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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。
148研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2024.03 (下)1 挖掘机液压系统基本原理和组成结构1.1 液压系统的工作原理挖掘机液压系统是一种基于液压原理实现动力传输和控制的系统。
它利用液体介质（通常是油）作为能量传递媒介，通过液压泵将机械能转化为液压能，并通过液压缸、阀门等液压元件将液压能转换为机械能，实现挖掘机的各项工作功能。
液压系统的基本原理是帕斯卡定律，即在封闭的液压系统中，液体传递的压力作用于液体的各个部分，并且在所有方向上都均匀传递。
根据这一原理，液压系统通过液压泵产生高压油液，将其送入液压缸中，通过液压缸的运动实现机械的起升、伸缩、旋转等动作。
同时，液压系统通过阀门控制油液的流动方向、流量和压力，以实现对挖掘机动作的精确控制。
1.2 液压系统的组成部件1.2.1 液压泵液压泵是液压系统的核心部件，其作用是将机械能挖掘机液压系统的优化设计与性能分析王宗昌（中国铝业广西分公司，广西 百色 531400）摘要：挖掘机液压系统是挖掘机重要的动力传动和控制系统，其优化设计和性能分析对提高挖掘机的工作效率和可靠性具有重要意义。
因此，本文旨在研究挖掘机液压系统的优化设计和性能分析方法，以提高工作效率和节能性，同时，本文的研究成果也将为相关领域的学术研究和工程实践提供有益的参考，推动挖掘机液压技术的进一步发展和应用。
关键词：挖掘机液压系统；优化设计；性能分析中图分类号：TU621 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2024）03（下）-0148-03转化为液压能，通过压力油液的输出实现系统的动力传递。
液压泵通常采用齿轮泵、柱塞泵或叶片泵等类型，根据挖掘机的工作需求和性能要求进行选择。
1.2.2 液压缸液压缸是液压系统的执行部件，它负责将液压能转化为机械能，实现挖掘机的动作功能。
液压缸通常由活塞、缸筒和密封件组成，通过液压系统中的油液压力作用于活塞上，推动活塞的运动，从而带动挖掘机的工作部件完成相应的动作。
单斗液压挖掘机液压系统的故障分析及改进对策学院：专科部专业：工程机械控制技术班级：083 姓名：韩永辰指导老师：张洪摘要：液压系统可以为单斗液压挖掘机的工作装置提供动力，为单斗液压挖掘机的制动系统提供制动力。
单斗液压挖掘机的液压系统有各种阀，管路等组成，所以单斗液压挖掘机的液压系统会有很多种的故障。
本文从单斗液压挖掘机液压系统的组成及单斗液压挖掘机故障的表现形式两个方面来对液压系统的故障进行分析并且对这些故障提出改进对策。
关键字：液压系统，单斗液压挖掘机，故障，改进方法A single hydraulic excavator hydraulic system failure analysis andimprovement measuresCollege: Taiyuan University of Science and Technology Profession: Engineering machinery ／control technology class:083 name:hanyongchen Guideteacher:zhanghongAbstract：Hydraulic system can fight for single hydraulic excavator working device provide motivation for single dou hydraulic excavator braking system provides the power. Single dou hydraulic excavator hydraulic system, there are all kinds of valve and pipe etc, so single dou hydraulic excavator hydraulic system can have a number of failures. This article from single dou hydraulic excavator hydraulic system composition and single bucket manifestation of hydraulic excavator fault of hydraulic system in the two aspects of failure analysis and put forward countermeasures to improve these faults.Keywords: hydraulic pressure system,Single dou hydraulic excavator, bug ,Improvement methods目录中文摘要 (1)英文摘要 (1)第一节单斗液压挖掘机概述 (4)一．国内外液压挖掘机的发展 (4)二．液压系统的工作原理及组成 (4)三．液压系统的、优缺点 (4)四．单斗液压挖掘机工作原理 (5)第二节单斗液压挖掘机的主要故障分析及改进方法一．单斗液压挖掘机的主要故障 (5)二．单斗液压挖掘机的故障及改进方法 (6)三、单斗液压挖掘机液压系统的故障及解决措施 (12)（一）液压油引起的液压系统故障 (12)1.液压油过热 (12)2.液压系统中进空气 (13)3.液压油污染 (14)（二）单斗液压挖掘机液压系统的噪声来源及改进对策141.单斗液压挖掘机液压系统噪声来源分析 (14)2.降低或控制液压系统噪声的主要措施 (14)3. 单斗液压挖掘机液压系统噪声分析具体案例..15(三)、单斗液压挖掘机液压油泵严重磨损的故障分析 (16)1.液压油泵故障原因 (16)2.液压油泵改进及效果 (17)（四）单斗液压挖掘机液压系统压力不足 (17)1.液压系统的液压油缸内泄漏 (17)2. 液压系统的液压油缸的外泄漏 (19)(五) 单斗液压挖掘机液压系统引起的工作装置无力 (20)1.具体案例。
