挖掘机电气系统的组成和原理
项目三：挖掘机电气系统的组成及原理
知识目标：
1.了解挖掘机电气系统的组成和原理；
2.了解保险、继电器元器件的功用及测量方法。
技能目标：
1.掌握保险的检测方法；
2.掌握继电器的检测方法。
素养目标：
1.能够与小组其他成员进行有效的沟通与合作。
一、概述
机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转，这是挖掘机技术的又一次飞跃。作为工程机械主导产品的液压挖掘机，在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上。
液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达）的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器EC-7，EC-7控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。
电气控制系统具有以下功能：
1、控制功能：负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。
2、检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、蜂鸣器、熔断器和触摸屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。
3、照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。
4、其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。
二、系统组成及原理
挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。
1、电源部分
系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源，由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。
蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联。
发电机：27V 35A交流发电机，由发动机自带，内置硅整流电路及电压调节器，带有频率输出。D+为中性点电压输出端子，B+为电源输出端子，E为接地端子。D+端子接充电报警灯，在启动初状态，当发电机电压尚未建立时D+端电压为0V，充电报警灯亮，蓄电池正电源通过报警灯灯丝流向D+端作为发电机的励磁电流，使发电机迅速建立起电压并进入发电工作状态。发电机进入发电状态后，D+端电压达24V，充电报警灯熄灭。
3) 电源继电器：装于电瓶的正极控制总电源，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。
接通：把钥匙开关打到“接通”位置以启动电路系统，此时电源继电器接通，系统得电。在启动发动机之时，钥匙开关必须是接通的。
断开：把钥匙开关打到“断开”位置，电源继电器断电，以切断电路系统。
注意：
维修电路系统和机器的其它部件时，请把钥匙开关打到“断开”位置或拔掉钥匙开关以切断蓄电池电路。
2、启动部分
2.1启动设备
启动电机：24V 4KW
起动电机三个接线柱的作用和连接如下：
50接线柱接启动开关。
31接线柱为负极搭铁。
30接线柱可接车上的用电器的正极。
钥匙开关：用于启动发动机。
转速传感器：用于检测启动过程中发动机转速。
液压操纵：液压操纵杆在“锁住”位置，发动机才能启动。
2.2 挖掘机启动保护原理及实现过程
SY2XXC5挖掘机由EC-7来控制起动马达，并通过程序设置实现保护。柴油机起动前，钥匙开关先打到“通电”档时，由EC-7控制器检测各传感器及相关开关输入信号，检测此时冷却液温度是否低于3℃，若是，则接通预热继电器，直到冷却液温度高于此值时断开，同时驱动油门机构向油门高位走一行程，以保证油门打开。钥匙开关打到“启动”档后，EC-7控制器检测到“柴油机启动信号”的输入，同时判断“液压操纵秆”信号是否为闭合，若闭合，再判断此时转速是否低于650r/m，若是，则接通启动继电器，直到转速高于650r/m，则断开启动继电器，起动后启动继电器不再输出。此时EC-7控制器完成发动机的发动。
3、照明部分
为了保证夜间行车或作业安全，提高工作效率，外部照明旋转台工作灯、动臂工作灯均采用大功率工作灯，内部照明为驾驶室厢灯，触摸屏具有光控与温控电路，在光线阴暗时自动打开背光，照明液晶屏，在不同的温度下，自动调节液晶屏的灰度，以达到最佳的视觉效果。
4、电气操纵机构
包括各启动开关、断路开关、继电器等电气控制机构。
5 、空气调节装置
为了营造一个舒适的工作环境，本机采用工程机械专用工程空调，能实现制冷与制暖、风量以及温度调节。
