毕业设计（论文）-甘蔗装载机举升臂抓斗装置设计.docx

设计总说明甘蔗装载机举升臂抓斗装置设计The Design about the Life arm and the Grab which are the Mechanis of the Cane loader学生姓名学号所在学院工程学院班级机制1113所在专业机械设计制造及其自动化申请学位本科学士学位指导教师职称副指导教师职称答辩时间2015年 06 月 06 日INTRODUCTION41前言11.1产品现状及设计原因11.2 设计内容12 甘蔗装载机举升装置的整体设计22.1举升装置组成22.2 动臂、斗杆的构型设计32.3 抓斗的构型32.4部分几何数据的初定43 举升装置组成机构的运动分析73.1 动臂73.2 斗杆83. 3 抓斗的分析研究93.3.1 抓取甘蔗时阻力分析94举升装置各机构的数据选取计算114.1 甘蔗抓斗主要数据的确定114.2 动臂机构参数的确定124.2.1 、参数的确定124.2.2 、的参数确定134.2.3 的计算134.3 斗杆机构参数的确定155 举升装置的结构165.1斗杆结构设计165.1.1 斗杆受力研究165.2 结构参数的计算205.2.1.斗杆宽度选择205.2.2.钢板厚度选择205.3动臂结构设计235.3.1作业时内力和弯矩分析235.4举升装置各机构油缸推力计算265.4.1 抓斗油缸265.3.2 斗杆油缸275.3.3 动臂油缸275.4 销轴与衬套的设计285.4.1 销轴计算选择285.4.2螺栓的选择285.4.3 衬套的计算选择286液压系统原理图的制定296.1 制定基本方案296.2绘制液压系统图327 结论32参考文献34致 谢35设计总说明液压动力钩机是一类重要机械机构，它被广泛用于减少各种劳动量以及保证工程的质量和进度，对劳动生产效率的提高也起到了很大的促进作用。甘蔗装载机是其中的改装类型，其主要机构有动臂，斗杆和甘蔗抓斗以及各机构的液压缸组成。本研究根据对液压装载机举升装置的构成机理，进而对其运动的分析，结合甘蔗装载机的工作环境特性，对相应的举升装置的相关机构实行分析，按照设计书的要求对甘蔗装载机进行数据的初步选择，利用初步选出的数据再分析计算得到其他详细的结构数据。甘蔗抓斗的抓取力是衡量该机械结构能力的一个重要数据，抓取力的主动力由液压缸中的油压来提供。什么时候是甘蔗抓斗的最大抓力，我们需要通过分析得到。额抓斗的外形是需要根据甘蔗农田的大多数环境要求来设计，尽量设计为适合普遍的农户使用。关键词：运动分析；甘蔗抓斗；液压钩机；受力分析；机构设计INTRODUCTIONHydraulic power hook machine is a kind of important mechanism. It is widely used in reduce various amount of labor and to ensure project quality and progress, the increase of labor productivity also plays a great role in promoting. Sugarcane loading machine is the modification of the type, the main mechanism is boom, arm and a hydraulic cylinder, a bucket rod, bucket rod hydraulic cylinder and sugarcane grab and sugarcane grab hydraulic cylinder and so on.The study of hydraulic loading machine lifting device structure mechanism according to the, and then the motion analysis with sugarcane loading machine working environment