挖掘机液压系统分析与故障诊断摘要挖掘机作为一种常用的工程机械，其液压系统是其中一个十分重要的部分，它对于整个机器的操作和效率会有极大的影响。
鉴于此，本文主要从液压系统的基本原理出发，对挖掘机液压系统进行了分析，并探讨了该系统常见故障的诊断方法和修理技巧。
关键词：挖掘机，液压系统，故障诊断，修理技巧AbstractExcavator, as a commonly used engineering machinery, its hydraulic system is one of the most important parts, whichhas a great impact on the operation and efficiency of the whole machine. In view of this, this paper mainly analyzesthe hydraulic system of excavator from the basic principle, and discusses the diagnostic methods and repair techniques of common faults in the system.Keywords: excavator, hydraulic system, fault diagnosis, repair techniques一、引言挖掘机作为一种重要的工程机械，在建筑、采矿、水利等领域都有广泛的应用。
而在挖掘机的生产与运营过程中，其液压系统是十分关键的一个部分，其负责挖掘机的动力传输、控制等工作。
因此，液压系统的设计、维护和故障诊断，对于保证挖掘机的稳定运行、提高工作效率至关重要。
本文主要从挖掘机液压系统的基本原理出发，对其进行分析与研究，并探讨该系统常见故障的诊断方法和修理技巧。
二、挖掘机液压系统的基本原理液压系统是挖掘机的一个重要组成部分，它将动力机械能转化为压力能，通过液压油将动力传递到执行机构上。
小型液压挖掘机斗杆与铲斗回路分析与可控性研究中南大学硕士学位论文姓名：冀谦申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：龚进20080604摘要挖掘机是一种执行机构多、工况复杂、能量消耗大的机械，在作业过程中，为了达到高效节能的目的，需要各执行机构动作可控性能好，易于操作。
铲斗和斗杆作为挖掘机的主要执行机构，在各个作业循环中是不可缺少的，然而在实际作业过程中，经常出现铲斗和斗杆动作过快或者过慢、动作有抖动或者停顿等不良现象，大大影响了工作效率，增加了能量的消耗，因而需要找到一个合理解决这些问题的方法。
多路阀作为挖掘机液压系统的关键部件之一，确定液压泵向各液压作用元件的供油路线和供油方式、液压作用元件动作时的流量分配及如何实现复合动作，直接影响各执行机构的动作特性。
小型液压挖掘机液压系统普遍应用节流型三位六通多路阀，该阀阀芯上开有各种形状和尺寸的节流口，随着阀芯在阀体内的移动，各节流口形成不同的过流面积，以达到对各执行机构流量分配的目的，从而控制工作速度。
因此，需要合理设计多路阀阀芯节流口形状和尺寸，形成合理的．过流面积，提高执行机构动作连贯性，高效节能的完成工作循环。
本文对节流调速回路特性进行了分析，得出节流口怎样匹配回路才有最佳的性能，以及以无杆腔或者有杆腔为主工作腔时宜采用怎样的节流回路，这对多路阀阀芯节流口的设计有指导性作用。
在对小型液压挖掘机工况特点、液压系统进行分析以及挖掘机多路阀阀芯典型节流口过流面积推导计算的基础上，应用基于功率键合图的系统仿真软件ＡＭＥＳｉｍ建立了小型液压挖掘机铲斗和斗杆的液压回路仿真模型，通过使用将仿真数据与实际测试数据进行比较的方法确认了仿真模型的正确性。
对小型液压挖掘机实际作业中所遇到的问题分析后，初步确定节流口修改方案，在仿真模型中加载过流面积参数来得到合理的压力流量曲线，从而确定合理的过流面积，根据过流面积确定节流口形状和尺寸进行加工，加工安装后进行操作和测试，测试结果表明节流口修改正确合理，问题得以解决。
单斗液压挖掘机液压回路效率分析
辽宁工学院 李中复 高 虹
[摘要]单斗液压挖掘机采用全液压控制其动臂,斗杆,铲斗杆三种液
压缸和行走,回转两种液压马达。
每个执行元件靠多路阀中相应的换向阀来控制,这种换向阀具有节流换向两种功能。
液压回路存在进口节流和出口节流两个能量损失环节。
本文分析了回路效率,认为传统的回路设计亟
待改进。
主题词:液压挖掘机 节能 调速
一、前言
目前国内外普遍采用液压回路为:恒功率斜
轴式轴向柱塞泵———多路阀中相应的换向阀———执行元件(例如斗杆液压缸)———换向阀———油箱。
