挖掘机液压系统工作油温过高的原因分析及对策
国产某型号轮式液压挖掘机采用英国产6CTA8．3-C型发动机作动力，额定功率为172kW，额定转速为20OOr／min，最大输出扭矩900N·m。挖掘机所配备的折叠式动臂，可使机械在行驶时将动臂折叠起来，斗杆平放在车架前的支承架上，降低了机械行驶时的重心高度，提高了行车速度和安全性。该机液压系统可以完成机械的动臂升降、斗杆伸缩、挖斗挖卸、支腿收放、动臂调整、转台回转和行走马达的回转等各机构的动作，另外，还可实现机械的转向、制动、换挡等功能。其工作装置液压系统包括主油路和控制油路两部分，组成元件多，系统管路复杂，工作过程中使用、维护不当，易出现动臂、挖斗等作业装置工作无力、动作缓慢，液压系统噪音大、油温过高等故障，影响挖掘机的正常工作。现就挖掘机工作时，液压油温度上升过高的原因进行分析，并提出解决办法。1、液压系统油温过高的危害
液压系统正常工作温度范围应该在3o℃～6o℃之间，液压系统温度过高，不仅导致系统泄漏量增加，油液润滑性能变差，而且将使整个系统效率下降，加速油液质量的恶化。对该型挖掘机来说，同样会带来一系列问题：
(1)系统温度升高，将使油液黏度下降，导致泄漏增加，挖掘机各执行机构动作缓慢，严重时会出现工作无力，导致挖掘力不足，动臂起升困难等；同时，泄漏的增加，又使系统发热加剧，形成恶性循环。
(2)油温升高，将加速油液氧化，油质恶化。研究表明，液压系统中液压油工作温度如果超过5513后，每升高912，油液的使用寿命将缩短一半。油液氧化形成的胶状物质，还会堵塞控制元件上小的孔道，使某些控制元件失灵或卡死，导致机械无法正常工作。
(3)液压系统温度的过高，将使系统中橡胶管路老化，密封元件损坏，加速系统的破坏。
(4)油温过高还可使液压元件内部的零件因过热产生膨胀，破坏相对运动零件之间原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增大，甚至某些控制元件卡死；同时，油温过高可使元件内润滑油膜强度降低，使机械磨损加剧，造成液压元件的过度磨损、失效，降低其使用寿命。
2、液压系统油温过高的原因分析及对策
导致挖掘机液压系统油温过高的原因很多，也比较复杂，仅从使用、维护的角度，应该注意以下几个问题：
2．1液压油箱油位过低
发现液压系统油温过高，应首先检查是否液压油箱油位。如果油箱内油位过低，将使液压泵流量过小，系统没有足够的流量带走其工作产生的热量，导致系统油温升高；另外，油箱内油量少，液压系统过度缺油，使系统内液压油循环速度加快，不能充分静置散热油液，结果使油温升高。
若经检查发现液压油箱油位过低，应严格按规定，及时添加同牌号液压油。若将不同牌号的液压油混用，将造成液压油粘度过低或过高。若油液粘度过高，则系统功率损失增加，致使油温上升；如果粘度过低，则泄漏量增加，也会造成油温升高。加油时还要注意油液的过滤。加油要将油液通过回油滤清器加入油箱，加
油后要清洗回油滤清器的磁芯并换上新的滤芯。
2．2液压油污染或变质
检查液压油箱油位时，还应注意观察油品质量。挖掘机施工现场环境恶劣，随着工作时间的增加，油中易混入杂质和污物，受污染的液压油进入液压泵、液压马达和控制阀的配合间隙中，会划伤和破坏配合表面的精度，使泄漏增加，油温升高；若液压油变质，油液粘温性能差，易产生乳化和气蚀，在高压区会使液压元件表面产生局部高温，加剧元件的磨损。按照挖掘机使用、保养要求，在机械最初工作300h内，每天清洗液压油滤清器内磁芯；机械每工作100h进行一级保养时，清洁液压油散热器，方法是用压缩空气吹除散热器上的积尘，用木片剔除散热器上的粘附物，有渗漏应焊补；机械每工作300h进行二级保养时，要更换液压油，以后每2000／ix时换油一次，且注意每次更换必须使用相同牌号的液压油，并加注到规定的油位；机械每工作900h进行三级保养时，应过滤液压油，方法是趁热将工作和转向液压系统的液压油全部放出，用清洗液清洗油箱及箱内滤网，晾干后按规定加注过滤沉淀后的液压油，并注意排除系统内空气。2．3液压系统中混入空气
液压油中混人的空气，在低压区时会从油中逸出并形成气泡，当气泡运动到高压区时，将被高压击碎，气泡破碎时受到急剧压缩而放出大量的热量，引起油温升高，同时伴有液压噪声。若出现上述现象，应检查液压泵进油管接头口处是否拧紧，密封是否可靠，若有问题应进行紧固密封；同时注意每次换油后要排尽系统中的空气。
2．4散热器散热性能不良
该机液压系统散热器处在系统回油路上，工作完的液压油应经过冷却、过滤回到液压油箱。若散热器散热性能不良，则系统油箱内油温上升，再次进入工作循环的油液，温度升高加剧，造成系统温度过高。
引起液压油散热器散热性能不良的原因，主要有外部散热翅片变形或堵塞、冷却风扇皮带打滑和散热器内部管道阻塞等。前两者除可直观判断外，还可从散热器上、下管温差变化不大得知，此时应清理散热片，调整风扇皮带张紧度或更换新皮带；若散热器内部管道阻塞的判断，可通过在散热器进、出口油道安装压力表，检查二者之间的压差，油温为65℃左右时，压差应在0．12MPa以下，如果进、出口压差高于0．12MPa，则表明油管阻塞严重，应疏通管道。
2．5吸油滤油器堵塞
该挖掘机的吸油滤油器设置在油箱内液压泵进油管口处，若机械长时间工作，滤油器清洗不及时，将使油液中的磨粒、杂质和灰尘等通过滤油器时，被吸附在滤芯上，造成吸油阻力增加、能耗增大，引起油温升高，同时伴随挖掘机工作迟缓、无力。此时应清洗或更换进油滤油器。
2．6液压回油滤芯单向阀失灵
液压系统回油滤芯单向阀与液压油散热器并联接在回油滤芯的出口上，其功用是当回油散热器压差在0．2MPa以上时自动开启，短接散热器构成回油通路，起到旁通阀的作用。实际工作中，因该阀安装在回油滤芯底部，难以检查，加之机械长期不换油，使油液污染严重，导致该阀卡死在常开位置上，于是回油散热器不起散热作用，势必引起油温过高。所以，在每次更换液压油时，都应检查此阀，避免出现卡滞现象。
2．7主安全阀或过载阀压力调整不当
该机液压系统主安全阀或过载阀调整压力分别为30MPa和34MPa。若主安全阀压力调整过高或过低，均会引起液压系统油温过高。若系统压力调节过高，会使液压泵在超过额定压力下工作，使液压泵过载，导致油温升高，同时出现油管爆裂和液压油泄漏现象，使液压系统无法正常工作；反之，如果主安全阀压力或过载阀压力调节过低，会使工作机构在正常负载下，频繁出现主安全阀或过载阀开启卸荷现象，造成液压系统溢流损失增加，使系统发热，同时伴随有工作无力现象。此时应重新调整主安全阀和各过载阀压力在规定值。
