关 键 词：

小型 挖掘机 底盘 行驶 液压 系统 设计 机械 毕业设计 全套 资料 已经 通过 答辩

资源描述：

4900-小型挖掘机底盘行驶液压系统设计设计【机械毕业设计全套资料+已通过答辩】,小型,挖掘机,底盘,行驶,液压,系统,设计,机械,毕业设计,全套,资料,已经,通过,答辩

内容简介：

0 2001 477 51 2271, 7 000a a A of a a a by to a by to is a be as a a of in On of be 5 a of as be in . 2. of is of a s in by a we to of a a 1 . In of an We a we be We We a to - 0 00083H. M. 0 2001 4774864781. of an of a to by a We we to of a is as of in is a s of 22J u qJ u u u u . . l 12 1 2 2 13 1 3 3 12 1 2 2 13 1 3 3 1 1 122 J u u qJ u u u . . 212223 23312 12123 233 2 22J u u u yJ u u . . 3 1 23 2 3 2 33 3 13 1 3 1 23 2 3 3 3 3 J s m 1 q m q m 1 q I ; J 12m 11 1 ; J 1 ; J 231g 313 31g 322 2g 2m 12 J 1 ; J 2 K 23 32g 333 3g 33 g; K s m 1 g;1 2g 233K g; u is t is 1 1 is of m is I is of of , is by a is by a as We . of a is to is no No )H. M. 0 2001 477486 4792. of of on we of i P y P 2( . ii si i 1i 1K sP i 1i 2 A of h X P P V in B of 1, is 1 C u 122(OA C u 111.2 f u ,u u yu qb 1 2 222( u yu qb 2 2222 2 1 2 2.3 3 33 33Yu yu qg ya u ,u u AB u yu qg ya 3 3333 3 2 3 3 2()H. M. 0 2001 4774864803. of t is as t u qf u ,u . 21222qf u ,u y 3 1u . 1111t u ,u y . /221222 2 2 1u 12212t u ,u y . /332333 3 3 2u u /323323C is is of a of a on we s X of is a 4, u is to u by In to to We of as as In in to of we In is in is is 5 4. of u .()H. M. 0 2001 477486 4815. on , if in of a , , u , 0be s K is u 0a 1 12 2 13 2 3a f u P 11 10 100 1 012 2 13 2 3a s u (1 1 10 01 10a so is if X , as a 0a 0a 0of , to is s u a of In is in it is to To of 4 . In is in . is is is to a be as 6, in is to u u to r. In to )H. M. 0 2001 4776. of . 1, we q1 q. 8 we Z 1 u sy y u 21 1of be to tou , of is to u be u is u is u . To is be a to of is at an to to to it is to at to is in 6 . As 7, u is as a of . of to 8 of H. M. 0 2001 477486 4837. to 9 of on a to of 10, of a is on a 16of as 8. of to of to to a is 9. of on .()H. M. 0 2001 47748648410. of a In to a is in to up to be in In is of to be of is to at of by is to of We of 3 as of of 58 of 3 )H. M. 0 2001 477486 48511. of on of 11 of in is of in of by or As or As an 12 to 12. of on 13. of on at to as 6 of of to Z in as 13. K be of .1 as in of in is to at or is be by to as is at m N 14. of on .()H. M. 0 2001 477of of on . is to at of is 0 ms,be 0 ms of to of in at no it it to of to to as be by . T. in 1 8 1982 40. A. in 7 3 1975 55. et of 2 2 198542. Y. of 2 1 1986 69. et R&D 7 2 198774of 2 1990 . of of 3 7 1982 1et On of a 991 207212.液压挖掘机的半自动控制系统 本机械工程研究实验室 51 2271, 2000年 7月 27日 摘要 开发出了一种应用于液压挖掘机的半自动控制系统。采用该系统，即使是不熟练的操作者也能容易和精确地操控液压挖掘机。构造出了具有控制器的液压挖掘机的精确数学控制模型，同时通过模拟实验研发出了其控制算法，并将其应用在液压挖掘机上，由此可以估算出它的工作效率。依照此法，可通过 正反馈及前馈控制、非线性补偿、状态反馈和增益调度等各种手段获得较高的控制精度和稳定性能。