6 、音响设备
采用国际先进的挖掘机专用收音机(以实物为准)，配以大功率放音喇叭，能获得震撼的收音效果。
7、故障诊断报警装置
故障诊断报警装置对挖掘机的运行状态进行监视，一旦发生异常能及时报警，并指出故障部位，从而可及早清除事故隐患，减少维修时间，降低保养和维护费用，改善作业环境，提高作业效率。其硬件主要由EC-7控制器和显示器为系统核心，辅以其他检测和保护控制元件，实现对控制对象的各种监测目的，它有如下特点：（1）触摸屏面板能防水、防尘，整个装置抗干扰能力强，并能防震。
（2）能对机器的运行情况进行连续监测，并根据要求进行报警。
（3）装置在硬件上具有光控电路，在光线阴暗时自动打开背光，照明液晶屏，在不同温度下，自动调节液晶屏的灰度，以达到最佳视觉效果。
（4）装置具有工作小时总计，系统时间显示且能对其进行调整，使其与当地时间一致。
（5）可以对液晶屏进行翻屏操作，可查阅采集的各路参数的具体数值或者各开关量的正常与否。
（6）工作后每次只选一个工作模式，选定一个新的工作模式之后，原工作模式自动消除。每次重新启动挖掘机后，功率模式重新回到S（标准）模式。
（7）每次重新接通并启动挖掘机后，行驶高低速选择开关处于低速状态，只有当按下开关后才依次在高速与低速之间转换。
（8）每次重新启动挖掘机后，自动怠速开关处于自动怠速有效模式，只有按下自动怠速开关，自动怠速功能才能取消。
（9）本装置自动查找故障，根据测得的故障参数找出发生故障的部位，并能查询某个故障发生的时间及某个时间内所发生的故障名称。
图1 故障诊断报警系统结构图
本监控报警系统各功能显示方式、采集信号具体情况列表如下：显示类别输入或输出信号方式
指示仪表方式实时监测燃油箱油位表油量传感器模拟量发动机冷却液温度表水温传感器模拟量机油压力表油压传感器模拟量油门旋钮油门旋钮模拟量五个压力传感器压力传感器模拟量EC-7控制器采集到的所有开关量
液晶显示报警菜单机油压力不足油压传感器模拟量发动机冷却液过热水温传感器模拟量空气滤清器阻塞压力继电器开关量油门旋钮故障油门旋钮模拟量燃油油量不足油量传感器模拟量
显示屏界面如下：
界面1：主画面界面6：工作状态监测表
界面3：输入点状态1 界面5：输出点状态
8 、电子节能控制装置
本系统由EC-7控制器、显示器、油门控制单元以及一些必要的模拟量、开关量传感器、模式电磁阀组、开关阀等组成。通过对发动机和液压泵系统进行综合控制，
使二者达到最佳匹配，以达到明显的节能效果。该装置主要实现四种工作模式的选择，自动怠速功能、过热保护及柴油机转速控制等功能。各种控制指令（包括触摸屏控制指令）和检测信号以开关量或模拟量形式进入EC-7控制器后，EC-7控制器根据要求输出控制信号给受控元件，达到控制的目的。另外将各种信号以通信的方式送入触摸屏。通过触摸屏实现相关控制的操作、实时显示和报警信息提示。
（1）四种工作模式控制
挖掘机配备工作模式控制系统，可以使操作者根据作业工况不同，选择适合的作业模式，使发动机输出最合理的动力。SY2XXC5挖掘机有四种作业模式可供选择，模式的选择通过显示屏上的“模式”选择按钮实现。挖掘机工作后每次只选一个工作模式，选定一个新的工作模式后，原工作模式自动消除。
H 模式：即重负荷挖掘模式，发动机油门处于最大供油位置，发动机以全功率投入工作；
S 模式：即标准作业模式，液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的90%；
L模式：即普通作业模式，液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的80%。
B 模式：即轻载作业模式，液压泵输入总功率约为发动机最大功率的70%，适合于挖掘机的平整作业或破碎模式。
（2）功率优化系统
该功率优化系统采用闭环控制，工作中它能根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使液压泵的功率始终与发动机的功率相匹配，EC-7控制器即对发动机采取分段功率控制，不再追求完全用足发动机功率，而是根据具体的工作状况设定发动机的工作能力，减轻发动机的工作强度，使发动机稳定地运行在经济工况点上。
图2 功率优化系统原理图
该系统由恒功率泵、模式阀组（功率阀）、发动机转速传感器、油门位置传感器、EC-7控制器、触摸屏及5个压力传感器组成。发动机转速传感器为电磁感应式，他固定在飞轮壳的上方，用以检测发动机的实际转速。油门位置传感器为电阻感应式，他固定在油门机构转盘上，用以检测油门的实际位置。通过5个压力传感器测得的工装实时负荷大小，由EC-7控制器程序计算液压泵的需求功率，从而自动调节功率阀电流，实现液压泵的功率调节，使液压系统充分吸收柴油机发出的功率，又不会使柴油机熄火，充分发挥挖掘机的工作能力。
（3）柴油机转速控制原理
本系统采用EC-7控制器，油门控制器作为控制单元，油门机构作为执行机构控制柴油机油门的开度。