即使系统主安全阀或各过载阀压力符合要求，挖掘机使用过程中，还应该注意遵守操作规程，尽量避免出现主安全阀或过载阀频繁开启的情况。具体应注意以下两点：
(1)作业时，应尽量多做复合动作，单一动作不宜过多；
(2)各机构动作时，注意其行程，尽量少碰或不碰限位挡块，减少或避免主安全阀和过载阀经常开启溢流。
2．8操纵阀组上负流量控制阀阀芯关闭不严
若操纵阀组上负流量控制阀阀芯关闭不严，中间油道液压油直接流回油箱，从而负流量控制阀信号口不产生负流量控制压力，也就不能反馈到主泵变量机构控制油口一个反馈油压，使主泵排量降低。这样即使各换向阀均处于中立位置或油缸缓慢动作时，主泵柱塞刚体中心杆相对传动轴角度还会保持在最大排量供油位置，使压力损失大，油温升高。此时，应拆下负流量控制阀，进行清洗和修理。2．9操纵阀组内换向阀阀杆与阀体孔配合间隙过大
机械工作时间长，或液压油清洁度不好，均会造成换向阀阀杆与阀体孔配合间隙增大。检修操纵阀组时，应检查操纵阀组内七个换向阀阀杆与阀孔配合间隙，若配合间隙过大，将使阀内泄漏量过增大，液压油在阀体内产生节流，不仅影响作业速度，而且液压油温升急剧上升。对于配合间隙过大的阀杆和阀孔，应修理或更换。
2．10液压泵容效率过低
该机采用双联斜轴式变量柱塞泵作为液压系统的动力源。若液压泵内柱塞与缸体柱塞孔的配合间隙过大，配油盘与缸体的球形面配合间隙过大，或者变量机构调节器导轨槽与配油盘配合间隙增大等，均会导致液压泵容积效率降低，液压油不同程度从高压腔向低压腔泄漏或节流而产生高温，且温度越高，泄漏量越大，泄漏量越大，温度越高，形成恶性循环。此时的系统工作压力和流量也会大大降低，导致各工作机构迟缓无力。因此，若发现挖掘机液压系统动作缓慢，则应注意液压泵容积效率，若液压泵容积效率低到一定程度，应更换液压泵，或修理后才能使用。
3、结束语
液压系统油温过高，对任何机械都会造成不良后果。挖掘机相对其他机械而言，系统更加复杂，工作过程中产生油温过高的原因也更是多样，遇到此类问题时，应该根据故障分析的基本原则，仔细分析，认真查找，力争尽快排除故障，确保机械正常工作。
开式液压系统与闭式液压系统区别及优缺点 开式系统 开式系统是指液压泵1从油箱5吸油,通过换向阀2给液压缸3(或液压马达)供油以驱动工作机构，液压缸3(或液压马达)的回油再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢流阀4。这种系统结构较为简单。由于系统工作完的油液回油箱,因此可以发挥油箱的散热、沉淀杂质的作用。但因油液常与空气接触,使空气易于渗入系统，导致路上需设置背压阀，这将引起附加的能量损失,使油温升高。 在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单向变量泵，考虑到泵的自吸能力和避免产生吸空现象，对自吸能力差的液压泵，通常将其工作转速限制在额定转速的75%以内，或增设一个辅助泵进行灌注。工作机构的换向则借助于换向阀。换向阀换向时,除了产生液压冲击外，运动部件的惯性能将转变为热能，而使液压油的温度升高。但由于开式系统结构简单，仍被大多数起重机所采用。 闭式系统 在闭式系统中，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。闭式系统结构较为紧凑，不口空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，由于闭式系统工作完的油液不回油箱,油液的散热和过滤的条件较开式系统差。为了补偿系统中的泄漏,通常需要一个小容量的补液泵进行补油和散热，因此这种系统实际上是一个半闭式系统。 一般情况下，闭式系统中的执行元件若采用双作用单活塞杆液压缸时，由于大小腔流量不等，在工作过程中,会使功率利用率下降。所以闭式系统中的执行元件一般为液压马达。 工程机械液压传动系统，有开式系统和闭式系统，国内小吨位汽车起重机通常采取具有换向阀把持的开式系统，实现履行机构正、反方向活动及制动的请求。中、大吨位起重机大多采用闭式系统，闭式系统采取双向变量液压泵，通过泵的变量转变主油路中液压油的流量和方向，来实现履行机构的变速和换向，这种节
挖掘机节能液压控制系统分析与应用? 李艳杰 1,2于安才 2姜继海 2 (1. 沈阳理工大学机械工程学院沈阳 110159; 2. 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨 150001 摘要 :深入分析了现代液压挖掘机中三种主流的节能液压系统——负流量控制、正流量控制和负载敏感系统的基本工作原理, 重点分析了它们在不同系列挖掘机中的应用;介绍了两种新型挖掘机液压系统的基本原理;分析表明三种典型挖掘节能液压系统都具有一定的节能效果,但工作原理各有不同;新型的挖掘机液压系统虽然还在研发阶段,但具有更好的节能效果及应 用前景。 关键词:液压挖掘机负流量控制正流量控制负载敏感系统 中图分类号 TU621 Analyses and Application of Energy-Saving Hydraulic Control System of Excavator LI Yan-jie1,2YU an-cai2JIANG Ji-hai2 (1. School of Mechanical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159; 2. School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001 Abstract : Negative flow control, positive flow control and load sensing are the general energy-saving hydraulic systems of modern hydraulic excavator. The basic principles of the three typical hydraulic control systems were analyzed deeply. Their application in different kind of excavators is mainly analyzed. The principles of two new