自然杂志 2001 版权所有 关键词：施工机械；液压挖掘机；前馈；状态反馈；操作 1引言 液压挖掘机，被称为大型铰接式机器人，是一种施工机械。采用这种机器进行挖掘和装载操作，要求司机要具备高水平的操作技能，即便是熟练的司机也会产生相当大的疲劳。另一方面，随着操作者年龄增大，熟练司机的数量因而也将会减少。开发出一种让任何人都能容易操控的液压挖掘机就非常必要了 1 液压挖掘机之所以要求较高的操作技能，其理由如下。 少有两个操作手柄必须同时操作并且要协调好。 例如，液压挖掘机的反铲水平动作，必须同时操控三个操作手柄（动臂，斗柄，铲斗）使铲斗的顶部沿着水平面（图 1）运动。在这种情况下，操作手柄的操作表明了执行元件的动作方向，但是这种方向与工作方向不同。 如果司机只要操控一个操作杆，而其它自由杆臂自动的随动动作，操作就变得非常简单。这就是所谓的半自动控制系统。 开发这种半自动控制系统，必须解决以下两个技术难题。 1. 自动控制系统必须采用普通的 控制阀。 2. 液压挖掘机必须补偿其动态特性以提高其控制精度。 现已经研发一种控制算法系统来解决这些技术问题，通过在实际的液压挖掘机上试验证实了该控制算法的作用。而且我们已采用这种控制算法，设计出了液压挖掘机的半自动控制系统。具体阐述如下。 2液压挖掘机的模型 为了研 究液压挖掘机的控制算法 ,必须分析液压挖掘机的数学模型。液压挖掘机的动臂、斗柄、铲斗都是由液压力驱动，其模型如图 2所示。模型的具体描述如下。 态模型 6 假定每一臂杆组件都是刚体，由拉格朗日运动方程可得以下表达式： 其中 g 是重力加速度； i 铰接点角度； i 是提供的扭矩； 件的长度； 件的质量； 重心处的转动惯量 (下标 i=1次表示动臂，斗柄，铲斗 )。 掘机模型 每一臂杆组件都是由液压缸驱动，液压缸的流量是滑阀控制的，如图 3所示。可作如下假设： 在这个问题上，对于每一臂杆组件，从液压缸的压力流量特性可得出以下方程： 当 时； 其中， 液压缸的长度 ;在液压缸和管道的油量； 是油的密度； 杆关系 在图 1所示模型中，液压缸长度改变率与杆臂的旋转角 速度的关系如下： (1)动臂 (2)斗柄 (3)铲斗 当 时， 矩关系 从 虑 到液压缸的摩擦力，提供的扭矩 i 如下 其中， 阀的反应特性 滑阀动作对液压挖掘机的控制特性产生会很大的影响。因而，假定滑阀相对参考输入有以下的一阶延迟。 其中， 是滑芯位移的参考输入； 是时间常数。 3 角度控制系统 如图 4所示， 角基本上由随动参考输入角 通过位置反馈来控制。为了获得更精确的控制，非线性补偿和状态反馈均加入位置反馈中。以下详细讨论其控制算法。 线性补偿 在普通的自动控制系统中，常使用如伺服阀这一类新的控制装置。在半自动控制系统中，为了实现自控与手控的协调，必须使用手动的主控阀。这一类阀中，阀芯的位移与阀的开度是非线性的关系。因此，自动控制操作中，利用这种关系，阀芯位移可由所要求的阀的开度反推出来。同时，非线性是可以补偿的（图 5）。 态反馈 建立在第 2节所讨论的模型的基础上，若动臂角度控制动态特性以一定的标准位置逼近而线性化（滑芯位移 X 10，液压缸压力差 P 110，动臂夹角 10 ），则该闭环传递函数为 其中， 由于系统有较小的系数 以反应是不稳定的。例如，大型液压挖掘机 ，给出的系数 0 ,0 ,0 而闭环（图 4 的上环）的传递函数就是 加入这个因素 ,系数 S 就变大，系统趋于稳定。可见，利用加速度反馈来提高反应特性效果明显。 但是，一般很难精确的测出加速度。为了避免这个问题，改用液压缸力反馈取代加速度反馈（图 4 的下环）。于是，液压缸力由测出的缸内的压力计算而滤掉其低频部分 7， 8。这就是所谓的压力反馈。 4 伺服控制系统 当一联轴器是手动操控，而其它的联轴器是因此而被随动作控制时，这必须使用伺服控制系统。例如，如图 6所示，在反铲水平动作控制中，动臂的控制是通过保持斗柄底部 Z（由 1 与 2 计算所得）与 高度。为了获得更精确的控制引入以下控制系统。 馈控制 由图 1计算 Z，可以得到 将方程（ 8）两边对时间求导，得到以下关系式， 右边第一个式子看作是表达式（反馈部分）将 替换成 1，右边第二个式子是表达式（前馈部分）计算当 2 手动地改变时， 1 的改变量。 实际上，用不同的 2 值可确定 1。通过调整改变前馈增益 实现最佳的前馈率。 采用测量斗柄操作手柄的位置（如角度）取代测斗柄的角速度，因为驱动斗柄的角速度与操作手柄的位置近似成比例。 据位置自适应增益调度 类似液压挖掘机的铰接式机器人，其动态特性对位置非常敏感。因此，要在所有位置以恒定的增益稳定的控制机器是困难的。为了解决这个难题，根据位置的自适应增益调度并入反馈环中（图 6）。如图 7所示，自适应放大系数（ 作为函数的两个变量， 2和 Z 、 2表示斗柄的伸长量， 5 模拟 实验结论 反铲水平动作控制的模拟实验是将本文第 4 节所描述的控制算法用在本文第 2节所讨论的液压挖掘机的模型上。（在 型液压挖掘机进行模拟实验。）图 8 表示其中一组结果。控制系统启动 5秒以后，逐步加载扰动。图 9表示使用前馈控制能减少控制错误的产生 . 6 半自动控制系统 建立在模拟实验的基础上，半自动控制系统已制造出来，应用在 过现场试验可验证其操作性。这一节将讨论该控制系统的结构与功能。 构 图 10的例子中，控制系统由控制器、传感器、人机接 口和液压系统组成。 控制器是采用 16 位的微处理器，能接收来自动臂、斗柄、铲斗传感器的角度输入信号，控制每一操作手柄的位置，选择相应的控制模式和计算其实际改变量，将来自放大器的信号以电信号形式输出结果。液压控制系统控制产生的液压力与电磁比例阀的电信号成比例，主控阀的滑芯的位置控制流入液压缸液压油的流量。 为获得高速度、高精度控制，在控制器上采用数字处 理芯片，传感器上使用高分辨率的磁编码器。除此之外，在每一液压缸上安装压力传感器以便获得压力反馈信号。 以上处理后的数据都存在存储器上，可以从通信端口中读出。 制功能 控制系统有三种控制模式，能根据操作杆 和选择开关自动切换。其具体功能如下。 （ 1）反铲水平动作模式：用水平反铲切换开关，在手控斗柄推动操作中，系统自动的控制斗柄以及保持斗柄底部的水平运动。