SWDM-10旋挖钻机的液压系统设计设计说明书

1、1 序言旋挖钻机是一种用于桩基础工程现场灌注桩钻孔施工的桩工机械，它配合不同钻具，适应于干式(短螺旋)或湿式(回转斗)、岩层（岩心钻）的成孔作业。这种设备由于其施工安全、质量好、公害低、效率高而广泛应用于道路、桥梁、码头、高层建筑等大型重点地基基础工程施工。该机具有扭矩大，机动灵活，施工效率高及多功能的特点，适于我国大部分地区的地质条件。2 swdm-10旋挖钻机部分结构特点与回路选择2.1 swdm-10旋挖钻机底盘旋挖主要由专用底盘、主卷扬、副卷扬、装台、钻桅及变副机构、动力头、钻具、发动机系统、液压系统 、控制系统、回转机构、操作系统。2.1.1 底盘结构 底盘是旋挖钻机的基础部件：底盘

2、包括车架和行走装置以及底盘涨紧装置2.1.2 底盘特点：（1）底盘的强度和钢度可按钻机实际载荷设计，安全系数较大；（2）工作稳定性好；（3）卷扬可采用大滚筒设计，减少钢丝绳相互挤压磨损，提高其使用寿命。由于采用专用底盘结构可以在设计上较好地解决了设备的稳盯性和钢丝绳的使用寿命问题，大幅度降低了设备运行成本。与通用底盘比较另一种底盘形式是采用通用底盘，且以履带式挖掘机底盘为主。优点：降低了制造难度、减少了设计、制造工作量，利于装配型生产模式的组织。缺点：（1）底盘的强度和钢度安全系数较小； （2）工作稳定性相对较差，容易产生“点头”现象甚至出现“翻车”事故； （3）钢丝绳相互挤压磨损频率高，影响

3、其使用寿命。2.2 swdm-10旋挖钻机主幅卷扬及转台2.2.1 主副卷扬大直径 卷筒结构： 图2.21 swdm-10旋挖钻机主卷扬结构图主卷扬采用大直径卷筒结构，60米钻孔深度的钢丝绳在卷筒上为单层缠绕，有效的解决了多层缠绕结构钢丝绳之间的相互挤压磨损。确保了钢丝绳的使用寿命。 卷扬减速机为力士乐公司的cet系列。主卷可实现双速控制，且有自由下放功能，以适应钻进的需要。 控制方式为液压先导控制，主副卷扬配有压绳器。2.2.2 转台结构转台主要包括回转减速机、回转支撑、转台主体、钻桅支承等组成，作用是承载上部重量，并使之作回转运动。2.2.3 转台特点：（1）转台的回转是从液压泵供油驱动液

4、压马达，经回转减速机的小齿轮带动回转支撑内齿圈，从而是上车回转。回转减速机为三级行星齿轮传动带常闭式多片式制动器。（2）回转支承选用单排、四点接触球式回转支承014.45.1600型。（3）转台与专用底盘结构相适应，可内置安装主副卷扬。使整机的结构及重心布置更加合理。2.3 swdm-10旋挖钻机钻桅及变幅机构2.3.1 钻桅及变幅机构结构：（1）钻桅为箱形截面，共有三节钻桅，上部鹅头和下部一节钻桅均可折叠。如图2.31所示：图2.31 swdm-10旋挖钻机钻桅鹅头及截面形状（2）变幅机构由动臂、三角架、拉杆及变幅油缸组成。如图2.32所示 图2.32 swdm-10旋挖钻机钻桅变幅机构示意

5、图2.3.2 钻桅及变幅机构特点（1）变幅机构，专利技术，驱动力大，任意起落2。（2）钻桅自主装卸，方便灵活。（3）支腿，功能多样。2.4 swdm-10旋挖钻机动力头及钻具2.4.1 动力头动力头是旋挖钻机的核心部件。主要包括托架和驱动器。工作原理为液压泵供油带动液压马达，经减速机和驱动齿轮的两级减速后，以低速大扭矩的形式通过套管式驱动轴传递给钻杆。动力头一种具有高速抛土功能，另一种不具有高速抛土功能。2.4.2 动力头特点动力头结构设计合理，润滑可靠，动力强劲。通过抗剪结构设计及合理的易损件选择，同时采用2源4级多点循环强制式润滑冷却系统，强化润滑和散热效果，确保了动力头作为核心部件的工作