characteristics and related mechanism of lifting device of the corresponding implementation analysis, in accordance with the requirements of the design of the book on sugarcane loader data preliminary selection, using primarily selected data to calculate other detailed structural data.Sugarcane grab grab is a measure of the ability of the mechanical structure is one of the important data, the active force of the grasping force by the oil pressure to the hydraulic cylinder. What time is the largest holding power of sugarcane grab, we need to get through the analysis. The shape of the frontal grab is needs to be designed according to the requirements of most of the sugarcane farmland environment, try to design suitable for general household use.KEYWORDS:Motion analysis；Grab the cane；Hydraulic machine；Force analysis； Mechanism design35广东海洋大学2015届本科生毕业设计毕业设计题目（机械设计制造及其自动化，201111411311，李焯荣） 指导教师：薛晓宁毕业设计说明书1前言1.1产品现状及设计原因甘蔗装载机举升装置是一种重要的农垦机械机构。而它的主体结构（除了抓斗外）被用于各种工业与建筑，交通，水利，农田改造和生产，甚至现代军事工程等行业的机械化施工。它大大减轻了工人的体力劳动，同时也加快了生产效率。甘蔗装载机举升装置是个比较繁琐的不规则的空间机构。目前为止，国内外专业人士竭力于对其分析改进，对其构造成型以及数据的改进设计都进行深入探究。正因如此，该机械中小型类设计已经变得越来越成熟。近年来在中国勾机行业，虽然有很大发展，但从产品的类型，数量，技术性能和制造质量上看还不能适应现代化建设的发展要求。提高勾机的设计，研发和生产技术水平是一个当前紧迫而艰巨的任务。所以提高勾机工作装置的可靠性是非常必要的，相对优化的装置，以减少工作量，提高工作效率，降低结构的能耗。1.2 设计内容本文章主要对甘蔗装载机举升臂以及其抓斗机构进行设计。其中机构有动臂、斗杆、抓斗、销轴、连杆机构组等。包括以下五个部分:(1) 钩机的各个机构的设计方案。(2) 钩机的各个机构的运动学分析。(3) 各部分机构的基本尺寸的设计。(4) 各个运动机构部件的结构设计。(5) 对标准件，如各机构的销轴、螺栓等计算选型。2 甘蔗装载机举升装置的整体设计甘蔗装载机举升装置作业过程是以抓斗的颚爪抓取甘蔗并将其装入斗内。通过举升装置上升进行甘蔗运载，运载到指定的位置或者装载车后卸载。如此重复运动直至甘蔗装载完毕。2.1举升装置组成甘蔗装载机举升装置组成示意图，如图2-1。图2-1 工作装置组成图 装载机的动臂下铰点铰接在底盘上，动臂油缸开始利用液压使动臂做伸长与收缩运动，从而带动整个举升装置以机体为中心而运动。斗杆油缸伸长缩短带动着斗杆随动臂上交点做圆周运动；抓斗接在斗杆前端部位，斗杆油杆的伸缩运动带动着抓斗绕斗杆前端做圆周运动。装载机工作时，举升臂运动并且转动到农田中堆放着甘蔗的位置上，进而对动臂和斗杆油缸进行进油，这时动臂和斗杆会回缩或者伸长运动，并且运动至甘蔗抓斗接触甘蔗后，再操纵甘蔗抓斗油缸，使其张开并抓取甘蔗，随后又进行动臂和斗杆的油杆操作，将甘蔗运载到装载车中。