挖掘机液压系统及其配套

Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｍｔ　

液压挖掘机液压系统概论　

王继斌　

（玉柴重工（常州）有限公司，江苏常州２１３１６７）　

【摘要】本文从对液压挖掘机液压系统组成的概述入手，对　

液压挖掘机液压系统的基本要求及液压系统的基本类型与特点进行　

了分析和探讨，希望能够起到抛砖引玉的作用。　

【关键词】液压挖掘机；液压系统；概论　

挖掘机和液压传动紧密地联系在一起的，所谓挖掘机主要是指　

液压挖掘机，液压技术是挖掘机的技术基础。由于挖掘机对液压技　

术提出了很高的要求，液压传动很多的先进技术体现在挖掘机上，　

从而极大推动了液压技术的发展，液压挖掘机是一个很大家族，目　

前向小型化和大型化两个方向发展，从而促使液压元件的高压化、　

小型化和大型化。　

１液压挖掘机液压系统的构成　

按照液压挖掘机工作装置、上车回转机构及下车行走机构的传　

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。一套完整的挖掘机液压系统同样由五个部分组成，　

即动力元件（液压泵）、执行元件（马达、油缸）、控制元件（液压　

多路阀）、辅助元件和液压油，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。　

２液压挖掘机对液压系统的基本要求　

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，而且野外施工作业，温度变化和地理条件　

差别大，因此，应根据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基本要求。①挖掘机作为生产设　

备，工作时间长，能量消耗大，要求液压系统效率高，节能降低能　

耗和排放，使总发热量小，液压油温不要太高，因此对各液压元件　

和管路都要求降低能耗，以充分发挥发动机的动力性和燃油经济性。　

②液压系统和液压元件在大负载和剧烈振动冲击作用下，应具有足　

够的可靠性和耐久性。⑨由于液压挖掘机作业现场尘土多，液压油　

江西科技学院本科论文

前言

挖掘机作为一种多功能机械产品，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。它能在减轻繁重的体力劳动，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的作用。近年从国内情况来看,我国的挖土机市场90％被外国独资或合资企业垄断，我国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的理论还相对国外比较薄弱。国内大部分挖土机企业在挖土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土机产品在性能、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土机在国内市场上基本失去了竞争力。液压系统是挖土机的核心部分，通过挖土机液压系统设计计算优化能有效的提高挖土机性能，本挖土机具有工作可靠、结构简单、性能好、成本低、效率高等特点。

我国是一个发展中国家,在辽阔的国土上正在进行大规模的经济建设，这就需要大量的土石方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要的一类土石方施工机械。因此，可以肯定液压挖掘机的发展空间很大.可以预见，随着国家经济建设的不断发展,液压挖掘机的需求量将逐年大幅度增长.今后几年我国液压挖掘机行业将会有一个很大的发展，液压挖掘机的年产量将会以高于20%的速度增长。

本设计根据给定的工作要求进行工况分析，以确定系统的主要参数，对液压系统的基本回路的方案进行分析，拟订液压系统原理图；选择液压元件并进行液压系统的性能验算，最后完成工作图,编制技术文件。希望本设计能为从事液压工作的人员献上微薄之力！ 江西科技学院本科论文

摘要

液压挖掘机是工程机械的一个重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。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，具有许多优点。它对液压系统的设计提出很高的要求，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。

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。

类型

按液压泵特性，液压挖掘机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。

1）定量系统

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。