在这种情况下，当斗柄操作杆开始操控时，其参考位置是从地面到斗柄底部的高度。对动臂操作杆的手控操作能暂时中断自动控制，因为手控操作的优先级高于自动控制 。 （ 2）铲斗水平举升模式：用铲斗水平举升切换开关，在手控动臂举升操作中，系统自动控制铲斗。保持铲斗角度等于其刚开始举升时角度以阻止原材料从铲斗中泄漏。 （ 3）手控操作模式：当既没有选择反铲水平动作模式，也没有选择铲斗水平举升模式时，动臂，斗柄，铲斗都只能通过手动操作。 系统主要采用 构建稳定模组提高系统的运行稳定性。 7 现场试验结果与分析 通过对系统进行现场试验，证实该系统能准确工作。核实本文第 3、 4节所阐述的控制算法的作用，如下所述。 个组件的自动控制测试 对于动臂 、斗柄、铲斗每一组件，以 5 的梯度从最初始值开始改变其参考角度值，测量其反应，从而确定第 3节所描述的控制算法的作用。 线性补偿的作用 图 11 表明动臂下降时的测试结果。因为电液系统存在不灵敏区，当只有简单的位置反馈而无补偿时（图 11 中的关）稳态错误仍然存在。加入非线性补偿后（图 11 中的开）能减少这种错误的产生。 态反馈控制的作用 对于斗柄和铲斗，只需位置反馈就可获得稳定响应，但是增加加速度或压力反馈能提高响应速度。以动臂为例，仅只有位置反馈时，响应趋向不稳定。加入加速度或压力反馈后，响应的稳定性得到改进。例如，图 12 表示动臂下降时，采用压力反馈补偿时的测试结果。 铲水平控制测试 在不同的控制和操作位置下进行控制测验，观察其控制特性，同时确定最优控制参数（如图 6所示的控制放大系数）。 馈控制作用 在只有位置反馈的情况下，增大放大系数 少 Z 错误，引起系统不稳定，导致系统延时，例如图 13 所示的 “ 关 ” ，也就是 能减小。采用第 p。如图示的 “ 开 ” 。 置的补偿作用 当反铲处在上升位置或者反铲动作完成时，反铲水平动作趋 于不稳定。不稳定振荡可根据其位置改变放大系数 第 14 表示其作用，表明反铲在离地大约 2米时水平动作结果。与不装补偿装置的情况相比较，图中的关表示不装时，开的情况具有补偿提供稳定响应。 制间隔的作用 关于控制操作的控制间隔的作用，研究结果如下： 00稳定振荡因运动的惯性随位置而加剧。 0控制操作不能作如此大提高。 因此，考虑到计算精度，控制系统选定控制间隔为 50 载作用 利用控制系统，使液压挖掘机执行实际 挖掘动作，以研究其受载时的影响。在控制精度方面没 有发现与不加载荷时有很大的不同。 8 结论 本文表明状态反馈与前馈控制组合，使精确控制液压挖掘机成为可能。同时也证实了非线性补偿能使普通控制阀应用在自动控制系统中。因而应用这些控制技术，允许即使是不熟练的司机也能容易和精确地操控液压挖掘机。 将这些控制技术应用在其它结构的机器上，如履带式起重机，能使普通结构的机器改进成为可让任何人容易操控的机器。 参考文献 1 J. T. in 1 8 1982 40 46. 2 H. A. in 7 3 1975 55 62. 3 T. et of 2 2 1985 42 51. 4 T. Y. of 2 1 1986 69 75. 5 H. et R&D 7 2 1987 74 78. 6 of 2 1990 7 H. of of 3 7 1982 1 8. 8 et On of a 991 207 212. 南京理工大学 紫金学院 毕业设计（论文）任务书 系 ： 机械工程系 专 业 ： 车辆工程 学 生 姓 名： 学 号： 设计 (论文 )题目 ： 起 迄 日 期 : 2012 年 1 月 10 日 5 月 10 日 设计 (论文 )地点 : 南京理工大学紫金学院 指 导 教 师 : 谢继鹏 专业 负责 人 : 杨敏 发任务书日期 : 2013 年 1 月 8 日 任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经 学生所在专业 的负责人 审查、 系 领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业 设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及 系主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“ 系”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号 ； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 交货 20 号给点说明书给学生中期检查 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 选题结合实际工程应用，完成 履带式小型挖掘机的 液压驱动系统 设计，课题所涉及到的工程技术问题，具 有一定的通用性和实用性。通过毕业设计能让学生 系统掌握主 液压系统设计方法 ，培养和锻炼学生基本理论分析和解决工程实际问题的能力。 ，拓宽知识面，提高综合运用基础理论知识，解决工程设计问题的能力。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 课题内容： 设计一个 小型挖掘机的总体设计，挖掘机选用履带式挖掘机。通过产品发展概况的了解，选择确定 液压驱动系统的方法，行走控制方法以及液压系统匹配设计方法与校核方法 ，完成主要 方案选择，液压系统参数匹配，发动机选型以及相关参数校 核，得到液压回路图纸 ，完成毕业设计说明书的撰写。 技术 要求： 1履带式； 2. 两个液压马达分别驱动两侧履带行走； 3. 液压制动系统； 主要性能参数 ： 发动机功率 20 最大爬坡角 30 整机质量 1800 最高行驶速度 km/h 机宽度 1800 整机高度（行驶状态） 2500 最大挖掘高度 000 铲斗容量 m 大铲掘力 0 最大挖掘深度 000 接地长度 1800 履带宽度 00400 上车回转速度 0 推土铲尺寸（长高） 800 330 工作要求： 1. 开题报告字数不小于 2000字，外文翻译不少于 10000个印刷符（译成中文不少于 3000汉字），完成的翻译稿要求段落内容连续完整。 2. 进行行走驱动液压系统总体设计方案的选择、论证和计算。 