6、可靠性。同时适用机锁和摩阻两种钻杆。2.4.3 钻机动力头扭矩与动力头制造质量 依据需要选择钻机扭矩，确保钻机能够可靠地工作在钻机的高效区。在密实度大的砂层、砾石层，成孔直径每增大100mm，钻机扭矩应增大15-20knm，同时，钻机成孔速度和钻头的结构及结构参数有非常密切的关系。动力头在设计、制造中的受力分析与制造质量保证，以及与钻杆之间的磨损基准的选择，对动力头寿命有较大的影响。2.4.4 钻具结构及特点：钻具由钻杆、钻头、钻斗三部分组成。（1）钻杆：钻杆采用凯氏(伸缩式)钻杆，钻杆第一节(最外部一节)采用矩牙形嵌与动力头相配合，以传递扭矩和压力，上端通过回转支承和支承架与钻桅滑轨连接，使

7、之自由转动的同时能上下滑动。里面各节钻杆也采用矩形牙嵌与其外面一节钻杆相配合，当牙嵌合时能传递扭矩轴向压力，牙嵌分离时，各节钻杆可以自由伸缩，最里面一节钻杆上端通过万向节与主卷钢丝绳相连，钻杆回缩时，通过主卷钢丝绳来提升，下端与钻头相连接。（2）钻头：钻头的结构形式很复杂，一般由用户根据工程的地质情况选用相应结构形式的钻头。 本机可配用短螺旋钻头、回转斗钻头，岩心钻头，岩心回转斗等各种规格的钻头。（3）钻斗 如表2.41所示：表2.41 旋挖钻斗组成序号 钻具适用地质条件 备注 1单层底旋挖斗（配斗齿） 粘性及胶结性强的地层 分单开门、双开门2双层底旋挖斗（配斗齿） 砂土层及胶结性差的卵砾石地

8、层，粘层地层。 分单开门、双开门3双层底旋挖斗 大卵砾石地层 单开门4带辅助卸土机构的特型旋挖钻斗 粘性强、卸土困难 2.5 液压系统方案的选择8设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手进行液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及改设计内容有关的其他方面的情况了解清楚。主机的概括：用途、性能、作业环境、总体布局等；液流循环方式不同，静液压传动系统可以分为开式和闭式两种循环系统。对于开式循环系统，油泵自油箱吸油，供入油马达后，低压油直接返回油箱。油马达通过换向阀改变运动方向。对于闭式循环系统，油泵的进油管直接与液压油缸连通，形成一个闭合回路。为了补偿系统中的泄漏损失，还需要

9、专设一个辅助供油泵。因此，在闭式系统中常采用双向变量轴向柱塞泵。一般来说，通常车辆的静液压传动系统均为闭式系统，从元件配置上看，技术比较成熟，但有其固有缺陷，比较致命的两个缺陷如下：（1）无法实现多执行系统的动作要求（2）液压元件的选择问题国内厂家生产的液压泵和液压马达，由于技术性能与国外产品存在较大差距，如果使用国外的进口产品，则价格昂贵，产品开发增加。 综上所述：通过计算、分析和比较，采用开式循环系统，负荷传感液压控制，并搭配没有溢流损失、效率高、速度稳定性好的主干容积调速回路。采用液控平衡阀来实现平衡与锁紧双重功效。最终达到平举和立桅两动作的顺利实现。3 swdm-10旋挖钻机变幅立桅动

10、作液压系统的设计计算3.1 swdm-10旋挖钻机液压系统的设计要求该机主要功能为上车钻孔作业和下车移动行驶,两部分有互锁机构.下车行驶工作时,发动机驱动双联液压泵供油,高压油经中心回转体行走马达驱动行走减速机,实现底盘的行走、转向、制动等功能。履带轨距伸缩、钻桅起落、动力头加压均通过控制阀分别由相应液压缸驱动，而钻杆旋转、主副卷扬提升、转台回转则通过控制阀分别由相应液压马达驱动相应减速机。动力头驱动减速机具有两种转速，正常钻孔作业采用低速，抛土作业采用高速。动力头驱动马达经减速机减速及大小齿轮减速带动钻杆旋转，同时供油给加压油缸，使动力头有垂直向下的压力，实现正常钻进作业，提升钻杆时主卷扬回