升速时，由EC-7控制器给出步进脉冲信号，驱动油门机构正转，柴油机油门开度加大，柴油机转速上升，同时油门位置参数减少，达到设定的油门位置后，升速信号停止，进入转速自动调节阶段。
油门位置信号由安装在油门机构上的油门位置传感器获得，EC-7控制器通过模拟通道采集此信号，并送入EC-7控制器内部寄存器处理，EC-7控制器根据实际油门位置与设定油门位置的差值，进行处理运算后，输出相应数量的脉冲，控制步进电机
运行，从而实现对柴油机转速的自动控制及自动调节。
降速时，EC-7控制器给出步进脉冲和步进方向信号，转速自动调节断开，油门机构反转，油门开度减少，柴油机转速下降，达到怠速状态时，EC-7控制器给出停止信号，油门机构停止运行，柴油机在怠速状态运行。
图3 柴油机闭环控制原理框图
当挖掘机在低怠速下工作（1300rpm以下），油门调速机构能自动将发动机转速提升到1300rpm，以避免因发动机输出功率不足引起的懑车熄火现象。
为了防止柴油机转速超过允许的最高工作速度，以免造成设备的损坏，对柴油机的转速进行限幅。在柴油机升速和降速调节过程中，油门机构的油门位置信号反馈回EC-7控制器，由EC-7控制器进行分析，步进电机正转，油门位置传感器参数减小；步进电机反转，油门位置传感器参数增加，EC-7控制器自动分析柴油机正常运行时的步进电机正转步数，并进行运算处理得出步进电机允许正转的最高步数，当由于意外原因引起柴油机转速向最高转速上升时，到达异常油门位置区，EC-7控制器能自动封锁步进电机，以保证柴油机不会超过所允许的最高转速。
（4）自动怠速系统
SY2XXC5挖掘机具有自动怠速装置，当操纵杆回中位达5秒后，发动机自动进入低速运转，从而可减小液压系统的空流损失和发动机的磨损，起到节能和降低噪声的作用。当扳动操纵杆重新作业时，发动机自动恢复到原来的转速状态。
（5）过热保护控制
当冷却水达到一定温度时，EC-7控制器控制工作模式自动降低一档，即从H模
式降至S模式再至L模式、B模式。当冷却水温过热达到二极报警（冷却液温度超过103度）时，柴油机自动进入自动怠速工作状态（转速下降），直至冷却液温度降至正常温度为止。
三、挖机电气操作使用
（一）开机
1、起动前：柴油机起动前，钥匙开关先打到“运行”档，发动机第一次没有顺利启动，请稍等15秒钟后再启动，连续三次启动不成功需等待2分钟后再启动。如每次停机后都存在此故障，请与我们的服务工程师联系。
2、柴油机起动后：挖机还没有操作启动时，此时柴油机在950转左右运转；当第一次操纵启动，则直接进入默认值：模式工作为S；以后每次操纵重新启动时，系统模式工作回到S。
3、在触摸屏上设置一个“模式”按钮，当按住触摸屏上的模式选择按钮时，在触摸屏上以“S”、“H”、“L”、“B”、“S”的顺序显示，同时速度档位相应的上升一档（由 B-L -S- H），而由H-L时速度档位是下降3档。松开按钮时，显示定格，同时该模式生效。
（二）系统功能
1、自动怠速
自动怠速有效，即在触摸屏上提示为“自动怠速”。当系统液压操纵杆回中位时间超过5秒后。EC-7控制器自动减少发动机油门开度，使发动机在1350转运转，当扳动操纵杆重新作业时，EC-7控制器立即控制发动机，使它迅速恢复到设定的工作速度。或通过右手柄中间的按钮可由高速降到1350转或由1350转上升到显示的档位速度。起到节能和降低噪声的作用。
2、怠速取消
当不使用自动怠速功能时，在触摸屏上按下“自动怠速”按钮将取消怠速，同时触摸屏提示“取消怠速”信息。
3、雨刮器开关
按下开关右侧以接通雨刮。按下开关左侧以断开雨刮器。
如果开关在“接通”位置而雨刮不动，应立即切断开关。检查原因。如果开关一直开着，会损坏雨刮电机。
4、喷水器开关
按下并压住开关右侧以启动前洗涤器。按下开关时，洗涤液会从喷嘴喷出。当放松开关后，洗涤器便会停止。
如果洗涤器连续使用超过20秒，或使用中没有洗涤液喷出时，应立即切断开关，否则会导致电机损坏。
5、工作灯开关
按下工作灯开关右侧，则动臂左、右工作灯与旋转台工作灯亮，按下开关左侧以断开工作灯。
6、发动机油门控制盘
可通过调节该发动机油门控制盘改变油门位置的大小，从而改变发动机的转速。
速度档位对应设定的柴油机转速如下表：
7、模式选择
本系统实现四种工作模式的控制，及重负荷作业模式（H模式），标准作业模式（S模式），普通作业模式（L模式），破碎作业模式（B模式）。
H模式时，发动机油门处于最大供油位置，发动机以全功率投入工作；
S模式时，液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的90%；
L模式时，液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的80%；
B模式，液压泵输入功率的总和约为发动机最大功率的70%；
工作后每次只选一个工作模式，选定一个新的工作模式后，原工作模式自动消
除。工作模式的选择由触摸屏上的“模式”按钮控制。
8、行驶速度选择
控制“高速”或“低速”行驶速度选择。每次启动挖掘机时，系统处于低速状态提示“低速”。按下“低速“按钮系统进入高速提示“高速”。行驶速度的选择由触摸屏控制。
