种
• 较大的牵引力，使挖掘机具有良好的越野性能，并有 较强的爬坡和转弯能力
• 在行走装置有合适总高度的情况下，应有较大的离地 间隙，使挖掘机具有良好的通过能力 • 使挖掘机接地比压小，且具有较大的支承面积
• 制动性能好，且能防止失速，使挖掘机工作安全可靠
行走装置
常见的行走装置有：履带式和轮胎式两大类
• 反铲：以挖掘地面以下为主 • 正铲：以挖掘地面以上为主 • 装载：以装载地面以上松散物料为主 • 抓斗：深井作业、装卸物料 • 起重装置：主要用于装卸及埋设管道
反铲装置
• 铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的 结构型式 • 主要用于挖掘地面以下土方，往往以转 斗挖掘为主 • 动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接， 在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动， 完成挖掘、提升和卸土等动作
• 履带式行走装置牵引力大（机重的70-90%），接地比 压小，越野性能好，通过能力强，爬坡能力大，转弯 半径小，但行驶速度低，且易损坏道路 • 轮胎式行走装置机动性好，行驶速度快，易拖拉，但 接地比压较大，爬坡能力小，挖掘时需要专门的支腿 支撑使机器稳定
履带式行走装置
• 履带式行走装置由连接回转支承的行走架通过支 重轮，履带将载荷传至地面 • 履带呈封闭环绕过驱动轮和引导轮，为减小上分 支的挠度，履带由1~2个托链轮支持 • 行走装置的传动是由液压马达及减速机带动驱动 轮使行走装置运行 • 履带的松紧程度可由张紧装置调整
• 铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶 卡销式和螺栓连接式。
多种斗容多种用途的铲斗
岩石斗
主动挖掘力
• 主动挖掘力=工作装置油缸的推力×相应 的杠杆比×杠杆机构效率
• 其中工作装置油缸的推力与下列因素相 关：液压系统压力、回油背压、油缸本 身的效率等
影响挖掘力发挥的因素
•
•
动臂油缸的闭锁能力
用铲斗挖掘时，斗杆油缸 的闭锁能力
• 挖掘：挖掘时先将铲斗向前伸出，动臂带着 铲斗落在工作面上，然后铲斗向着挖掘机方 向拉转，铲斗在工作面上挖出一条弧形挖掘 带并装满土壤
• 回转：随后将铲斗连同动臂一起升起，上部 转台带动铲斗及动臂回转到卸土处
反铲挖掘机的作业过程
• 卸料：将铲斗向前推出，使斗口朝下进 行卸土 • 返回：卸土后将动臂及铲斗回转并下放 至工作面，准备下一循环的挖掘作业
挖掘机简史
• 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
挖掘机简史
• 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 • 初期液压挖掘机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
• 角加速度的大小受最大回转扭矩的限制，最大回转 扭矩不应超过机器的附着力矩 • 回转机构可分为：a、半回转 b、全回转两种型式
全回转的回转机构
全回转机构按液压马达的结构型式可分为：
• 高速方案：高速小扭矩液压马达+减速机+回转支承 • 低速方案：低速大扭矩液压马达+回转支承 据统计，约有80%左右的挖掘机采用高速方案
工作装置的变化
• 标准动臂、标准斗杆、标准铲斗用于大 多数作业； • 变形1：短动臂长斗杆用于坡道平整作业 和挖掘基坑； • 变形2：超长臂反铲用于疏浚河道； • 变形3：拐臂式用于挖掘墙基。 • ……
超长臂反铲的应用
铲斗
• 铲斗形式、尺寸与其作业对象有很大关 系。为了满足各种挖掘作业的需要，在 同一台挖掘机上可配以多种结构型式的 铲斗
正铲装置
以挖掘地面以上为主，且大多用于采矿 装岩作业 ，工作对象坚硬，须采用切削厚 度较小、挖掘行程较长的挖掘方式，故一般 以斗杆挖掘为主。 根据挖掘对象不同可分为： • 通用正铲：以挖掘土方为主 • 挖掘装载装置：以装载岩石为主