11、转，将钻头提升至地面，转台回转至地面的抛土位置，若为短螺旋钻头，则减速机换档由动力头马达驱动实现抛土作业；若为回转斗则需再提升钻头至动力头下端挡板位置，通过撞击下挡板使回转斗下端开启实现抛土。钻孔深度则由电气数码显示。当钻至要求深度后即可停止作业。下放护壁套筒时，可由动力头下挡板直接压入或由动力头驱动的护筒将护套筒旋入地下，这样可提高成孔质量。运输钻机时，可将钻桅下放至水平位置、鹅头部分和下段动力头折叠，根据牵引车载重情况，也可将配重拆下，此时履带横向缩回至最小距离，这样钻机即可自行至牵引车上进行运输。 swdm-10旋挖钻机采用进口康明斯发动机及力士乐油泵，为整机提供了可靠的动力源；系统采用

12、油泵智能控制及负载传感控制，最大限度降低系统能耗，减小系统发热，为系统可靠工作提供了保障。采用液压可伸缩式履带底盘，具有良好的整机稳定性。swdm-10旋挖钻机使用环境温度为-1540,工作地面倾斜度不大于2,当遇有暴风雨雪天气或风速大于15m/s时,应停止工作,并将钻桅收起。3.2 分析系统工况,确定主要参数13swdm-10旋挖钻机主要性能参数以及部分液压装置的尺寸如表3.11所示。 表3.11 swdm-10旋挖钻机主要性能参数最大钻孔直径:带套管(mm)1000不带套管(mm)1300最大钻孔深度(m)43（4节）/32（3节）外形尺寸:工作状态(m)53.718.2运输状态(m)12

13、.732.73.4最小工作半径(mm)3170整机重量（工作状态）36t发动机:型号6bta5.9-c180额定功率(kw/rpm)132/2200最大扭矩(nm/rpm)750/1300液压系统：主泵最大工作压力（m pa）34主泵最大流量（l/min）280动力头：转速(rpm)632最大扭矩(k nm)100加压油缸：最大加压力(k n)110最大提升力(k n)150最大行程(mm)4000主卷扬: 最大卷扬力(k n)115最大卷扬速度(m/min)75钢丝绳直径(mm)20副卷扬:钢丝绳直径(mm)16最大卷扬力(k n)50最大卷扬速度(m/min)40钻桅倾角:左右倾()5前倾

14、()5转台:回转角度()360回转速度(r/min)3.5底盘:最大行走速度(km/h)2.3最大爬坡度()15最小离地间隙(mm)330履带宽度(mm)600轨距(mm) 19003100履带纵向轮距(mm)36503.2.1 确定执行元件根据所要求的负载运动形态，选用不同的执行元件配置，如表3.21所示。本设计主要是设计swdm-10旋挖钻机的钻桅变幅油缸。表3.21 执行元件配置的选择运 动 形 态执 行 元 件直 线 运 动 液压缸液压马达+齿轮齿条机构液压马达+螺旋机构旋 转 运 动液压马达摆 动液压马达+连杆机构液压缸+齿轮机构3.2.2 执行元件的设计计算（1）选定工作压力工作压

15、力的选定直接关系到系统设计是否经济合理；一般是根据机械的类型来选择工作压力。执行元件工作压力可以根据总负载值或者主机设备类型选取，如表3.22与表3.23所示。表3.22 负载和工作压力之间的关系负载f/kn1010202030305050工作压力(p/mpa)0.8-1.21.5-2.53.0-4.04.0-5.05.0表3.23 各类液压设备常用的工作压力设备类型精加工机床半精加工机床粗加工或重型机床农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构液压机、重型机械、大中型挖掘机、起重运输机械工作压力p/mpa0.8-23-55-1010-1616-32负载值大小查表3.23，参考同类型旋挖钻机，取