抓斗装满甘蔗以后，斗杆相关油缸停止进油，举升装置运动回到指定卸载位置中，再操纵抓斗油缸，进行甘蔗卸载。动臂与斗杆是变截面箱梁结构，抓斗是薄钢板焊接而成。而甘蔗装载机举升臂的每个油缸都承受着拉力和压力。如此看来，甘蔗装载机的举升装置是由上述的各个机构组成的六杆机构，其具有三自由度。经上述分析，甘蔗装载机举升臂装置实质是一系列平面连杆机构，然而当确定了动臂油缸长、斗杆油缸长、甘蔗抓斗油缸长的相应数据后，其几何位置也可确定。2.2 动臂、斗杆的构型设计动臂是举升装置中的一个非常重要的机构，斗杆的型式由于动臂的结构型式来决定。动臂包含：整体式（其中又包含直动式和组合式）、组合式。构成相对简单，结构又紧密相连的直动式动臂。可以列入要设计的装载机的考虑行列。动臂选择的是整体式，是一种常见的构式，它有利于得到较大的抓取深度。然而，动臂的与斗杆连接部位不需要设有凹陷结构，这样可以使得油缸及管路的布局显得比较合理。动臂的整体式构成简单易懂。但是，其缺点是机构的替换少，通用性不良好。组合式动臂则可以根据实地要求进行数据的改装，调整为适合该环境工作的机械机构。这样，它的适应性变强，适合各类环境的改装使用。正如设计书的要求，可以了解到需要设计的是中型液压类钩机类型，结合上述分析，选用的是动臂的其中之一分类整体式。根据动臂的选型，斗杆适宜用整体式。在该设计设计过程当中，用该种结构形式的斗杆是因为它不需要调整长度。2.3 抓斗的构型抓斗外形以及数据会对甘蔗装载举升装置产生一定程度的影响，所以在选择其构型时需要注意：（1） 颚爪与甘蔗接触的内壁应该光滑，利于甘蔗运动。（2） 要使物料容易卸尽。（3） 为使抓斗的抓取的甘蔗不易漏出，抓斗的宽度与物料直径之比应在合理值范围内。（4） 综上考虑，选用中型钩机常用的双瓣抓斗结构。2.4 原始几何参数的确定（1）= （取在1.52.0之间），又考虑到本设计对于甘蔗装载机需要要适应性强的问题，举升装置不设置替换，故应选适中比例，=1.78，即/=1.78。（2） 甘蔗抓斗主参数的选择提升重量：500kg参考设计经验：=1232mm（3）举升装置的液压系统主数据预选：根据机构中各油缸的工作压力来选择要油缸的缸径。则可得：动臂、斗杆、甘蔗抓斗的油缸内径分别为 138mm， 138mm，138mm， 根据设计经验，动臂、斗杆活塞杆直径选取 89mm；89mm；而甘蔗抓斗的适宜选取79.5mm试选动臂、斗杆、甘蔗抓斗油缸运行距离=1000mm，=1400mm，=1148mm。按设计经验，初选：。按照设计手册设计数据，系统的压力P=31.4MPa，闭锁压力=34.3M。表一 机构的几何参数表3 举升装置组成机构的运动分析3.1 动臂动臂-液压钩机的主要部件，由上述分析所选的结构形式为整体式，动臂上的点在每个时刻都存在与的相关关系式。如图，与存在函数关系，其中动臂C点与在动臂油缸D点连线夹角最小值；动臂C点与在动臂油缸D点连线的夹角最大值；当动臂油缸全部缩回时的长度；当动臂油缸全部伸出时的长度；对于：动臂的转角函数表达式:=若图中的F在CU的下方，可以知道 少于0，否则大于0。由分析可以知道，坐标点表达式：F点C点动臂油缸的力臂表示为：则其最大力臂= 3.2 斗杆如下图，斗杆基于整个举升装置的坐标参数是，由于以下只考虑斗杆运动对动臂所产生的影响，因此只需把的影响进行分析。经过分析可以得：斗杆的转角关系表示如下:则斗杆力臂 其最大力臂 3. 3 抓斗的分析研究3.3.1 抓取甘蔗时阻力分析甘蔗抓斗抓取甘蔗时的运动阻力的确定,由于甘蔗堆不便于研究分析，故取所分析的甘蔗堆中的甘蔗中的一根来做分析研究。假设甘蔗堆中甘蔗由于其圆柱的结构而相互咬合稧紧，不进行任何的移动或转动。那么，在这情况看来，位于上面的甘蔗必定陷在下面甘蔗的凹槽中。正是这种状况，若抓斗的颚爪进行抓取甘蔗运动时，抓斗颚爪端部会插入到甘蔗堆中，使甘蔗沿着水平方向以及甘蔗抓斗颚爪内壁的斜面移动，以此作为分析抓斗的受力情况：如图颚爪移动一根甘蔗需要的水平力为：W=（G+G）=G(+)G一根甘蔗的重力，kN;甘蔗对甘蔗的摩擦系数，取0.7；根据甘蔗直径而定的角度。