挖掘机力士乐液压系统分析 [主要内容] 介绍了力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统组成及其工作原理、特性。重点分析了多路阀 液压系统、液压泵控制系统、各主要液压作用元件液压回路及多路阀先导操纵系统等。 目前液压挖掘机有两种油路:开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统,我国国产液压挖掘机大多采用“开中心”系统,而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用“闭中心”系统。闭中心具有明显的优点,但价格较贵。国内厂家对开中心系统比较熟悉,而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统,本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV)挖掘机油路。 LUDV意为与负载无关的分配阀。 LUDV系统 力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4部分组成: ①多路阀液压系统(主油路); ②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制); ③各液压作用元件液压子系统,包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统,还包括附属装置液压系统; ④多路阀操纵和控制液压系统。
1多路阀液压系统 多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路,它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式,决定了液压挖掘机的工作特性。力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1(因换向阀不影响原理分析,故未画出)。 图1挖掘机力士乐主油路简图 挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。 1.1工装油路 工作装置和行走油路(除回转外)简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV)系统,具有抗饱和功能。在每个操纵阀阀杆节流口后,设压力补偿阀,然后通过方向阀向各液压作用元件供油。LUDV多路阀原理符号见图2。
挖机液压传动系统介绍 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的组合体，称为挖掘机的液压系统。其功能是，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将液压能转返为机械能，实现挖掘机的各种动作。 基本要求 液压挖掘机的动作复杂，凡要机构经常启动、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，因此根据挖掘机的工作特点和环境特点，液压系统应满足如下要求： 1）要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以互相配合实现复合动作。 2）工作装置的动作和转台的回转既能单独进行，又能作复合动作，以提高挖掘机的生产率。 3）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。 4）保证挖掘机的一切动作可逆，且无级变速。 5）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带下降和整机超速溜坡。 为此，液压系统应做到： 1）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。 2）液压系统和液压元件在负载变化大、急剧的振动冲击作用下，具有足够的可靠性。 3）调协轻便耐振的冷却器，减少系统总发热量，使主机持续工作时液压油温不超过80度，或温升不超过45度。 4）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低，整个液压系统要设置滤油器和防尘装置。 5）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，进而提高挖掘机技术性能和减轻驾驶员的劳动强度。 类型
摘要 单斗液压挖掘机作为完成土石方开挖的主要施工机械设备，已广泛用于工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程、矿山开掘以及军事工程等机械化施工中。当今挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。液压系统在挖掘机行业中具有极其重要的作用。本文对力士德SC330机型液压系统进行了详细的研究。第一章，介绍挖掘机的概况、国内外挖掘机技术及行业发展、分类以及工作工况，然后又介绍了液压系统的概况。第二章介绍了系统液压泵，主要介绍了泵功率的调节及泵的变量分析。第三章、第四章分别对回转系统和行走系统的工作原理及细部动作原理进行分析。第五章，对挖掘机液压系统进行了工作总结。 关键词：挖掘机，液压系统，变量分析，工作原理