3. 对系统的组件进行匹配计算与选型设计。 4. 整理设计文档资料，给出系统的液压系统方案图纸，要求计算机出图。 5. 毕业设计说明书字数不少于 10000 字，所有文档资料要做成电子档。 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： （ 1）液压挖掘机发展概况 （ 2） 液压驱动方案选择 （ 3） 发动机选型设计 （ 4）液压系统参数匹配与校核 （ 5） 液压驱动回路图纸 4主要参考文献： 1 赵坤 . 全液压平地机单泵双马达系统参数匹配与同步性研究 D. 西安 ; 长安大学 , 2011. 2 张永华 . 轮式铣刨机双速液压底盘性能匹配研究 D. 西安 ; 长安大学 , 2009. 3 余亮 . 沥青混凝土摊铺机行驶静压驱 动系统研究 D. 西安 ; 长安大学 , 2001. 4 姚怀新 . 工程车辆液压动力学关键问题的理论研究与实验台建设 D. 西安 ; 长安大学 , 2006. 5 孙博 . 抛丸养护车低速行驶驱动系统研究 D. 西安 ; 长安大学 , 2010. 6 朱学超 . 小功率全液压推土机行驶驱动系统研究 D; 长安大学 , 2008. 7 赵坤 . 全液压平地机单泵双马达系统参数匹配和同步性研究 D; 长安大学 , 2011. 8 张久林 . 工程机械液压行走系统的设计及理论研究 D; 同济大 学 , 2007. 9 袁江 . 小功率全液压平地机行驶驱动系统研究 D; 长安大学 , 2009. 10 袁超峰 . 梁车液压系统设计及行走液压系统仿真分析 D; 燕山大学 , 2012. 11 元万荣 . 滑移装载机闭式行走系统研究 D; 吉林大学 , 2012. 12 杨梅生 . 采煤机液压牵引系统设计与仿真分析 D; 安徽理工大学 , 2011. 13 吴卫国 . 50t 轮胎式搬运机行走驱动液压系统和卷扬液压系统研究 D; 长安大学 , 2008. 14 魏艳 . 船体分段转运车动力与液压系统及其设计平台软件的研究 D; 武汉理工大学 , 2007. 15 王月行 . 拖式混凝土泵发动机 D; 吉林大学 , 2005. 16 宋海林 . 泵控马达静液驱动系统分析与研究 D; 吉林大学 , 2005. 17 刘志敏 . 智能型沥青洒布车系统方案研究 D; 长安大学 , 2005. 18 范斌 . 滑移装载机行走闭式液压系统研究 D; 吉林大学 , 2011. 19 陈峰 . 深海底采矿机器车运动建模与控制研究 D; 中南大 学 , 2005. 20 陈丰峰 . 装载机行驶液压传动特性研究 D; 西安科技大学 , 2005. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2013 年 1 月 10 日 2 月 29 日 3 月 1 日 3 月 20 日 3 月 20 日 3 月 29 日 4 月 1 日 4 月 24 日 5 月 1 日 5 月 10 日 完成开题报告 完成调研、参数准备 计算与设计 撰写论文 论文答辩 所在专业审查意见 ： 负责人： 年 月 日 系意见： 系领导： 年 月 日 1 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， 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。 本文设计了一个小型挖掘机的总体方案，挖掘机行走机构选用履带式。通过产品发展概况的了解，选择确定液压驱动系统的方法，行走控制方法以及液压系统匹配设计方法与校核方法，完 成了主要方案选择，液压系统参数匹配，发动机选型以及相关参数校核，最后通过 制了液压回路图纸。 关键词 ： 挖掘机 ； 液压系统 ； 液压泵 2 is an is a in of a of so it is of of is of in s of a of to as as of to a of as as 目录 摘要 . 1 . 2 目录 . 3 第一章 概 论 . 4 掘机的简介 . 4 压挖掘机的发展概况 . 5 外液压挖掘机目前水平及发展趋势 . 7 内液压挖掘机的发展概况 . 9 第二章 液压挖掘机总体方案设计 .压挖掘机结构和工作原理 . 10 压挖掘机整机性能 . 10 压挖掘机结构 . 12 压挖掘机传动原理 . 13 压挖掘机工况分析及液压系统设计方案的确定 . 14 压挖掘机的工况 . 14 掘机液压系统的设计要求 . 19 第三章 挖掘机行驶液压系统的设计 .盘行驶液压系统方案设计 . 20 压元件的选择 . 24 压泵的参数计算及选择 . 25 压马达的计算与选择 . 25 油发动机的选择 . 26 压阀的选择 . 26 他液压元件的选择 . 28 箱容量的确定 . 31 压系统性能验算 . 31 压系统压力损失 . 31 压系统的发热温升计算 . 33 制液压系统图 . 37 第四章 结论和展望 .论 . 38 望 . 38 参考文献 . 第一章 概 论 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、采矿等建设工程的突发机械。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，具有如下有点：功率密度大， 结构紧凑，重量轻；无级调速，调速范围大；启动性能好，能实现快速正反转；布置灵活，基本不受总体结构的限制；运转平稳，各种可靠，能自行润滑，使用寿命长；有过载保护功能；容易实现自动化，操作简便省力等。因此，液压挖掘机对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，具有重要意义。 液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。因此，液压挖掘机是一种周期作业的土 方机械。 液压挖掘机与机械传动挖掘机一样，在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用，是各种土石施工中不可缺少的一种重要机械设备。 