摘 要

这些年，随着许多国家重大战略的实施，我国国内以及与国外合作的基础设施建设项目越来越多，挖掘机作为建设过程中重要的角色，其需求量也与日俱增，这也反过来推动了挖掘机行业的发展。

本文针对大中型基础设施建设，设计斗容量为1m³的中型单斗反铲挖掘机的液压系统，它采用双泵定量系统，多路换向阀控制油路等。通过查阅许多资料，对挖掘机的作业机构和液压系统方案进行了了解和分析，并自己设计了一套挖掘机液压系统。通过参考大量文献，力求可靠准确地完成了所设计的挖掘机液压系统的各个液压元件的参数计算和选型并从理论上验算了系统的功率损耗量和发热量；结合实际，设计出挖掘机的液压动力站和液压集成块，建模并绘制出了其三维装配图和工程图。

本文通过研究并设计出斗容量为1m³的单斗反铲挖掘机的液压系统，总结出挖掘机液压系统设计的一般流程，为其他设计者提供一些有用的借鉴。

关键词：单斗反铲挖掘机；液压系统；缓冲；限速

Abstract

Over the years, with the implementation of major national strategies in many countries, more and more infrastructure projects have been developed domestically and in cooperation with foreign countries. As excavators play an important role in the construction process, the demand for them has also increased. This has in turn promoted Excavator industry development.

This paper aims at large and medium-sized infrastructure construction and designs a hydraulic system for a medium-sized single bucket backhoe excavator with a bucket capacity of 1m3. It uses a double-pumped quantitative system, a multi-way reversing valve to control oil passages, etc.; reference is made to many literatures for reliable accuracy. The calculation and selection of parameters for each hydraulic component of the hydraulic system of the excavator was completed. In combination with the actual conditions, the hydraulic power station and hydraulic manifold of the excavator were designed, and its three-dimensional assembly drawings and engineering drawings were modeled and plotted.

This paper studies and designs the hydraulic system of single bucket backhoe excavator with a bucket capacity of 1m3, sums up the general flow of excavator hydraulic system design, and provides some useful references for other designers.

Key words: Single bucket backhoe excavator; hydraulic system; buffer; speed limit.

目录

第1章 绪论 1

1.1研究挖掘机液压系统的目的及意义 1

1.2国内外挖掘机液压技术的发展现状 2

1.3本论文的研究内容 5

第2章 作业机构及液压系统方案设计 6

2.1单斗反铲挖掘机的作业机构 6

2.1.1单斗反铲挖掘机的结构 6

2.1.2挖掘机作业机构及其工作要求 6

2.2挖掘机的作业过程 7

2.3作业机构的液压回路设计 8

2.3.1工作机构液压回路 8

2.3.2回转机构液压回路 10

2.3.3行走机构回路 11

2.3.4 机构安全与保护回路 11

2.4挖掘机的液压源 13

2.5液压系统方案设计 13

第3章 液压系统的设计计算与元件选型 15

3.1挖掘机主要参数的确定 15

3.2液压缸 16

3.2.1液压挖掘机挖掘阻力的计算 16

3.2.2液压缸的选型 20

3.3液压马达 21

3.3.1行走马达 21

3.3.2回转马达 23

3.4液压泵站 24

3.4.1液压泵 24

3.4.2油箱 25

3.4.3管路 25

3.5液压控制阀和液压辅件 25

第4章 液压系统性能验算 27

4.1液压系统的压力损失计算 27

4.2液压系统发热和温升计算 29

第5章 结论 31

5.1经济性分析和环保性分析 31

5.2总结与展望 31

参考文献 33

致谢 34

附录A 挖掘机液压系统原理图 35

附录B 液压动力站的装配图 36

第1章 绪论

1.1研究挖掘机液压系统的目的及意义

随着液压技术的不断发展，在20世纪40年代，开始出现了单斗反铲液压挖掘机，从此奠定了挖掘机的发展。这些年来，全球工业发展越来越快，工程设施建设的需求也越来越大，诸如楼房、道路、矿山等等。人们为了提高挖掘机的生产效率和作业能力，在实践中不断对其结构进行改进，逐渐形成现在常见的长臂工作装置——动臂、斗杆和铲斗三部分构成的经典装置，而且可以应对绝大多数路况，能够360度回转等复杂的动作，许多辅助工具也不断装配在挖掘机上，挖掘机的功能得到了极大的完善。

历史上第一台液压挖掘机的液压系统是定量泵系统，由单个定量齿轮泵给6个执行机构供油，主控制阀采用的是开芯式控制方式，每联液压阀均采用并联的方式，最大工作压力只能达到9MPa。这一系统还存在诸多缺点，如只能输出恒定的流量，不能按工作装置的实际需求供油，系统的能量损失大，生产效率低，操作性能差等。而且这一时期的液压挖掘机的液压技术，是从飞机和机床领域搬过来的，还不太成熟，实用性比较差。所以，迫切需要研究设计出适合挖掘机的液压元件，以满足挖掘机的作业要求。在二十世纪六七十年代，市场上液压挖掘机的产量已经占整个挖掘机的80%以上了，挖掘机使用液压技术更加普遍，技术也更加成熟，逐渐出现了许多更加先进的液压系统，如负载传感技术等。

一般来说，挖掘机按照自身重量分类可以分为5类，如表1.1所示。