一般取3045度。 在甘蔗堆中，甘蔗直径之间的关系为取2 在抓斗抓取甘蔗过程中，由现实工作情况可知道，甘蔗抓斗具有对称性。因此，以甘蔗堆中（或者一根甘蔗的一半）作为对象进行分析计算，并对其进行相应的受力分析。而甘蔗抓斗一侧颚爪运动阻力的分析研究，是基于以抓取甘蔗和甘蔗抓斗自重的一半作为分析对象。则每当其抓取甘蔗时，抓取运动阻力为所移动甘蔗的阻力和甘蔗对颚爪产生的摩擦力。则甘蔗抓斗抓取甘蔗时的运动阻力表示如下;= G(+)+其中：-抓取甘蔗的平均根数；G一根甘蔗的重力；40N-甘蔗对甘蔗的摩擦系数；甘蔗对金属的摩擦系数；甘蔗抓斗的自重力。 在上述分析研究中，默认为甘蔗是在理想光滑的斜面上进行运动的，而实际上甘蔗皮面存在有很多的节子，甘蔗在一般情况下是弯曲的，因此，要把节子和甘蔗的弯曲列入对运动阻力的影响，从而对相应的参数进行修正，则有：=节子和弯曲对阻力的影响系数，取2.13.0.4举升装置各机构的数据选取计算甘蔗装载机的尺寸数据是该机构的构成以及该反映机构的性能的一个中间量，本阶段是对举升装置的各机构的分析计算以及尺寸的确定。4.1 甘蔗抓斗主要数据的确定根据上述对抓斗的运动分析，可以得到：颚爪移动一根甘蔗需要的水平力为：W=（G+G）=G(+)=51N甘蔗抓斗抓取甘蔗时的运动阻力为;= G(+)+=8280N甘蔗抓斗抓取甘蔗时的修正运动阻力为：=24000N甘蔗的密度：=6757N/甘蔗的长度：34m初选起重机重量：=4t自重系数：0.7密度系数：=0.8填充系数：=1 =7.5则根据经验公式有： 抓斗自重：=(1-)=1t 抓斗容积：=*=4.24 抓斗侧孔面积：A=/l*=1.72 抓斗侧孔半径：R=0.565=0.74m 抓斗宽度：B=(1.72.0)=1.391.65m 抓斗张开度：B/0.7=22.36m4.2 动臂机构参数的确定：铰点A坐标的选取：根据同类机构设计经验，初选：= 419 mm ；= 1148mm4.2.1 、参数的确定参考同类设计研究经验，最大抓取半径的大小是与加起来的大小大致相同，要知道的值，需要先确定和的值，试选取参数和的值，则根据相关公式计算和，如下：因为：其中参数选取 则有：代入，可解得：4.2.2 、的参数确定在，可分析得知参数、的数据，则有：算得结果为 4.2.3 的计算根据中型装载机举升装置的闭锁力要求，选择参数：通过分析可知，若斗杆的油缸处于全缩状态状况下，会出现最大值，根据设计规范要求，初选：= 160 又 控制动臂运动的有两个油缸，结合设计的机构规范，BCZ应该尽量小，试取BCZ = 5 在CZF中：卸载的最高高度如下：抓取深度的最大值如下：令:则又 参考资料可知， 其中为特性参数 又根据公式计算：而与的值确定：、满足条件，则、的值是合理的。则：经过上述章节的分析计算，动臂的各参数已基本确定。4.3 斗杆机构参数的确定以斗杆为对象，对其进行数据分析研究，则其油缸最大力臂可表示为： 如4-1图所示，:（其中，表示起始时的力臂；表示力臂最大值）又 若使平均抓力在合理的范围内尽量小，可以增大；减少.则取= 90。根据设计的要求以及举升装置的作业半径分析，EFQ取 130170较为适宜.为了便于计算设计，选择 EFQ为150 、DFZ为10.则其几何关系有:5 举升装置的结构5.1斗杆结构设计5.1.1 斗杆受力研究参考设计经验，此工况下的斗杆的弯矩存在着最大值，那么，同时也存在应力的最大值如下图，当以该斗杆作为各种分析讨论对象时，该工况如图5-1。取整个机构作为分析对象：若斗杆油缸缩短为最短时，结合之前分析内容可选= ，利用向量的求法来求取CF,则有：结合上述内容分析可得：初选DF =2100mm。在DEF中 ： 故可得： 解得= DBCYEAXFGNHQKV图5-1 斗杆工况简图在四边形CDEF中：又 则有：OV = OC + CF + FV可得 取斗杆作分析，则有：则其闭锁力表示为：由此可以知道，满足闭锁力要求。= 5000（其中 = 0.5）= 1.32N -地面附着力矩。