掘机的简介 液压挖掘机是一种多功能机械 1，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。 根据建筑施工部门统计，一台斗量为 液压挖掘机挖掘土壤时，每班生产率大约相当个工人一天的工作量。因此，大力 发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。 挖掘机液压传动紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作很复杂，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已经成为推动挖掘机发展中的重要一环 。 液压挖掘机结构特点 : 挖掘机由工作装置 、 回转装 置 、 行走装置和液压系统构成。下面以轮式液压挖掘机为例来说明一下： 5 单斗液压挖掘机是一种周期性作业的自行式土方机械，它采用液压传动，由一个铲斗切削土装入斗内，然后提升装满土石的铲斗，再回转一定的角度进行装车，接下来空当斗回到原来的位置，准备进行下一个循环的挖掘，此外整机还要定期移位，使铲斗能在适当位置上有效地作业，单斗挖掘机装载，抓取起重、钻孔、打桩、破碎、修坡、清沟等工作，挖掘机可分为提供动力和基本动作（行走回转）的主机部分及进行不同作业的工作装置部分，主机又可分为行走装置、回转装置、液压系统、 工作装置 。 1、行走装置 液压挖掘机行走装置的反力同时能使挖掘机作短距离行走，按结构不同，可分为履带式、轮胎式两类。履带式行走装置由履带、支重轮、托链轮、驱动轮、导向轮、张紧装置、行走架液压马达、减速机等组成，液压挖掘机的行走装置采用液压马达、减速机、驱动轮，每条履带有各自的液压马达和减速机，由于两个液压马达可独立操作，因此，机器的左右履带可以同步前进后退，也可以通过一条履带制动来实现转弯，还可以通过两条履带相反方向驱动，来实现原地转向，操作十分简单。 2、回转机构 回转机构包括回转驱动装置、回转支承，回转驱动装置一 般采用定量马达，经过回转减速机两行星齿轮与回转支承的内齿圈相齿合而实现转台的回转，具有结构紧凑，体积小、效率高速比大，承载能力强，发热量和功率损失小，工作可靠等优点，回转支承一般采用的滚动轴承，其中用的最广泛的是单排滚球式和双排式滚轴柱式回转支承。 3、工作装置 工作装置是液压挖掘机的主要组成部分之一，由于工作的不同，工作装置不同类很多常用挖掘、装载和起重装置也可以有很多形式，挖掘装置一般采用斗杠油缸进行挖掘，动臂油缸主要用于调节切削角度，清除障碍以及挖掘结束时为装满铲斗多用开启斗底多用开启斗底的方式卸载， 斗底的开启、关闭也用了油缸。 4、液压系统 液压挖掘机的主要系统运动有整机行走、转台回转、动臂升降，斗杆收放、铲斗挖掘等，根据以上的工作要求把各液压元件用管路连接起来的组合体叫做液压挖掘机的液压系统。液压系统功能是把发动机机械能以油液为介质，利用油泵转变为液压能传送给油缸、马达等边为机能，再传动各个执行机构，实现各种运动。国家规定 8吨以下的挖掘机采用定量泵 1。 压挖掘机的发展概况 6 第一台手动挖掘机问世至今已有 130 多年的历史，期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用 机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。 挖掘机行业的发展历史久远，可以追溯到 1840年。当时美国西部开发，进行铁路建设，产生了模仿人体构造，有大臂、小臂和手腕，能行走和扭腰类似机械手的挖掘机，它采用蒸汽机作为动力在轨道上行走。但是此后的很长时间挖掘机没有得到很大的发展，应用范围也只局限于矿山作业中。 导致挖掘机发展缓慢的主要原因是 :其作业装置动作复杂，运动范围大，需要采用多自由度机构，古老的机械传动对它不太适合。而且当时的工程建设主要是国土开发，大规模的筑路和整修场地等，大多是大面积的水平作业，因 此对挖掘机的应用相对较少，在一定程度上也限制了挖掘机的发展。 由于液压技术的应用，二十世纪四十年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机。随着液压传动技术迅速发展成为一种成熟的传动技术，挖掘机有了适合它的传动装置，为挖掘机的发展建立了强有力的技术支撑，是挖掘机技术上的一个飞跃 。同时，工程建设和施工形式也发生了很大变化。在进行大规模国土开发的同时，也开始进行城市型土木施工，这样，具有较长的臂和杆，能装上各种各样的工作装置，能行走、回转，实现多自由动作，可以切削高的垂直壁面，挖掘深的基坑和沟槽的挖掘机得到了 广泛应用。 自第一台手动挖掘机诞生以来的 160 多年当中，挖掘机一直在不断地飞跃发展，其技术已经发展到相对成熟稳定的阶段。目前国际上迅速发展全液压挖掘机，对其控制方式不断改进和革新，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。在危险地区或水下作业采用无线电操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现了挖掘机作业操纵的完全自动化。所有这一切，挖掘机的全液压化为其奠定了坚实的基础，创造了良好的前提。 据有关专家估算，全世界各种施工作业场约有 65%至 70%的土石方工程都是由挖掘机完成的。挖掘机是一种万能型工程机械，目前已经无可争议地成为工程机械的第一主力机种，在世界工程机械市场上己占据首位，并且仍在发展扩大。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7 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 2。 外液压挖掘机目前水平 及发展趋势 工业发达国家的挖掘机生产较早，法国、德国、美国、俄罗斯、日本是斗容量 斗液压挖掘机的主要生产国，从 20 世纪 80 年代开始生产特大型挖掘机。例如，美国马利昂公司生产的斗容量 50离用挖掘机，斗容量 132m的步行式拉铲挖掘机；比赛路斯 司生产的斗容量 步行式拉铲挖掘机，斗容量 107m的剥离用挖掘机等，是世界上目前最大的挖掘机。 