Abstract Single bucket hydraulic excavator as completed earthwork excavation of main construction equipment, has been widely used in industrial and civil construction, transportation, water conservancy and electric power engineering, mine exploitation and military engineering mechanized construction.Current excavator production to large-scale, miniaturization, muti function change, special change and the direction of automation development. The hydraulic system in excavator industry plays an important role in. The book de SC330type hydraulic system are studied in detail. The first chapter, introduction of excavator excavator technology at home and abroad, and industry development, the classification as well as the working condition, and then introduced the general situation of hydraulic system. The second chapter introduces the system of hydraulic pump, mainly introduced the pump power regulation and pump variable analysis. The third chapter, the fourth chapter of rotary system and the operating system's principle of work and the detail operation principle anar ysis. The fifth chapter, the full text of a summary of the work. Key words: Excavator, Hydraulic system, Multivariate analysis,Working principle
浅论挖掘机液压系统故障分析及解决措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
浅论挖掘机液压系统故障分析及解决措 施示范文本 使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 一、引言 液压系统是工程机械中的一个重要部分。液压系统由 于具有体积小、重量轻、易安装、功率密度大、响应快、 可控制性强、工作平稳且可实现大范围的无级调速等优 点。应用日趋广泛。液压挖掘机是目前工程施工中使用较 为广泛的一种工程机械，其行走、回转和举升、挖掘动作 都是通过发动机把机械能转化为液压油的压力能来驱动液 压油缸和马达工作而实现的。对于液压系统。虽然只是作 为挖掘机复杂主系统的子系统，但是其对主系统的功能和 效率产生的影响是巨大的。液压系统的失效将会直接导致 主系统的失效，从而造成严重的经济损失。因此，对液压
挖掘机液压系统的分析及故障诊断尤为重要。 二、挖掘机的液压系统类型 按液压栗特性，液压挖掘饥采用的液压系统大致上有定量系统、变量系统和定量、变量系统等三种类型。 (一)定量系统 在液压挖掘机采用的定量系统中，其流量不变，即流量不随负载而变化，通常依靠节流来调节速度。根据定量系统中油泵和回路的数量及组合形式，分为单泵单回路、双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统及多泵多回路定量系统等。 (二）变量系统 在液压挖掘机采用的变量系统中，是通过容积变量来实现无级调速的，其调节方式有三种：变量泵一定量马达调速、定量泵变量马达调速、变量泵变量马达调速。液压挖掘机采用的变量系统多采用变量泵一定量马达的组合方
开式液压系统与闭式液压系统区别 及优缺点 欧阳家百（2021.03.07） 开式系统 开式系统是指液压泵1从油箱5吸油,通过换向阀2给液压缸3(或液压马达)供油以驱动工作机构，液压缸3(或液压马达)的回油再经换向阀回油箱。在泵出口处装溢流阀4。这种系统结构较为简单。由于系统工作完的油液回油箱,因此可以发挥油箱的散热、沉淀杂质的作用。但因油液常与空气接触,使空气易于渗入系统，导致路上需设置背压阀，这将引起附加的能量损失,使油温升高。 在开式系统中，采用的液压泵为定量泵或单向变量泵，考虑到泵的自吸能力和避免产生吸空现象，对自吸能力差的液压泵，通常将其工作转速限制在额定转速的75%以内，或增设一个辅助泵进行灌注。工作机构的换向则借助于换向阀。换向阀换向时,除了产生液压冲击外，运动部件的惯性能将转变为热能，而使液压油的温度升高。但由于开式系统结构简单，仍被大多数起重机所采用。 闭式系统 在闭式系统中，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。闭式系统结构较为
紧凑，不口空气接触机会较少，空气不易渗入系统，故传动的平稳性好。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了在开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，由于闭式系统工作完的油液不回油箱,油液的散热和过滤的条件较开式系统差。为了补偿系统中的泄漏,通常需要一个小容量的补液泵进行补油和散热，因此这种系统实际上是一个半闭式系统。 一般情况下，闭式系统中的执行元件若采用双作用单活塞杆液压缸时，由于大小腔流量不等，在工作过程中,会使功率利用率下降。所以闭式系统中的执行元件一般为液压马达。 工程机械液压传动系统，有开式系统和闭式系统，国内小吨位汽车起重机通常采取具有换向阀把持的开式系统，实现履行机构正、反方向活动及制动的请求。中、大吨位起重机大多采用闭式系统，闭式系统采取双向变量液压泵，通过泵的变量转变主油路中液压油的流量和方向，来实现履行机构的变速和换向，这种节制方法，可以充足体现液压传动的长处。 重型机械厂中、大吨位起重机液压工作装置，通常采取斜盘式轴向柱塞变量泵和定量马达组成的闭式系统。斜盘式变量柱塞泵的流量与驱动转速及排量成正比，并且可无级变量。闭式回路中变量泵的出油口和马达的进油口相连，马达的出油口和泵的进油口相连，组成一个封闭的液压油路，无需换向阀，通过调节变量泵斜盘的角度来转变泵的流量及压力油的方向，从而改变马达的转速和旋转方向。变量泵的流量随斜盘摆角变更可从零增添到