16、液压缸工作压力为1632mpa。 （2）立桅油缸设计计算液压油缸的缸径、杆径和工作压力确定根据立桅动作要求：通过力学分析得，初定液压缸径和杆径及行程为： 缸径，杆径，根据 （3.1）由此计算出液压系统工作压力为： 式中。通过计算可以得出初定的缸径与杆径符合要求，故缸径，杆径。缸筒壁厚计算根据机械设计手册，在此液压系统中，故液压缸缸筒壁厚应按薄壁筒计算公式，此时： （3.2） 式中：试验压力工作压力大于时,液压缸内径 对于无缝钢管来说, 由以上的公式得故油缸缸筒外圆取.缸筒强度校核 （3.3）式中：纵向应力： （3.4）环向应力： （3.5）工作压力，油缸缸径，油缸杆径，缸筒中心直径，缸筒壁厚，

17、得出，即:,符合要求.活塞杆长度与缸筒长度计算根据设计要求的行程，来设计活塞杆的长度；本油缸的行程为，故油缸的活塞杆的长度为，缸筒的长度为。活塞杆强度计算活塞杆受拉力最危险截面是两端连接螺纹的退刀槽横截面，其应力按公式： （3.6）式中为拉应力： （3.7）为剪应力： （3.8）上面两公式中，螺纹拧紧系数，此处取螺纹内摩擦系数,一般取活塞杆危险截面处直径，=螺纹外径，则：得: 所以:,符合工况要求。活塞杆柔度校核计算根据机械设计手册，活塞杆按公式 （3.9）此处：为折算长度，导向套中心至吊头尺寸，约活塞杆直径,活塞杆许用细长比，。计算得，故满足要求。综上所述，可得到型旋挖钻机变幅机构油缸装配图

18、。见装配图。3.3 变幅机构液压回路选择3.3.1 主干回路选择液压执行元件运动控制回路只要有调速回路、同步回路。调速回路方案选择，调速回路有三种：节流调速回路，容积调速回路，容积节流调速回路。因为容积节流调速回路用流量控制速度，使输油泵的流量自动与负载相适应，它没有溢流损失，效率较高，速度稳定性比比单纯的容积调速回路好。所以选用容积节流调速回路。由于定压式容积节流调速回路大多用在负载变化不大的中小功率场合，而变压式容积节流调速回路用在负载变化大、速度较低的中小功率场合，故选用定压式容积节流调速回路。对于泵来说是容积调速，对于阀来说是节流调速，用电液比例阀进行节流调速，对于任何液压传动系统来说

19、，调速回路都是它的核心部分。这种回路可以通过事先的调整或在工作过程中通过自动调整来改变元件的运行速度，但它的主要功能却是在传递动力（功率）。根据节流口流量方程： （3.10） 式中：主滑阀流量 阀流量系数 阀口通流面积 阀进出口压差流体密度 其中和为常数，只有和为变量。液压缸活塞杆的速度： （3.11）式中为活塞杆无杆腔或有杆腔的有效面积，调节流量q（调节）即调节液压缸活塞运动速度。同步回路选择方案：一般情况下，两调平液压缸是完全一样的，即可确定和所以要保证两缸同步，只需使，由式（3.11）可知，只要主滑阀流量一定，则活塞杆的速度就能稳定。又由式（3.10）分析可知，如果为一定值，则主滑阀流量

20、与阀芯流通面积成正比即：,所以要保证两缸同步，则只需满足以下条件： ，且此处主滑阀选择三位四通的电液比例方向流量控制阀，如图3.32所示。 图3.32 三位四通的电液比例方向流量控制阀又因为在整个举身或收回过程中，单缸负载变化范围变化比较大（050t），而且举身和收回时是匀速运动，所以调平缸的功率为，为变功率调平，为达到节能效果，选择变量泵。综上所可得，主干调速回路选用容积节流调速回路。容积节流调速回路没有溢流损失，效率高，速度稳定性也比单纯容积调速回路好。 为保证值一定，可采用负荷传感液压控制，其控制原理图如图3.3所示。一般的同步回路还有：机械连接同步回路；用分流阀或分流集流阀的同步回路；