从 20世纪后期开始，国际上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。 1)开发多品种、多 功能、高质量及高效率的挖掘机。为满足市政建设和农田建设的需要，国外发展了斗容量在 下的微型挖掘机，最小的斗容量仅在 另外，数量最的的中、小型挖掘机趋向于一机多能，配备了多种工作装置 除正铲、反铲外，还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、振捣器、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲等，以满足各种施工的需要。与此同时，发展专门用途的特种挖掘机，如低比压、低嗓声、水下专用和水陆两用挖掘机等。 2）迅速发展全液压挖掘机，不断改进和革新控制方式，使挖掘 机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。在危险地区或水下作业采用无线电操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现了挖掘机作业操纵的完全自动化。所有这一切，挖掘机的全液压化为其奠定了基础和创造了良好的前提 。 3）重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度。例如，德国阿特拉斯公司生产的挖掘机装有新型的发动机转速调节装置，使挖掘机按最适合其作业要求的速度来工作；美国林肯贝尔特公司新 C 系列 液压挖掘机安装了全自动控制液压系统，可自动调节流量，避免了驱动功率的浪费。还安装了 算机辅助功率系统），提高挖掘机的作业功率，更好地发挥液压系统的功能；日本住友公司生产的 用精控模式选择系统，减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗，并处长了零部件的使用寿命；德国奥加凯（ O&K)公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；日本神钢公司在新型的 904、 905、 907、 909 型液压挖掘机上采用智能型控制系统，即使无经验的驾驶员 也能进行复杂的作业操作；德国利勃海尔公司开8 发了 子控制作业）的操纵装置，可根据作业要求调节挖掘机的作业性能，取得了高效率、低油耗的效果；美国卡特匹勒公司在新型 B 系统挖掘机上采用最新的 3114T 型柴油机以及扭矩载荷传感压力系统、功率方式选择器等，进一步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。韩国大宇公司在 据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，即发动机始终以全功率运转，这样既充分利用了发动机的功率、提高挖掘 机的作业效率，又防止了发动机因过载而熄火。 4）更新设计理论，提高可靠性，延长使用寿命。美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论，以替代传统的无限寿命设计理论和方法，并将疲劳损伤累积理论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机的强度研究方面，促进了产品的优质高效率和竞争力。美国提出了考核动强度的动态设计分析方法，并创立了预测产品失效和更新的的理论。日本制定了液压挖掘机构件的强度评定程序，研制了可靠性住处处理系统。在上述基础理论的指导下， 借助于大量试验，缩短了新产品的研究周期，加速了液压挖掘机更新换代的进程，并提高其可靠性和耐久性。例如，液压挖掘机的运转率达到 85%使用寿命超过 1万小时。 5）加强对驾驶员的劳动保护，改善驾驶员的劳动条件。液压挖掘机采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室，安装可调节的弹性座椅，用隔音措施降低噪声干扰。 6）进一步改进液压系统。中、小型液压挖掘机的液压系统有向变量系统转变的明显趋势。因为变量系统在油泵工作过程中，压力减小时和增大流量来裣，使液压泵功率保持恒定，亦即装有变量泵的液压挖掘机可经常性地充 分利用油泵的最大功率。当外阻力增大时则减少流量（降低速度），使挖掘力成倍增长率加；采用三回路液压系统。产生三个互不成影响的独立工作运动。实现与回转达机械的功率匹配。将第三泵在其他工作运动上接通，成为开式回路第二个独立的快速成运动。此外，液压技术在挖掘机上普遍使用，为电子技术、自动控制技术在挖掘机的应用与推广创造了条件。 7）迅速拓展电子化、自动化技术在挖掘机上的应用。 20世纪 70 年代，为了节省能源消耗和减少对环境的污染，使挖掘机的操作轻便和安全作业，降低挖掘机口音，改善驾驶员工作条件，逐步在挖掘上应用电子和 自动控制技术。随着对挖掘机的工作效率、节能环保、操作轻便、安全舒适、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了机电一体化在挖掘机上的应用，并使其各种性能有了质的飞跃。 20世纪 80年代，以微电子技术为核9 心的高新技术，特别是微机、微处理器、传感器和检测仪表在挖掘机上的应用，推动了电子控制技术在挖掘机上应用和推广，并已成为挖掘机现代化的重要标志，亦即目前先进的挖掘机上设有发动机自动怠速及油门控制系统、功率优化系统、工作模式控制系统、监控系统等电控系统 3。 内液压挖掘机的发展概况 近年来，我国的挖掘机市场 90%被外国独资或合资企业垄断，而国产品的价格优势仍然是十分明显的。成都神钢的挖掘机、凯斯的挖掘装载机、 林的挖掘装载机、柳工的挖掘机、詹工的挖掘机、玉柴的挖掘机以及山河智能、南特的小挖等诸多企业的产品一一呈现在市场上。 挖掘机在 2003年国内产销量达 35000台，市场总量突破 6万台，升幅达 80%。国产机的价格优势是十分明显的，以 13 至 14 吨级的轮式挖掘机为例，虽然其关键零部件系国外配置，但价格仍相差 25 万至 30 万元。小功率、多功能的挖掘机尤其受到青睐。通过快速换装不同的工作装置以完成挖 、装、填、夯、抓、刨、吊钻、剪等多种作业，挖掘装载机出现了需求不断上升的势头。