2010年8月 第38卷第16期 机床与液压 M AC H I NE TOOL &HYDRAUL ICS A ug 2010 V ol 38No 16 DO I :10. 3969/j issn 1001-3881 2010 16 019
收稿日期:2009-08-28 作者简介:张树忠(1980 , 男, 博士研究生, 主要从事机电液智能控制。电 话:131********, E-m ai:l zszgo @ 163 com 。 小型挖掘机液压系统分析 张树忠1 , 吴文海1 , 蒋道成 2 (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。 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 Analysis of H ydraulic Syste m inM ini Excavator Z HANG Shuzhong 1 , WU W enha i 1 , JI A NG Daocheng
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 Abstrac t :B ased on t he w ork i ng character i sti cs o f m i ni hydrauli c excav ator , pow er loss and contro llability of throttli ng contro l syste m, l o ad sens i ng con tro l syste m and l o ad undependent flo w distributi on syste m (LUDV we re ana l y zed and co m pared . The result is tha t LUDV is t he best cho i ce f o r m i ni hydrau lic ex cava t o rs . K eyword s :M ini hydraulic ex cavato r ; Powe r loss ; Con tro ll ability ; LU DV 小型液压挖掘机具有机动能力强、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13t 以下小型挖掘机的销量达到了11953台。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
YF-ED-J8528 可按资料类型定义编号 案例分析挖掘机液压系统发热故障及预防措施实用 版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
案例分析挖掘机液压系统发热故障及预防措施实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 挖掘机液压系统发热是机械故障的一个普 遍现象，我们必须要知道，这一现象会给挖掘 机系统带来怎样的危害，其故障特征表现为那 些。本文将以实例来分析讲解。 在施工现场，工程机械故障的事情是时有 发生，比如：我们正操作挖掘机，发现其液压 系统有发热现象，液压系统发热必须要及时处 理，否则会给挖掘机整个系统带来危害，下面 我们共同来了解一下挖掘机液压系统发热现象 及其危害，并以实例来作以分析。
一、了解挖掘机液压系统发热现象及其危害： 液压系统发热是挖掘机较为普遍的一种故障现象，亦是分析处理较为复杂的软故障。小松PC200/400型挖掘机正常工况下，液压系统油温应在60oC以下，（油泵的温度较之高5-10oC），如果超出较多，则称之为液压系统发热。其故障特征为：挖掘机冷车工作是，各种动作较正常，当机械工作约一小时后，随着液压油温升高，便出现挖掘机各执行机构无力及动作滞缓，特别是挖掘力不够，行走转向困难等。 液压系统出现发热现象如不能及时处理，就会对系统产生极为不利的影响： （1）油液粘度下降，泄漏增加，又使系统
液压挖掘机液压系统介绍 newmaker 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 接起来的组合体，称为挖掘机的液压系统。其功能是，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将液压能转返为机械能，实现挖掘机的各种动作。 基本要求 液压挖掘机的动作复杂，凡要机构经常启动、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，因此根据挖掘机的工作特点和环境特点，液压系统应满足如下要求： 1）要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以互相配合实现复合动作。2）工作装置的动作和转台的回转既能单独进行，又能作复合动作，以提高挖掘机的生产率。3）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。 4）保证挖掘机的一切动作可逆，且无级变速。 5）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带下降和整机超速溜坡。 为此，液压系统应做到： 1）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。 2）液压系统和液压元件在负载变化大、急剧的振动冲击作用下，具有足够的可靠性。 3）调协轻便耐振的冷却器，减少系统总发热量，使主机持续工作时液压油温不超过80度，或温升不超过45度。 4）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低，整个液压系统要设置滤油器和防尘装置。 5）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，进而提高挖掘机技术性能和减轻驾驶员的劳动强度。