9、二次升压补偿
当液压系统压力过小，发动机工作在1400转以上时，在右操纵手柄上按下“升压按钮”，触摸屏上将提示“压力补偿5秒”，同时发动机转速上升到2200转/分，5秒后提示消失，发动机转速回到原设定档位。
10、启动钥匙开关
发动机起动开关在“接通”位置并且发动机在运转时，以保持电路和液压系统功能。
（1）断开：发动机起动开关钥匙只能在发动机起动开关位于“断开”位置时插入。同样，发动机起动开关钥匙也只能在发动机起动开关位于“断开”位置时拔出。再次起动发动机前钥匙必须先转至“断开”位置。转动钥匙至“断开”位置以停止发动机。维修电路系统或机器的其他部件时，请把钥匙开关打到“断开”位置或拔掉钥匙开关以切断蓄电池电路。此时系统只有对室内灯、检修灯保持供电。
（2）接通：钥匙从“断开”到“接通”，系统除空调没接通电源外触摸屏、EC-7控制器等控制机构都上电。而在发动机启动后，钥匙从“接通”到“断开”，则是关闭发动机，请确保发动机速度在1000转左右运转时再关闭发动机。
（3）起动：转动发动机起动开关钥匙到“起动”位置,启动电机通电运转以带动发动机起动，此过程持续1-3秒。发动机起动后立即放松钥匙。
11、液压操纵
每次起动柴油机时，液压操纵启动杆在“锁住”位置，使所有液压操纵机构都不能操作；如在“开锁”位置，使发动机不能起动。当柴油机正常起动、发电机正常
1.挖掘机电气系统的组成和原理
项目三：挖掘机电气系统的组成及原理 知识目标： 1.了解挖掘机电气系统的组成和原理； 2.了解保险、继电器元器件的功用及测量方法。 技能目标： 1.掌握保险的检测方法； 2.掌握继电器的检测方法。 素养目标： 1.能够与小组其他成员进行有效的沟通与合作。 一、概述 机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转，这是挖掘机技术的又一次飞跃。作为工程机械主导产品的液压挖掘机，在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上。 液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达）的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器EC-7，EC-7控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。 电气控制系统具有以下功能： 1、控制功能：负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。 2、检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、蜂鸣器、熔断器和触摸屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。 3、照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。 4、其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。
二、系统组成及原理 挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。 1、电源部分 系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源，由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。 蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联。 发电机：27V 35A交流发电机，由发动机自带，内置硅整流电路及电压调节器，带有频率输出。D+为中性点电压输出端子，B+为电源输出端子，E为接地端子。D+端子接充电报警灯，在启动初状态，当发电机电压尚未建立时D+端电压为0V，充电报警灯亮，蓄电池正电源通过报警灯灯丝流向D+端作为发电机的励磁电流，使发电机迅速建立起电压并进入发电工作状态。发电机进入发电状态后，D+端电压达24V，充电报警灯熄灭。 3) 电源继电器：装于电瓶的正极控制总电源，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。 接通：把钥匙开关打到“接通”位置以启动电路系统，此时电源继电器接通，系统得电。在启动发动机之时，钥匙开关必须是接通的。 断开：把钥匙开关打到“断开”位置，电源继电器断电，以切断电路系统。 注意： 维修电路系统和机器的其它部件时，请把钥匙开关打到“断开”位置或拔掉钥匙开关以切断蓄电池电路。 2、启动部分 2.1启动设备 启动电机：24V 4KW 起动电机三个接线柱的作用和连接如下： 50接线柱接启动开关。
挖掘机的基本构造和工作原理