除了 斯等品牌外，德工的 5也出现了较好的销售趋势。轮胎挖掘机的需求一直在稳步增长，如常州现代的轮挖从 方米都可生产，詹工可生产 14 至 30 吨级的轮挖，其中 20 吨级的轮挖的行驶速度可高达 54公里 /小时。目前我国轮挖的生产企业大约为 10家。 大型挖掘机在我国一直处于薄弱地位，主要依赖进口。长挖的 5型其斗容达4立方米，常州现代的 相比之下， 德国的利勃海尔生产的 600吨级的挖掘机最大斗容可达 34 立方米。 小型挖掘机兼具有中型挖掘机的多项功能 ,又具有运输、能耗、灵活性、适应性等方面优势 ,而且价格低、重量轻、保养维修方便等优点得到了广泛的。目前 ,国内外有关小型挖掘机的划分标准并不统一。这里 ,我们暂且将整机质量在 10吨或 10吨以下称小型挖掘机 (整机质量等于或小于 4吨的挖掘机称作为微型挖掘机或叫做迷你型挖掘机 )。 总之 ,中国挖掘机市场将持续呈波浪型发展 ,从的发展观来看 ,要摒弃一切脱离实际的超前 4。 今后一个时期挖掘机市场火爆式的炎夏恐难遇到 ,我 们期待温暖、柔和、生机勃勃的春天的到来。期望中国挖掘机市场能够持续、稳定、健康发展。 国内挖掘机的发展起步较晚，目前国内市场上国产挖掘机大多数为 20t 40过 50 10 第二章 液压挖掘机 总体方案设计 压挖掘机结构和工作原理 液压挖掘机由于在动力装置和工作装置之间采用容积式液压传动，靠液体的压力能进行工作，相对机械传动具有许多优点 :能无极调速且调速范围大，最大速度和最小速度之比可达 1000:1能得到较低的稳定转速；快速作用时，液压元件产生的运动惯性较小，并可作高速反转；传动 平稳，结构简单，可吸收冲击和振动；操纵省力灵活，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。因此液压挖掘机逐步取代机械式挖掘机是必然的趋势。 单斗液压挖掘机是装有一只铲斗并采用液压传动进行挖掘作业的机械。它是目前挖掘机械中重要的机种。单斗液压挖掘机的作业过程是以铲斗 (一般装有斗齿 )的切削刃切削土壤并将土装入斗内，斗满后提升。回转至卸上位置进行卸土，卸空后铲斗再转回并下降到地面进行下一次挖掘。当挖掘机挖完一段土后，机械移动一段距离，以便继续作业。因此单斗液压挖掘机是一种周期作业的自行式上方机械 8。 压挖掘机整机性能 液压挖掘机可分为 :动力系统、机械系统、液压系统、控制系统，如图 压挖掘机作为一个有机整体，其性能的优劣不仅与工作装置机械零部件性能有关，还与液压系统、控制系统性能有关 9。 图 压挖掘机整体系统图 11 1 动力系统 挖掘机工作的主要特点是环境温度变化大，灰尘污物较多，负荷变化大，经常倾斜工作，维护条件差。因此液压挖掘机原动力一般由柴油机提供，柴油机具有工作可靠、功率特性曲线硬、燃油经济等特点，符号挖掘机工作条件恶劣，负荷多变的要求。挖掘机的额定负荷与汽车。拖拉机不同，汽车和拖拉机指在最高转速下、连同机油泵、发电机等必要附件，巧分钟内的最大功率 ;挖掘机是指在额定转速下一小时以上的额定功率。挖掘机采用车用柴油机时，最大功率指数降低。 2 机械系统 液压挖掘机的机械系统 部分是完成挖掘机各项基本动作的直接执行者，主要包括 :行走装置是整个机器的支撑部分，承受机器的全部重量和工作装置的反力，同时能使挖掘机作短途行驶 履带式和轮胎式。回转机构使挖掘机上车围绕中央回转轴作 360 度的回转的机构，包括驱动装置和回转支撑。工作装置是挖掘机完成实际作业的主要组成部分，常用的有反铲、正铲、装载、起重等装置，而同一种装置可以有多种结构形式，前面所述的反铲装置应用最为广泛。 3 液压系统 液压挖掘机的回转、行走和工作装置的动作都由液压传动系统实现，原动机驱动双联液压泵，把压力油 分别送到两组多路换向阀。通过司机的操纵，将压力油单独或同时送往液压执行元件 (液压马达和液压油缸 )驱动执行机构工作。液压挖掘机的主要运动有整机行走、转台回转、动臂升降、斗杆收放、铲斗转动等。这些运动都靠液压传动。根据以上工作要求，把各液压元件用油管有机地连接起来地组合体既是液压挖掘机地液压系统。该系统地功能是把发动机地机械能以油液为介质，利用油泵转变为液压能，传送给油缸、油马达等转变为机械能，再传动各执行机构，实现各种运动和工作过程。液压系统设计得合理与否，对挖掘机的性能起着决定性的作用。同样的元件，若系统设 计不同，则挖掘机性能差异很大。液压系统习惯上按主油泵的数量、功率调节方式和回路的数量来分类。 4 控制系统 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 )等进行控制的系统。电子技术和计算机技术的飞速进步，使挖掘机有了越来越先进的控制系统，使液压挖掘机向高性能、自动化和智能化发展。目前挖掘机研究重点正逐步向智能化机电液控制系统方向转移 10。 12 压挖掘机结构 1 液压挖掘机组成 为了实现液压挖掘机的各项功能，单斗液压挖掘机需要两个基本组成部分，即机体(或称主机 )和工 作装置。机体是完成挖掘机基本动作并作为驱动和操纵挖掘机进行工作的荃础，可以是履带牵引车辆或轮式牵引车辆。可细分为行走装置、回转装置、液压系统、气压系统、电气系统和动力装置。其中动力装置、操纵机构、回转机构和辅助设备均可在回转平台上，总称上车部分，它与行走机构 (又称下车部分 )用回转支撑相连，平台可以围绕中央回转轴作 3600的全回转。工作装置根据工作性质的不同，可配备反铲、正铲、装载、起重等装置，分别完成挖掘、装载、抓取、起重、钻孔、打桩、破碎、修坡、清沟等工作。挖掘机的基本性能决定于各部分的构造、性能及其综合 的效果 11。 2 单斗反铲液压挖掘机 反铲装置主要用于挖掘停机面以下的土壤。斗容量小于 的中小型液压挖掘机通常选用反铲装置，它分为整体臂式和组合臂式。其中长期作业条件相似的挖掘机反铲装置大多采用整体鹅颈式动臂结构。采用这种动臂有利于加大挖掘深度，且结构简单、价格低廉。刚度相同时，其重量比组合动臂轻，是目前应用最广泛的液压挖掘机工作装置结构形式。 铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式，动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接，在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动，完成挖掘、提升和卸土等动作。 