21、用调速阀的同步回路；串联缸的同步回路等，但这些同步回路同步精度一般比较低，而且大多数只是保证速度同步而不能保证位置同步，受负载变化的影响较大2426。举升回路：图中两个执行元件中的最高压力，可以通过单向阀选出，作为负荷传感压力分别引到负荷传感阀和各压力补偿阀的弹簧腔。当负荷传感阀芯及各压力补偿阀芯达到平衡时，各节流口前压力为负荷传感压力加上负荷传感阀下腔弹簧压力;各节流口后压力均为负荷传感压力加上压力补偿阀左腔弹簧压力，两节流口压力差为： 图3.33 ls同步控制系统原理图可知，只与两弹簧弹力有关，所以只要保证两弹簧压力差恒定，则值基本为一定值。因而通过各节流口流向执行元件的流量与各节流口大小

22、有关，而与每一执行元件的负载压力无关。为保证桅杆工作时的垂直度，选用一种倾角传感器，将检查到的角度偏差信号转换成电信号，控制电液比例方向流量控制阀，从而调节桅杆的垂直度。传感器 传感器有测位移、速度和加速度，此处定位精度用角度标示，因此用角位移传感器是对症下药，目前角位移传感器是非接触式的，测量准确。而使用测速度和加速度的传感器都需要再次转化，不很方便。因此，选用的传感器为： 精密导电塑料角位移传感器wds36-v/a（0-10v，4-20ma）用于旋挖钻机在执行立桅动作时能自动调至垂直。主干回路如图3.34所示。图3.34 主干回路3.3.2 其它回路选择（1）平衡回路 平衡回路的功用在于防

23、止垂直或倾斜放置的液压缸和与之相连的工作部件因自重而自行下落。桅杆后仰和前倾时都要平衡，因此连接油缸两端的回油路上都要设有起平衡作用的阀。下面主要考虑两种平衡回路,分别如图3.35和3.36所示。用直控平衡阀的平衡回路。调整平衡阀的开启压力，使其稍大于立式液压缸活塞及其工作部件自重在液压缸下腔所产生的压力，活塞部件则不会因自重而下落。活塞下降时，运动平稳，但功耗较大。 图3.35 用直控平衡阀的平衡回路 图3.36 用远控平衡阀平衡的回路用远控平衡阀平衡的平衡回路。远控平衡阀的开启取决于控制压力，与载荷无关。在活塞下行时，平衡阀被控制油打开，被压很小，故系统效率较高。但活塞部件有可能加速下滑，

24、以致产生振荡，所以应在平衡阀的控制口接入节流阀。（2）锁紧回路 锁紧回路的功用是在液压执行元件不工作时切断其进、出油通道，使是它保持在既定的位置上。下面也主要考虑两种锁紧回路，如图3.37和3.38所示。 图3.37 用换向阀锁紧的回路图 3.38 用液控单向阀双向锁紧的回路用换向阀锁紧的回路。三位四通换向阀在中位时，分别与油缸相连的两油路被封闭，构成了双向锁紧回路。采用换向阀锁紧，回路简单，但是锁紧精度较低。用液控单向阀双向锁紧的回路。用两个液控单向阀可实现对液压缸的双向锁紧。图示位置时，液压泵卸荷，两个液控单向阀均为关闭，活塞被所在不动。活塞可以在任意位置被锁紧。考虑桅杆的功能要求：由于桅

25、杆自身重力的作用，举身过程要比较平稳，在任意位置要能被锁定，所以背压阀的压力值要设得比较小；工作是也要很好的被锁住；前倾是也要平稳和能被锁住，背压阀值要设得比较大。考虑到平衡和锁紧的功能，可以使用液控平衡阀来同时实现这两个作用。其原理如图3.39所示。图3.39 用液控平衡阀的平衡锁紧回路3.4 液压系统方案的选择按照液流循环方式的不同，静液压传动系统可以分为开式循环系统和闭式循环系统两种。对于开式循环系统，油泵自油箱吸油，供入油马达后，低压油直接返回油箱。油马达通过换向阀改变运动方向。对于闭式循环系统，油泵的进油管直接与液压油缸连通，形成一个闭合回路。为了补偿系统中的泄漏损失，还需要专设一个

