挖掘机工作装置液压系统分析

◆ 挖掘机液压系统概述
工挖掘机的动作复杂，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。 保证挖掘机的一切动作可逆，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
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
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
生产的需要，液压挖掘机需要大幅度的技术进步，技术创新是液压挖掘
机行业所面临的新挑战。在技术方面，挖掘机产品的核心技术就是液压 系统设计，所以对其液压系统的分析研究具有十分重要的现实意义。
◆发展概况
◆系统分析
◆故障诊断
第1章
1.1 挖掘机液压系统的研究现状及发展趋势 ——国外
从20世纪60年代液压传动技术开始应用在挖掘机上至今， 挖掘机液压系统已经发展到了相当成熟的阶段。近几年来， 随着液压挖掘机产量的提高和使用范围的扩大，世界上著名的 挖掘机生产商纷纷采用各种高新技术，来提高自己挖掘机在国 际上的竞争力。
◆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；
液压系统与电子控制的结合成为潮流。
◆挖掘机液压系统的研究现状及发展趋势
——国内
从国内情况来看，我国挖掘机行业整体发展水平较国外缓 慢，在挖掘机液压系统方面的理论还比较薄弱。 国内大部分挖掘机企业在挖掘机液压系统传统技术方面的 研究具有一定基础，但由于采用传统液压系统的挖掘机产品在
性能、质量、作业效率、可靠性等方面均较差，因此采用传统
液压系统的挖掘机在国内市场上基本失去了竞争力，取而代之 的是采用各种高新技术的国外挖掘机产品。
挖掘机液压系统分析
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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，它在减轻繁重的体力劳动，
保证工程质量．加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的
作用。挖掘机的发展主要以液压技术的应用为基础，其液压系统已成为 工程机械液压系统的主流形式。随着科学技术的发展和建筑施工现代化
能转变为机械能，进而实现挖掘机的各种动作。
2.1 挖掘机液压系统概述
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。 ●行走系统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
以20t级的中型液压挖掘机为例，国产20t级挖掘机大多数 是欧洲80年代初的技术，同90年代初以来在国内形成批量的日 本小松、日立、神钢以及韩国大宇、现代等机型相比，其主要 差距有：
液压 系统 特性 差
液 压系 统流 量偏 小
柴油 机功 率偏 导致 低
行走 速度wk.baidu.com低
各种 性能 参数 均偏 小
整机 性能
PC200-5型挖掘机、日本加藤HD-900VⅡ型挖掘机作为研
究对象，认真查阅该机型相关资料，分析该挖掘机液压系统 的组成、特点及工作原理。
第2章
挖掘机液压系统分析
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一个挖掘机液压系统。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将液压