如图 2. 1 所示，整体鹅颈式动臂反铲挖掘机工作装置主要由动臂、动臂油缸、斗杆、斗一杆油缸、铲斗、铲斗油缸、摇臂、连杆、销轴等组成。装置各运动部件之间全部采用销轴铰接，以动臂油缸来支撑和改变动臂的倾角，通过动臂油缸的伸缩可使动臂绕下。铰点转动实现动臂的升降。斗杆铰接于动臂的上端，由斗杆油缸控制斗杆与动臂相对角度。当斗杆油缸伸缩时，斗杆可绕动臂上铰点转动。铲斗与斗杆前端铰接，并通过铲斗油缸伸缩使铲斗转动。为增大铲斗的转角，通常采用摇臂连杆机构来和铲斗联。 3 液压挖掘机工作循环过程 首先液压挖掘机驱动行走马达和配 套土方运输车辆一起进入作业面，运输车辆倒车、调停，停靠在挖掘机的侧方或后方。挖掘机司机扳动操纵手柄，使回转马达控制阀接通，于是回转马达转动并带动上部平台回转，使工作装置转向挖掘地点，在执行上述过程的同时操纵动臂油缸换向阀，使动臂油缸上腔进油，将动臂下降，直至铲斗接触地面，然后司机操纵斗杆油缸和铲斗油缸的换向阀，使两者的大腔进油，配合动 作以加快作业进 13 1、 斗杆油缸 ； 2、 动臂 ； 3、 油管 ； 4、 动臂油缸 ； 5、 铲斗 ； 6、 斗齿 ； 7、 侧齿 ； 8、 连杆 ； 9、 摇杆 ；10、 铲斗油缸 ； 11、 斗杆 图 铲 挖掘机工作装置 度，进 行复合动作的挖掘和装载 :铲斗装满后将斗杆油缸和铲斗油缸的操纵手柄扳回中位，使铲斗和斗杆油缸闭锁，再操纵动臂油缸换向阀，使动臂油缸的下腔进油，将动臂提升，举起装满土的铲斗离开工作面，随即扳动平台回转换向阀手柄，使上部平台回转，带动铲斗转至运输车辆上方，再操纵斗杆油缸使铲斗高度稍降一些，并在适当的高度 操纵铲斗油缸使铲斗卸土。土方卸完后，使平台反转并降低动臂，直到铲斗回到作业点上方，以便进行下一工作循环 12。 压挖掘机传动原理 液压挖掘机采用三组液压缸使工作装置具有三个自由度，铲斗可实现有限的平面转动，加上液压马达驱动回转运动，使铲斗运动扩大到有限的空间，再通过行走马达驱动行走 (移位 )，使挖掘空间可沿水平方向得到间歇地扩大，从而满足挖掘作业的要求。 液压挖掘机传动示意图，如图 示，柴油机驱动液压泵，操纵分配阀，将高压油送给各液压执行元件 (液压缸或液压马达 )驱动相应的机构进行工作。 液 压挖掘机的工作装置采用连杆机构原理，各部分的运动通过液压缸的伸缩来实现。反铲工作装置由铲斗 1、斗杆 2、动臂 3、连杆 4及相应的三组液压缸 5. 6. 7组成。动臂下铰点铰接在转台上，通过动臂缸的伸缩，使动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动。依靠斗杆缸使斗杆绕动臂的上铰点转动 ;而铲斗铰接于斗杆前端，通过铲斗缸和连杆14 则使铲斗绕斗杆前铰点转动。挖掘作业时，接通回转马达，转动转台，使工作装置转到挖掘位置，同时操纵动臂缸小腔进油使液压缸回缩 ;动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和 装载工作。铲斗装满后，铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油，使动臂抬起，随即接通回转马达，使工作装置转到卸载位置，再操纵铲斗缸或斗杆缸回缩，使铲斗翻转进行卸土。卸完后，工作装置再转至挖掘位置进行第二次挖掘循环。在实际挖掘作业中，由于土质情况、挖掘面条件以及挖掘机液压系统的不同，反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的、随机的 13。 1、铲斗 ； 2、斗杆 ； 3、动臂 ； 4、连杆 ； 5、 动臂油缸； 6、 斗 杆油缸； 7、 铲斗 油缸 ； I、挖掘装置 ；转装置 ； 走装置 图 压挖掘机传动示 意图 总之，液压挖掘机是由多学科、多系统组成的有机整体，只有在系统层面上的各系统、各学科协同优化才能获取挖掘机整机的最佳性能。 压挖掘机工况分析及液压系统设计方案的确定 要了解和设计挖掘机的液压系统，首先要分析液压挖掘机的工作过程及其作业要求，掌握各种液压作用元件动作时的流量、力和功率要求以及液压作用元件相互配合的复合动作要求和复合动作时油泵对同时作用的各液压作用元件的流量分配和功率分配。 压挖掘机的工况 液压挖掘机的作业过程包括以下几个动作 (如图 :动臂升降、斗杆收放、铲15 斗装 卸、转台回转、整机行走以及其它辅助动作。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 14。 1、动臂升降 ； 2、斗杆收放 ； 3、铲斗装卸 ； 4 、 平台 回转 ； 5、整机行走 ； 图 压挖掘机的运动图 由于液压挖掘机的作业对象和工作条件变化较大，主机的工作有两项特殊要求 ： (1)实现各种主要动作时，阻力与作业速度随时变化，因此，要求液压缸和液压马达的压力和流量也能相应变化 ； (2)为了充分利用发动机功率和缩短作业循环时间，工作过程中往往要求有两个主要动作 (例 如挖掘与动臂、提升与回转 )同时进行复合动作液压挖掘机一个作业循环的组成和动作的复合主要包括 ： （ 1）挖掘 ： 通常以铲斗液压缸或斗杆液压缸进行挖掘，或者两者配合进行挖掘，因此，在此过程中主要是铲斗和斗杆的复合动作，必要时，配以动臂动作。 （ 2）满斗举升回转 ： 挖掘结束，动臂液压缸将动臂顶起，满斗提升，同时回转第 2章挖掘机液压系统的设计要求和分析方法液压马达使转台转向卸土处，此时主要是动臂和回转的复合动作。 （ 3）卸载 ： 转到卸土点时，转台制动，用斗杆液压缸调节卸载半径，然后铲斗液压缸回缩，铲斗卸载。为了调整卸载位置 ，还要有动臂液压缸的配合，此时是斗杆和铲斗的复合动作，间以动臂动作。 （ 4）空斗返回 ： 卸载结束，转台反向回转，动臂液压缸和斗杆液压缸配合，把空斗放到新的挖掘点，此时是回转和动臂或斗杆的复合动作。 1、 挖掘工况分析 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，16 必要时配以动臂液压缸的动作 15。 一般在平整土地或切削斜坡时，需要同时操纵动臂和