其中,液压泵一般为双泵,压力反馈控制两条变量弹簧的压缩使流量作相应线性变化。
折线的p ———q 曲线1可以拟合为恒功率曲线2,如图1所示。
多路阀中的换向阀不仅有换向开关阀的功能,也有节流阀的功能,其开口大小由手动比例减压阀控制,执行元件的进口和出口管路都经过此节流阀,因此有两次节流损失。
本文研究单斗液压挖掘机的回路效率。
1.折线,压力反馈经两种不同刚度弹簧的流量变化
2.由折线拟合的双曲线(虚线),恒功率曲线。
图1恒功率轴向柱塞泵流量压力特性曲线
二、液压回路基本方程
1.液压回路的简化(见简化图图2):
A.将双泵总功率联合变量简化为一个当量
大泵1,其流量由反馈缸2控制。
B.只有一个执行元件(例如斗杆液压缸)。
C.多路阀中只有与执行元件对应的换向阀,并处于工作行程,此时不呈现换向功能,进而可以简化为两个同步减压阀j 1,j 2,开口量由手动比例减压阀4控制。
图2液压挖掘机系统简化图
2.基本方程
Q ～
1=C d A x =
2(p 1-p 2)ρ(1)Q ～
2=C d A x
2p 3ρ
(2)p 2=F +p 3A 2A 1
(3)v =
Q ～
1
A 1(4)Q ～1A 1=Q ～
2A 2
(5)p 1Q ～
1=C
(6)
三、调速回路效率分析
1.回路效率的概念
当不考虑液压泵执行中元件和管路功率损失时,调速回路效率可以用元件的输入功率与液压泵输出功率之比来表达。
(1)对于节流调速,其回路效率为:
ηc =vF p 1Q ～
1
(7)其功率损失由两部分组成,即通过溢流阀流体的溢流损失和通过节流阀的节流损失。
进口节流与出口节流调速的区别在于,进口节流调速的节流损失在进口管路,而出口节流调速节流损失在出口管路。
因为节流调速回路效率低,不宜应用于挖掘机等大功率机械。
(2)在容积调速回路不存在回路效率问题,
液压泵发出的功率没有花费在调速方面。
(3)变量泵恒功率输出,多路阀节流调速:本文着重研究的是在单斗液压挖掘机等工程机械中采用的变量泵恒功率输出,多路阀节流调速方式的回路效率。
其执行元件的负载与速度因挖掘机的工况而异,输出功率是个变量。
而变量泵恒功率输出,功率是常量,常量与变量之差消耗在进口和出口两个节流口J 1和J 2上。
ηc =vF p 1Q ～
1=F p 1A 1
(8)2.以W Y 100B 型单斗液压挖掘机为
计算模型的计算结果
(1)设在负载f 恒定为280kN 时,液压缸输
入流量Q ～
1随换向阀开口面积A x 的增大而增大。
如图3所示。
同时,输入流量Q ～
1设定为180L/
min ,负载f 随换向阀开口面积A x 的增大而增大。
如图4所示。
(2)负载不变时,回路效率eta 正比于液压缸
输入流量Q ～
1,流量不变时,正比于液压缸的负载
F[kN ],如图5和图6所示。
图5负载不变时,回路效率eat 图6流量不变时,回路效率eta
正比于液压缸输入流量Q ～
1 正比于液压缸负载F[kN ]
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Y (c )i 、Y (f )i ———第i 个标定点正、反行程的输出值
重复性 △R =±
k 12N ρN i =1σic
2+σif 2
Y FS
×100%
σic 、σif —
——第i 个标定点正、反行程输出的标准偏差 k =2或3
四、位移传感器的动态标定
对位移传感器进行动态标定的目的是要得到
其数学模型,并以此为依据判断传感器是否能满足实际动态测量的要求。
考虑现场工作环境的复杂性,本文采用辩识方法建立传感器的数学模型———传递函数。
辩识建立在桑撒南原理上,首先,实测出被测传感器频率响应特性上数点,然后据此拟合被测传感器的传递函数。
1.实测位移传感器的频率响应特性
锤击传动轴使信号发生装置给被测传感器一近似三角波的位移输入信号。
选择适当的采样时间△t 。
由单板机得到被测传感器输入信号x (t )、输出信号y (z )上的J 个采样值x i 、y i ,从而可得到x (t )、y (t )曲线。
设被测传感器传递函数为: G (s )=Y (s )/X
(s )
则被测传感器频率响应特性为:
G (j
ω)=Y (j ω)/X (j ω)X (j ω)=8A T 2ω2(1-cos ωT 2)(cos ωT 2-jsin ω
T 2)式中:A ———三角波面积 T ———输入三角波时间。
Y (j ω)=△t [∑J
i =1
y i cos (i ω△t )-j ∑J
i =1
y i sin (i ω△t ]
根据△t 、x i 、y i 针对z 个不同频率ωi ,可以得
到频响特性G (j
ω)上z 个点的实部p i 和虚部Q i 。
2.被测位移传感器传递函数的拟合
据桑撒南原理:
设被测传感器频率响应特性为:
G 3(j
ω)=B (j ω)/D (j ω)而实测传感器的频率响应特性为:G (j
ω)=p (ω)+jQ (ω)式中:B (j
ω)=b m (j ω)m
+b m -1(j ω)m -1+……+b 1(j
ω)+b o D (j
ω)=d n (j ω)n +d n -1(j ω)n -1+……+d 1(j
ω)+1用迭代法求解方程组:MX =N
根据桑撒南原理,利用FORTRAN 语言编写的计算机软件流程图(略)。
五、结论
本标定方法得到了计算机仿真结果和现场对
传感器使用结果的验证。
表明此方法能如实反映传感器现场工作特性,保证了液压自控系统工作的可靠性。