图5-3 连杆机构计算简图制根据设计任务书的要求，该举升装置采用液压动力，则其制其动动力矩：最大值为：以连杆作分析，则有：得: 以V为坐标原点，Y3为以坐标原点V作垂线垂直于VK，并以VK作为X轴，建坐标，分析求解这两个参数：RNx:点的作用力；RNy ：点的作用力； 以曲柄-连杆作分析对象，则有：5.2 结构参数的计算5.2.1.斗杆宽度选择根据设计要求规范以及同类机械的设计，初去斗杆宽度5.2.2.钢板厚度选择参照设计手册以及设计经验，该举升装置的钢板的厚度介于8到15mm之间，又结合所需要设计的甘蔗装载机的使用环境状况可以的选取钢板的厚度：底板：5.2.3许用应力的计算 参照设计手册以及设计经验，在该举升装置的材料选择上需要满足的条件：（1） 该材料必须有较大的屈服极限；（2） 该材料必须机械性能较好；（3） 该材料应该易于焊接；（4） 该材料不易被腐蚀（可以采取一定的措施来防止它被腐蚀）；综上所述，选取低合金结构钢16Mn作为该举升装置的结构材料，则可以有：则其许用安全应力为：图5-5工况下举升装置简图5.2.4.斗杆危险截面处高度 (5.9)解得h=800mm。这样斗杆的尺寸参数已经基本确定。5.3动臂结构设计5.3.1作业时内力和弯矩分析上动臂所承受的力分别为：轴向力:剪力：在下动臂上所受到的力为：轴向力:剪力:弯矩表达式：则工况中的内力和弯矩图如图5-12、5-13、5-14所示。图5-14工况下M图5.3.2.结构计算由上述章节的分析计算可了解，动臂所承受的应力最大值在其结构的拐点处，即该拐点的截面为危险截面。根据设计经验，选取钢板：许用应力的选取：因为动臂钢板的材料为16Mn，其屈服极限，安全系数则许用应力： 上动臂：下动臂：截面对Y轴的惯性矩：上动臂：下动臂：对Z轴的惯性矩：上动臂：同理，下动臂：解之：至此，动臂的基本尺寸已经算出。5.4举升装置各机构油缸推力计算机构的空间结构以及其作业环境的因素决定了油缸的作用力。5.4.1 抓斗油缸 该装置在进行甘蔗抓取的过程中时，抓斗油缸承受最大的受力，以此设计抓斗油缸。鉴于动臂抓取时是下降到最低位置，斗杆前交点力臂为最大。根据液压缸的推力计算有： （5.12）查表 其中取 =14.3MPa ， =0.5MPa， =0.9得出 F=120576 N ， 由 图5-16 液压缸示意图 图5-17 液压缸截面图5.3.2 斗杆油缸 当工作装置完成抓取进行对甘蔗的移动时，此移动瞬间为斗杆油缸承受最大的力，以此刻作为分析对象。此刻斗杆油缸处于最低坐标，其作用力在动臂下交点产生最大力臂。经过公式5.12计算并查表后得：=11.1MPa ， =0.6MPa， =0.9得出 F=16532.1 N ， 由 5.3.3 动臂油缸 根据所设计的机构以及运动的分析情况，动臂能提升斗杆、抓斗、以及抓取的甘蔗到最高的位置时的拉力即为其油缸的合理压力，根据上文5.12的公式计算得：=12.93MPa ， =0.6MPa， =0.9得出 F=19075.5N ， 由 5.4 销轴与衬套的设计5.4.1 销轴计算选择根据设计经验，销轴与衬套为间隙配合，则销轴的设计应该以剪应力作为分析参考，根据公式有（6.1）值得注意的是，我们在设计的时候应该以机构工作时最大的剪应力作为基础数据来计算销轴的最小尺寸，进而选择合理的型号。根据设计经验以及该机构的运动状况，销轴工作环境较为恶劣，所以其必须耐磨，有良好的机械综合性能以保证机构能运作流畅，故选用的材料为40CrMnMo。故选择。代入式6.1并通过计算可得：尺寸参数：动臂销轴： 斗杆销轴： 5.4.2螺栓的选择根据不同的销轴的直径，根据实际情况选择螺栓两种系列。5.4.3 衬套的计算选择结合甘蔗装载机的作业环境以及各机构工作情况来考虑，衬套需要耐磨、防震以及润滑性能好，由此选择材料为铜基合金衬套的厚度选为5mm，衬套与圆筒为过盈配合，销轴为间隙配合，则各销轴的尺寸为：动臂各衬套的尺寸：斗杆各衬套的尺寸：至此，已对甘蔗装载机举升装置的各个机构结构进行的设计。6液压系统原理图的制定6.1 制定基本方案(1) 制定调速方案液压执行元件确定之后，其运动方向和运动速度的控制是拟定液压回路的核心问题。