YF-ED-J3481 可按资料类型定义编号 液压式履带挖掘机液压系统故障分析实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
液压式履带挖掘机液压系统故障 分析实用版 提示：该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划，在进行中紧扣进度，实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 结合多年的实践经验，笔者对液压式履带 挖掘机液压系统常见故障进行了分析，主要包 括有液压油温度过高、液压油管爆裂和油管接 头漏油、行走跑偏、整机无动作、整机动作无 力等故障，并给出了排除方法，可供相关专业 技术人员参考。 当前国内大部分的挖掘机都是液压式履 带类型，采用的是液压先导式控制系统。虽然 液压挖掘机生产厂家不同，但是其液压系统却 基本差不多，都是由先导液压系统和主液压系
统两大部分构成。如果回转和行走采用液压马达驱动，工作装置通过油缸执行其动作，这类挖掘机就是全液压挖掘机。全液压挖掘机的液压系统是一个有机的整体，无论哪个元件出了故障，都会影响其正常工作。现以山河智能液压式履带挖掘机为例，分析液压系统常见故障原因及排除方法。 液压油温度过高 当液压油温度过高时，就必须考虑是否出现以下状况。 1.1.发动机皮带松动 这种情况下，挖掘机显示器会显示充电故障及高温。在熄火状态下用手去按动皮带，感受发动机皮带的松紧程度。由于皮带长期处于高速运动中，会逐渐老化，发动机启动
开式液压系统的特点 （1）一般采用双泵或三本供油，先导油由单独的先导泵提供。有些液压执行元件所需功率大需要合流供油，合流有两种方式：①阀内合流。一般有双泵合流供给一个阀杆，在由该阀一般杆控制供油给所需合流的液压执行元件。该合流方式的阀杆的孔径设计需要考虑多泵供油所虚的流通面积。②阀外合流。双泵分别通过各自阀杆，通过两阀泛联动操纵，在阀杆外合流供油给所需合流的液压执行元件。虽然操纵结构相对复杂、体积较大，但由于流经阀杆的饿是单泵流量，阀杆孔径相对较小，而且有可能与其他阀杆通用。（2）多路阀常进行分块且分泵供油，每一阀组根据实际需要可利用直通供油道和并联供油道两种油道。前者可实现优先供油，既上游阀杆动作时，压力油就供给该阀杆操纵的液压元件，而下游阀杆操纵的液压元件就不能动作。后者可实现并供油。 （3）为满足多种作业工况及复合动作要求，一般采用简单的通断型二位二痛阀和插装阀，把油从某一油路直接引到另一油路，并往往采用单向阀防止油回流，构成单向通道。通断阀操纵有以下3种方式：①采用先导操纵油联动操纵，先导操纵油在控制操纵阀杆移动的同时，联动操纵通断阀。②采用操纵阀中增加一条油道作为控制通断阀的油道，这样在操纵操纵阀的同时，也操纵了通断阀的开闭。 开式油路的另一缺点是:当一个泵供多个执行器同时动作时，因液压油首先向负载轻的执行器流动，导致高负载的执行器动作困难，因此，需要对负载轻的执行器控制阀杆进行节流。 闭式液压系统具有以下优点： （１）目前闭式系统变量泵均为集成式结构，补油泵及补油、溢流、控制等功能阀组集成于液压泵上，使管路连接变得简单，不仅缩小了安装空间，而且减少了由管路连接造成的泄漏和管道振动，提高了系统的可靠性，简化了操作过程。 （２）补油系统不仅能在主泵的排量发生变化时保证容积式传动的响应，提高系统的动作频率，还能增加主泵进油口处压力，防止大流量时产生气蚀，可有效提高泵的转速和防止泵吸空，提高工作寿命；补油系
挖掘机液压系统图 一．液压挖掘机液压系统的基本类型 液压挖掘机液压系统大致上有定量系统、变量系统和定量、变量复合系统等三种类型。 1．定量系统 在液压挖掘机采用的定量系统中，其流量不变，即流量不随外载荷而变化，通常依靠节流来调节速度。根据定量系统中油泵和回路的数量及组合形式，分为单泵单回路定量系统、双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统及多泵多回路定量系统等。 2．变量系统 在液压挖掘机采用的变量系统中，是通过容积变量来实现无级调速的，其调速方式有三种：变量泵－定量马达调速、定量泵－变量马达调速和变量泵－变量马达调速。 单斗液压挖掘机的变量系统多采用变量泵－定量马达的组合方式实现无极变量，且都是双泵双回路。根据两个回路的变量有无关连，分为功率变量系统和全功率变量系统两种。其中的分功率变量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压力变化的影响，与另一回路的压力变化无关，即两个回路的油泵各自独立地进行恒功率调节变量，两个油泵各自拥有一半发动机输出功率；全功率变量系统中的两个油泵由一个总功率调节机构进行平衡调节，使两个油泵的摆角始终相同。同步变量、流量相等。决定流量变化的是系统的总压力，两个油泵的功率在变量范围内是不相同的。其调节机构有机械联动式和液压联动式两种形式。 二．YW-100型单斗液压挖掘机液压系统 国产YW-100型履带式单斗液压挖掘机的工作装置、行走机构、回转装置等均采用液压驱动，其液压系统如图1所示。 该挖掘机液压系统采用双泵双向回路定量系统，由两个独立的回路组成。所用的油泵1为双联泵，分为A、B两泵。八联多路换向阀分为两组，每组中的四联换向阀组为串联油路。油泵A输的压力进入第一组多路换向阀，驱动回转马达、铲斗油缸、辅助油缸，并经中央回转接头驱动右行走马达7。该组执行元件不工作时油泵A输出的压力油经第一组多路换向阀中的合流阀进入第二组多路换向阀，以加快动臂或斗杆的工作速度。油泵B输出的压力油进入第二组多路换向阀，驱动动臂油缸、斗杆油缸，并经中央回转接头驱动左行走马达8和推土板油缸6。 该液压系统中两组多种换向阀均采用串联油路，其回油路并联，油液通过第二组多路换向阀中的限速阀5流向油箱。限速阀的液控口作用着由梭阀提供的A、B两油泵的最大压力，当挖掘机下坡行走出现超速情况时，油泵出口压力降低，限速阀自动对回油进行节流，防止溜坡现象，保证挖掘机行驶安全。