26、辅助供油泵。因此，在闭式系统中常采用双向变量轴向柱塞泵。一般来说，通常车辆的静液压传动系统均为闭式系统，从元件配置上看，技术比较成熟，但有其固有缺陷，比较致命的两个缺陷如下：（1）无法实现多执行系统的动作要求（2）液压元件的选择问题。国内生产的液压元件，技术性能与国外产品存在较大差距，国外的进口产品，则价格昂贵。因此，选用一泵多用，的开式系统十分必要。 综上所述：通过计算、分析和比较，采用开式循环系统，负荷传感液压控制，并搭配没有溢流损失、效率高、速度稳定性好的主干容积调速回路。采用掖控平衡阀来实现平衡与锁紧双重功效。最终达到平举和立桅两动作的顺利实现。4 液压元件的选择4.1 液压泵的选取在

27、旋挖钻机液压系统中，立桅液压缸所需的工作压力和流量.选用、双联变量泵可满足上述要求。这是双联斜盘变量柱塞泵，前泵和后泵额定工作压力均为，最高压力。按转速，容积效率计算，前泵和后泵均为。两泵合流时流量，可满足各机构的要求。它具有容积效率高、压力高、噪音低、抗振性强、寿命长、体积小、重量轻、能适应较恶劣的工作环境和规定的环境温度等特点。因此可适应本机需要。4.2 控制阀的选取在满足机能要求的前提下，阀类元件主要是按额定压力、流量选择。连接方式、体积和重量等也需给予充分注意。4.2.1 多路换向阀的选择多路换向阀的辅助装置:主要有主溢流阀、过载溢流阀、过载补油阀和补油阀等阀类元件。这些阀目前大多采用

28、结构尺寸较小的插装式元件。德国博士力士乐m8、m4系列多路阀具有安全阀、单向阀、过载阀。根据用户需要可在任一联的任一口上插装一个补油阀或过载阀，但每一组阀必须包含一个补油阀;可组成并联、串联、串并联及复合式多种油路;并有多种滑阀机能和定位复位方式，能广泛适应不同主机的需要。与其它同类产品相比具有体积小、重量轻，功能齐全，性能优越可靠等特点。以下分别介绍m8阀和m4阀。（1）m8阀：原理图如图4.1所示m8整体多路阀主要在2回路液压系统中用于履带驱动和轮式挖掘机的标准功能控制如动臂、铲斗，行走、斗杆及回转等。m8多路阀取代了以前双控制回路中的4阀芯多路阀。这种阀优于分片式结构的优点在于节省组装阀

29、体几连接油路的费用和时间。1-背压阀 2-行走平衡阀 3-合流阀 4-二次阀 5-阀芯 6-负载保压阀图4.1 m8阀原理图技术特点：阀的控制原理为3位6通；比例控制特性；更加精确灵敏的流量控制；由th型先导操作阀控制的液压控制；多种回路形式（并联、串联、串并联）；可同时控制多个执行机构；多达3个执行机构具有内部合流（其他外部合流）；用于履带行走控制的阀芯带内装式制动功能；可法兰安装带有和行走联阀芯的平衡分流阀，用于油箱、冷却器和补油的油口；各种一次和二次插装溢流阀 。 （2）m4阀 如图4.2 所示换向阀是按照负荷传感的原理进行比例控制的。主阀芯2决定流量的大小和方向，并流向执行元件、油口a

30、或b。减压阀9控制主阀芯2的位置。减压阀上电流的大小决定弹簧腔8中控制压力的高低，从而决定主阀芯的行程/通过压力补偿阀3保持主阀芯2上的压差及流向执行元件的流量不变。执行元件或油泵的压力变化又各自的压力补偿阀进行调节。即使负载不同，流向执行元件的流量仍保持不变。最大流量可分别通过行程限位螺钉6进行机械限定。经内部的ls溢流阀4或外部ma、mb油口的ls压力确定每联的负载压力。带补油功能的大通径溢流阀5确保每联阀a和b口不过载。经ls管路及内置梭阀7将最大负载压力传到油泵lsp上。p进油口 a、b执行元件油口 t回油口 x控制油进油口 y控制油出油口 ls负载传感（ls）油路2主阀芯 3压力补偿