方向控制用换向阀或逻辑控制单元来实现。对于一般中小流量的液压系统，大多通过换向阀的有机组合实现所要求的动作。对高压大流量的液压系统，现多采用插装阀与先导控制阀的逻辑组合来实现。速度控制通过改变液压执行元件输入或输出的流量或者利用密封空间的容积变化来实现。相应的调整方式有节流调速、容积调速以及二者的结合容积节流调速。节流调速一般采用定量泵供油，用流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。此种调速方式结构简单，由于这种系统必须用闪流阀，故效率低，发热量大，多用于功率不大的场合。容积调速是靠改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的。其优点是没有溢流损失和节流损失，效率较高。但为了散热和补充泄漏，需要有辅助泵。此种调速方式适用于功率大、运动速度高的液压系统。容积节流调速一般是用变量泵供油，用流量控制阀调节输入或输出液压执行元件的流量，并使其供油量与需油量相适应。此种调速回路效率也较高，速度稳定性较好，但其结构比较复杂。节流调速又分别有进油节流、回油节流和旁路节流三种形式。进油节流起动冲击较小，回油节流常用于有负载荷的场合，旁路节流多用于高速。调速回路一经确定，回路的循环形式也就随之确定了。节流调速一般采用开式循环形式。在开式系统中，液压泵从油箱吸油，压力油流经系统释放能量后，再排回油箱。开式回路结构简单，散热性好，但油箱体积大，容易混入空气。容积调速大多采用闭式循环形式。闭式系统中，液压泵的吸油口直接与执行元件的排油口相通，形成一个封闭的循环回路。其结构紧凑，但散热条件差27。经过上述分析此方案选用容积节流调速。(2) 制定压里控制方案控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。 液压挖掘机控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达）等所构成的动力系统进行控制的系统。按控制功能，可分为位置控制系统、速度控制系统和力（或压力）控制系统；按控制元件，可分为发动机控制系统、液压泵控制系统、多路换向阀控制系统、执行元件控制系统和整机控制系统。液压控制阀控制系统：先导型控制系统 换向控制阀的控制形式有直动型（用手柄直接操纵换向阀主阀芯，目前少用）和先导型两种。后者是用先导阀控制先导油液，再用先导油液控制换向阀的主阀芯，它又分为机液先导型和电液先导型两类。负荷传感控制系统 它包括负荷传感控制阀和负荷传感控制泵（或定量泵）。阀控系统实质上是节流式系统。在液压挖掘机上，目前常用的是一般的三位六通多路阀，其滑阀的微调性能和复合操作性能差。20世纪90年代以来，在液压挖掘机上开始采用负荷传感控制系统，其控制闪不论是中位开式方式还是中位闭式方式，都附带有压力补偿阀。采用电子控制压力补偿的液压挖掘机液压系统与传统的液压系统比较，负荷传感控制系统的主要优点是：节省能源消耗。普通三位六通换向阀无论采用定量泵还是变量泵，总要有一部分油液经溢流阀溢掉，浪费了能量。而使用负荷传感变量系统，泵的流量全部用于负载上，泵的压力仅比负荷压力大1-3Mpa；流量控制精度高，不受负荷压力变化的影响；几个执行元件可以同步运动或以某种速比运动，且互不干扰。普通三位六通阀系统用的是并联油路，当几个执行元件同时动作时，泵输出的油液首先流向压力低的执行元件，不能同步。上述的负荷传感控制阀只解决了滑阀的微调性能和复合操作性能，而没有解决节省能源问题。定量泵和负荷传感控制阀的系统也没有节省能源消耗，因为泵所输出的流量超过执行元件（液压缸和液压马达）所需要的流量时，多余的油液经压力补偿阀流回油箱（为保持压差恒定）变为热能。只有完全负荷传感控制系统才能解决节省能源问题。完全负荷传感控制系统 完全负荷传感控制系统由负荷传感控制阀和负荷传感控制变量泵组成带次级压力补偿阀的负荷传感系统德国力士乐公司等）在其生产的液压挖掘机上设置了负荷传感分流器LUOV（Last Unabhangige Durchfluss Vereilung)系统，其主要作用是：当多个执行元件同时工作、所需的流量大于液压泵的流量时，产生供油不足的现象，这不能使正在工作台的执行元件与负载压力无关的控制得到保证。