目录 1 前言 (1) 1.1 挖掘机间介 (1) 1.2 国外研究现状及发展动态 (2) 1.3 本设计的研究容 (5) 2 液压挖掘机结构与工作原理 (7) 2.1 液压挖掘机整机性能 (7) 2.2 液压挖掘机结构 (8) 2.3 液压挖掘机传动原理 (10) 3 液压挖掘机工况分析及液压系统设计方案的确定 (12) 3.1 液压挖掘机的工况 (12) 3.2 挖掘机液压系统的设计要求 (17) 3.3 挖掘机液压系统的分析 (19) 3.4 液压系统方案拟订 (20) 4 液压系统的设计 (21) 4.1 液压系统方案及参数确定 (21) 4.2 执行元件液压缸及系统压力的初选 (22) 4.3 计算工作装置铲斗液压缸的主要尺寸 (23) 4.4 液压系统原理图的制定 (26) 5 液压元件的选择与专用件的设计 (31) 5.1 液压泵的选择和泵的参数的计算 (31) 5.2 柴油发动机的选择 (33) 5.3 液压阀的选择 (33) 5.4 其他液压元件的选择 (36) 5.5 油箱容量的确定 (38) 6 压系统性能验算 (40) 6.1 液压系统压力损失 (40) 6.2 液压系统的发热温升计算 (41) 总结 (46) 参考文献 (47) 致 (49)
容提要 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设计对推动我国挖掘机发展具有十分重要的意义。 在搜集了国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。根据挖掘机液压系统的设计要求，论文中采用通用多路阀，配以专用控制阀和简单的电子控制系统，设计了一套适合我国生产制造的LS恒功率控制单斗挖掘机液压系统。 本次毕业设计课题是WY200型液压挖掘机。课题以企业为依托。小型挖掘机由多个系统组成，包括液压系统，传动系统，操纵系统，工作装置，底架，转台，油箱，发动机安装等。本人的设计主要致力于分析和设计小型液压挖掘机工作装置的液压系统。本课题选择了国的质量和技术性能都接近设计要求的16~20t挖掘机作为基型，并在此基础上研究了国外的先进机型，设计出我们挖掘机的液压系统方按图，总体装配图以及相应的部件图和零件图。图纸基本采用Auto CAD二维软件绘图。本液压挖掘机的优点是采用伺服先导操纵系统，造型美观，具备挖掘，抓物，钻孔，推土，清沟和破碎等功能。平台可360°旋转，性能可靠，操作舒适，可广泛应用于建筑，市政，供水，供气，供电农林建设等工程。 Summary
中文题目：XE40小型挖掘机液压系统设计 外文题目：DESIGN HYDRAULIC SYSTEM OF XE40 SMALL CRAWLER EXCAVATOR 毕业设计（论文）共 76 页（其中：外文文献及译文 8 页）图纸共 11 张完成日期 2015年 6 月答辩日期2015 年 6 月
辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）学生诚信承诺保证书 本人郑重承诺：《》毕业设计（论文）的内容真实、可靠，系本人在指导教师的指导下，独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担全部责任。 学生签名： 年月日 辽宁工程技术大学 本科毕业设计（论文）指导教师诚信承诺保证书本人郑重承诺：我已按学校相关规定对同学的毕业设计（论文）的选题与内容进行了指导和审核，确认由该生独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担指导教师相关责任。 指导教师签名： 年月日
摘要 XE40小型挖掘机是徐工生产的小型液压挖掘机，本次的毕业设计的课题就是对其进行液压系统的参数化设计。为了研究这个课题，我们的主要的思路就是要先根据已知的挖掘机的性能参数对工作速度和工作压力进行初步的确定，再根据这些数据，对铲斗缸进行参数计算。参考所选液压缸的连接方式和XE40小型挖掘机选用的液压缸的具体形状，绘制出液压缸的CAD图。依照铲斗缸的设计方式与计算流程同理也能设计出斗杆缸和动臂缸。同时根据所设计的挖掘机所选用的动臂缸的数量，就能大致确定出运作液压缸所需要的流量。通过已确定的流量，工作压力，还有工作速度，就能初步确定液压泵的型号和液压马达的型号。然后再参考徐工挖掘机XE40的液压系统，根据系统回路和对挖掘机工作方式的了解，初步设计出液压挖掘机系统的原理图，并用CAD绘制出来。经过审核之后，再来确定所要要用的液压油，发动机，以及对液压阀进行选型。 关键词:液压缸;参数化设计；徐工挖掘机;液压系统
目录 绪论----------------------------------------3 1.1现代液压技术的发展状况---------------4 1.2液压传动的研究对象-------------------4 1.3液压传动的组成-----------------------4 1.4液压传动的优缺点---------------------5 1.3.1液压传动的主要优点------------------5 1.3.2 液压传动的主要缺点------------------5 1.5液压技术的发展应用-------------------6 1.4.1、液压传动在各类机械中的应用---------6 1.4.2、液压传动技术的发展概况-------------7 第1章挖掘机的液压系统----------------------8 2.1挖掘机的工作循环及对液压系统的要求-----8 2.2 WY—100挖掘机液压系统的工作原理-------9 第3章液压系统的设计-----------------------12 3.1明确设计要求进行工况分析---------------12 3.2确定液压系统的主要参数-----------------13 3.2.1液压缸的载荷组成计算-----------------13 3.2.2液压马达的负载-----------------------15 3.3计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排 ---------------------------------------15 3.3.1液压缸的设计计算---------------------15 3.3.2液压马达的设计计算-------------------16 3.4液压泵的确定与所需功率的计算-----------17 3.4.1液压泵的确定-------------------------17 3.4.2 选择液压泵的规格--------------------18 3.5阀类元件的选择-------------------------18 3.5.1.选择依据----------------------------18