31、阀 4ls-溢流阀 5二次压力阀 6行程限制阀7 ls-梭阀 8弹簧腔 9减压阀图4.2 m4阀原理图4.3 液压系统原理图因此，综上所述，拟订变幅机构液压系统图4.31-m8阀 2-m4阀 3-齿轮定量泵 4-a8vo变量泵 5-a10vo变量泵6-冷却器 7-操作手柄图4.3 变幅机构液压系统原理图5 验算液压系统性能5.1 回路压力损失验算管路系统损失是指除液压动力元件和执行元件之外的全部管路、阀类元件、滤油器及连接件等产生的压力损失与流量损失。压力损失包括直管路的沿程损失、连接件的压力损失及阀类元件和滤油器等的压力损失 （5.1） （5.2） （5.3）式中 :沿程阻力系数 ； 液压油

32、密度 ，为；局部阻力系数 ； 、管路长度和直径 ，、 为 m；流速 ，为 m/s；阀类元件等在额定流量时的压力损失 ，为mpa；、阀类元件等的实际流量和额定流量，、为 总压力损失为: （5.4）流量损失,是指除液压泵之外,系统中所有阀类元件等的内泄漏造成的损失之和。可 按 孔口或缝隙流量计算方法及阀类元件在额定压力下的流量损失并考虑到实际压力与额定压力的比例关系计算。管路系统的总效率是其压力效率，和容积效率之积 （5.5） （5.6） （5.7）式中:系统调定压力,为mpa; 系统额定流量 ,为双泵系统中各泵供油回路的效率一般是不相同的。旋挖钻机在两泵合流满载作业时，管路系统折算总效率=0.9

33、 （5.8）5.2 液压系统的发热温升计算该系统中产生热量的元件主要有液压缸、液压泵、溢流阀和单向阀，散热的元件主要有油箱，系统经一段时间后，发热与散热会相等，即达到热平衡。=2.432kw （5.9）式中：-油箱的散热系数（见表5.1） -管路的散热系数（见表5.2）、-分别为油箱、和管道的散热面积 -油温与环境温度之差表5.1 油箱散热系数 （w/）冷却条件通风条件很差89通风条件良好1517用风扇冷却23循环水强制冷却110170 表5.2 管道的散热系数（w/）风速/管道外径/m0.010.050.1086512514105694023则计算出的，油温会不断升高，这时，最大温差,根据公

34、式(5.9)环境温度为，则油温。当油箱的散热面积不能再加大，或加大一些无济于事时，需要安装冷却器。通过分析与计算，可以得出结论：此变幅机构液压系统的压力损失与热平衡计算能够满足型旋挖钻机的工作需要。总 结通过在湖南山河智能机械股份有限公司工作的学长提供资料帮助，学习和熟悉了swdm-10旋挖钻机的基本结构性能，从而进行了此次设计。由于旋挖钻机是一种适合建筑基础工程成孔作业的桩工机械，故要求旋挖钻机具有自行起落架、功率大、噪声低、振动小、机动灵活等特点。本设计对swdm-10旋挖钻机进行了整体性能分析，整体上结构布局合理,液压元件的选择和使用具有较好的经济性和实用性,液压回路设计稳定可靠，使整机性能方面得到了最好的发挥,履带伸缩部分内藏,外形美观,动作执行灵活。特别是变幅机构，更要求平稳、灵活。本论文就是在满足以上条件的前提下设计了变幅机构和履带伸缩动作液压系统。全文总结如下：（1）变幅机构选用液压缸作为动作执行元件来实现平举与立桅两动作；（2）根据所学知识以及参阅其他资料，确定了液压缸的工作压力并校核了液压缸的缸筒强度与活塞杆强度；（3）选定以容积调速回路为主干回路，以液控平衡阀控制平衡与锁紧两回路的变幅机构液压系统回路。最后得出液压系统原理图；（4）经过计算液系统的压力损失和发热温升，验证了本论文设计的液压系统安全、可靠，能够满足旋挖钻机变幅机构动作要求