LUDV系统能保证在供油不足时所有执行元件的工作速度按正比例下降，以获得与负载压力无关的控制。制定压力控制方案：液压执行元件工作时，要求系统保持一定的工作压力或在一定压力范围内工作，也有的需要多级或无级连续地调节压力，一般在节流调速系统中，通常由定量泵供油，用溢流阀调节所需压力，并保持恒定。在容积调速系统中，用变量泵供油，用安全阀起安全保护作用。在液压系统中，需要流量不大的高压油时可考虑用增压回路得到高压，而不用单设高压泵。液压执行元件在工作循环中，某段时间不需要供油，而又不便停泵的情况下，需考虑选择卸荷回路。在系统的某个局部，工作压力需低于主油源压力时，要考虑采用减压回路来获得所需的工作压力。基于以上控制系统方案分析本次设计选用负荷传感控制系统；采用的是双泵双回路恒功率控制液压系统，带四种功率控制模式、中位负流量控制，两液压主泵按全功率变量。(3) 指定顺序动作方案主机各执行机构的顺序动作，根据设备类型不同，有的按固定程序运行，有的则是随机的或人为的。工程机械的操纵机构多为手动，一般用手动的多路换向阀控制。加工机械的各执行机构的顺序动作多采用行程控制，当工作部件移动到一定位置时，通过电气行程开关发出电信号给电磁铁推动电磁阀或直接压下行程阀来控制接续的动作。行程开关安装比较方便，而用行程阀需连接相应的油路，因此只适用于管路联接比较方便的场合。另外还有时间控制、压力控制等。例如液压泵无载启动，经过一段时间，当泵正常运转后，延时继电器发出电信号使卸荷阀关闭，建立起正常的工作压力。压力控制多用在带有液压夹具的机床、挤压机压力机等场合。当某一执行元件完成预定动作时，回路中的压力达到一定的数值，通过压力继电器发出电信号或打开顺序阀使压力油通过，来启动下一个动作。(4) 选择液压动力源液压系统的工作介质完全由液压源来提供，液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般用定量泵供油，在无其他辅助油源的情况下，液压泵的供油量要大于系统的需油量，多余的油经溢流阀流回油箱，溢流阀同时起到控制并稳定油源压力的作用。容积调速系统多数是用变量泵供油，用安全阀限定系统的最高压力。为节省能源提高效率，液压泵的供油量要尽量与系统所需流量相匹配。对在工作循环各阶段中系统所需油量相差较大的情况，一般采用多泵供油或变量泵供油。对长时间所需流量较小的情况，可增设蓄能器做辅助油源。油液的净化装置是液压源中不可缺少的。一般泵的入口要装有粗过滤器，进入系统的油液根据被保护元件的要求，通过相应的精过滤器再次过滤。为防止系统中杂质流回油箱，可在回油路上设置磁性过滤器或其他型式的过滤器。根据液压设备所处环境及对温升的要求，还要考虑加热、冷却等措施。6.2绘制液压系统图整机的液压系统图由拟定好的控制回路及液压源组合而成。各回路相互组合时要去掉重复多余的元件，力求系统结构简单。注意各元件间的联锁关系，避免误动作发生。要尽量减少能量损失环节。提高系统的工作效率。为便于液压系统的维护和监测，在系统中的主要路段要装设必要的检测元件（如压力表、温度计等）。大型设备的关键部位，要附设备用件，以便意外事件发生时能迅速更换，保证主要连续工作。各液压元件尽量采用国产标准件，在图中要按国家标准规定的液压元件职能符号的常态位置绘制。对于自行设计的非标准元件可用结构原理图绘制。7 结论本论文以钩机机工作装置为分析，由其工作特点引入，对需要设计的机构（动臂、斗杆、抓斗）进行了详细的讨论分析，从而得到了相关的位置数据。另外还对各个机构的工作状况进行受力分析，得出了简易可行的设计方案,结论如下： （1）、对该装置各个机构进行运动学分析，从而得出机构的关键点的坐标描述，进而对装置工作范围进行分析，建立了其工作位置的相关表达式。 （2）、通过分析计算，确定了抓斗结构形状及尺寸参数；并进一步确定了动臂、斗杆的结构参数。为甘蔗装载机的举升装置结构设计提供基本数据。 （3）、通过设计经验以及相关的表达式确定各机构的参数。（4）、利用已知的机构尺寸，对各机