一、主液压回路系统的构成 日立挖掘机主液压回路系统是由主液压系统和先导回路系统构成。主液压回路将泵的液压油供给各操作机能的促动器。 二、先导回路液压操作系统的组成 液压系统是由发动机、主泵、先导泵、控制阀各1台和四个液压缸、1台旋转马达及2台行走马达组合而成、泵通过输入轴由发动机所驱动。主泵的液压油通过控制阀流到各促动器。先导泵的液压油流入先导回路内。 三、主回路 1、主液压回路 主液压回路系由吸引回路、输出回路、回油路及牌友回路所构成。液压系统由主泵、控制阀、行走马达各一台及四个液压缸。 主泵是斜轴式排量可变型轴向活塞泵，是由发动机驱动的（发动机转速比为1.0） 2、吸引回路和输出回路 泵通过吸引滤油器吸引液压油箱的油，油从泵流入控制阀，然后由油箱口放出，主泵放出的油通过控制阀流至各促动器。 控制阀控制各种液压机能，从各促动器流出的回油通过控制阀和液压油冷却器流回液压油箱。 3、回油路 每个促动器放出的油全部通过控制阀流回液压油箱内。回油路内有旁道单向阀，其设定压力分别为9.8×10^4pa及4×9.8×10^4pa。通常回油通过液压油冷却器及左侧控制阀流回液压油箱， 油温低时，粘度变高，通过油冷却器时的阻力也随着增大。 油压超过9.8×10^4pa时，回油直接流回液压油箱，可在短时间内把油温提高到适当的高度。 油冷却器被阻塞时，回油通过旁道单向阀直接流回液压油箱。 旁道单向阀被阻塞时设在冷却器和液压油箱之间，其设定压力为4×9.8×10^4pa。 液压箱内设有直流式滤油器，从左右两侧的控制阀流出的油合流后经直流式滤油器过滤，直流式滤油器内有旁道安全阀。当滤芯阻塞使差压达9.8×10^4pa时，旁道安全阀就打开，油直接流回液压油箱。 4、排油回路 马达及刹车阀等内部漏的油以及润滑油回路内的油，全部都积蓄起来，经过排油回路流回操作油箱。 5、行走马达排油回路 左右两行走马达漏的油由各个马达壳的排油口排出，合流后通过中心接头，经过直流式滤油器流回液压油箱。 6、旋转马达排油回路 旋转马达漏的油排出后，与行走回路排出的油一起通过直流式滤油器流回液压油箱。 7、输出压控制 控制阀内的卸载安全阀控制泵的输出压力保持一定。全部操作均在330×9.8×10^4Pa设定压力操作。 在挖掘操作时，设定压力变为370×9.8×10^4Pa。 狼涌截止安全阀把高压油释放到液压油箱内，以免油压系统及发动机承受过负荷。 8、先导回路 先导回路是由吸引、出油回路构成的。先导系统有先导泵、换冲阀、保险阀、2个高速电
目录 绪论 --------------------------- 3 1.1 现代液压技术的发展状况------------ 4 1.2 液压传动的研究对象-------------- 4 1.3 液压传动的组成---------------- 4 1.4 液压传动的优缺点----------------- 5 液压传动的主要优点------------- 5 液压传动的主要缺点------------ 5 1.5 液压技术的发展应用-------------- 6 、液压传动在各类机械中的应用- 6 、液压传动技术的发展概况--------- 7 第1章挖掘机的液压系统 ------------------ 8挖掘机的工作循环及对液压系统的要求 ----------------------------------------------------- 8 WY —100 挖掘机液压系统的工作原理------------- 9 第3 章液压系统的设计 ------------------ 12明确设计要求进行工况分析------------------ 12 确定液压系统的主要参数------- 13 液压缸的载荷组成计算-------- 13 液压马达的负载------------- 15 计算液压缸的主要结构尺寸和液压马达的排 -------------------------------------- 15 液压缸的设计计算------------ 15 液压马达的设计计算------------- 16 液压泵的确定与所需功率的计算-- 17 液压泵的确定--------------- 17 选择液压泵的规格------------ 18 阀类元件的选择------------------- 18 选择依据------------------ 18 选择阀类元件应注意的问题---- 18
同兴液压总汇：贴心方案星级服务 液压系统组成与工作原理的闭式液压系统 （同兴液压总汇） 液压系统组成与工作原理泵站、油箱、转换阀组、液压马达、管路等组成。液压元件均采用REXROTH公司产品。全船共有2套相对独立的闭式液压系统，在两套系统之间设有连通管路及阀件，使2台绞机在单机单绞时可互为备用，在双机双绞时能共同施绞。单机单绞时，只一台绞机工作，另一台绞机备用，当工作绞机的柴油机-液压系统发生故障时，通过打开（或关闭）有关的管路阀件，能使备用绞机的系统投入工作。 绞车的液压主泵均为闭式回路轴向柱塞变量泵。液压马达均为轴向柱塞变量马达。绞机控制绞机采用PLC控制。PLC接受来自绞缆绞车的绳速信号、来自压力传感器的压力信号和操纵手柄的输入信号，然后通过控制程序进行数据处理，使绞机能直接通过控制主泵的排量实现同步和限制负载输出。各绞机仍通过各自的操纵手柄进行操纵。保证额定工作绞力为245kN并通过主泵内的压力切断阀保证绞机极限负载输出不超过设计值。在人工控制双机双绞状态，人工起动1号和2号主机。绞机通过各自的操纵手柄进行操作。绞机没有同步控制，绞机的速度通过它们各自的操纵手柄比例控制。当两台绞机总的负载力超过设定值时，2台绞机通过PLC控制等同减速以限定总的输出力。在自动负载平衡双机双绞状态，2台绞机通过同一个操纵手柄操作。两台绞机的速度通过来自同一操纵手柄的相同的输出信号即主泵的相绞滩船绞机―――同排量实现同步。当两台绞机负载出现差异且差值超过预先设定的比例值时，PLC将指令重载绞机减速以让轻载绞机承担更多的载荷。当两台绞机总的负载力超过设定值时，两台绞机通过PLC控制等同减速以限定总的输出力。