第一部分：挖掘机 第一章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和 驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成 工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液 压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路 上部转台——①发动机、② 减震器主泵、③主阀、④驾 驶室、⑤回转机构、⑥回转 支承、⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11 控制油路、○12电器部件、○13 配重 行走机构——①履带架、② 履带、③引导轮、④支重轮、 ⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧 装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液 压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达+ 减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回转 运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 １）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履 带——实现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转 ３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动 ４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动 ５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动
PLC在挖掘机电气控制系统中的应用
图1PLC 接线图 1引言 挖掘机是一种广泛使用的大型工程机械，工作时，先启动蜂鸣器，让工作人员离开生产现场；再起动冷却泵电机，对液压电机和钻头电机进行冷却；待冷却泵稳定工作后，起动液压泵电机，再起动钻头电机开始工作.停机顺序与起动顺序正好相反.以前大部分挖掘机采用传统的继电器2接触器控制系统.这种系统的主要缺点是接线复杂、 维修困难，控制触点易烧坏，以及可靠性和抗干扰性较差.可编程逻辑控制器（PLC ）作为新一代的工业控制装置，由于其具有体积小、 安装方便、编程简单、易于使用和修改等特点而获得广泛应用.用PLC 改造挖掘机电气控制系统，取得较理想的效果.2基于PLC 的挖掘机电气控制系统设计 2.1 主电路设计与控制要求 钻头电机功率较大，采用Y-△起动方式由KM 4、 KM 5、KM 6控制：冷却泵电机和液压泵电机功率较小，直接起动即可，分别由KM 2、KM 3控制.接触器KM O 作急停用：当系统出现紧急情况时，断开KM O ，即断开三台电机的电源，同时接触器KM l 控制蜂鸣器HAl 的鸣叫.FRl ～FR3为热继电器，用于对电机进行过载保护：FR4为采用温度传感器，用于准确测量钻头电机的工作温度，当温度超过设定值时，控制HAl 进行声光报警. 根据工艺要求，PLC 控制系统首先必须保证三台电机按指定的顺序起动和停止：其次，系统必须有自动和手动两种工作方式.正常工作时各电机连续自动运转，系统调试与维修时采用手动工作方式.此外，系统还应设置互锁、短路和过载保护.当液压泵电机和冷却泵电机中有一台过载时，系统必须停止工作：钻头电机过载时，只停止其本身的工作，不影响其他电机的工作.当钻头电机超过设定温度时，必须停止运行.系统还应设有急停开关以及必要的抗干扰措施，以确保挖掘机安全可靠地工作. 2.2PLC 控制系统设计 2.2.1 硬件设计 根据上述控制要求，系统实际输入点数为12点，输出点数为8点：考虑到今后扩展和维护的需要，选用三菱公司FX2N 一32M R 可编程控制器.FX2N 系列PLC 编程软元件一览表见日本三菱公司FX 系列编程手册.PLC 的硬件连接线如图1所示，图中SA 为手动／自动 Vol.25No.10 Oct.2009 第25卷第10期2009年10月赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）PLC 在挖掘机电气控制系统中的应用 李增军 （通辽市技工学校，内蒙古 通辽０２８０２１） 摘要：挖掘机是一种广泛使用的大型工程机械，它主要由电气控制系统、液压系统、冷却系统、钻臂、行走机构、扒杂运输机构等组成．挖掘机主要工作的部件是钻头、冷却系统和液压系统，因此控制它们的电气控制系统便成为了问题的关键．挖掘机的电气控制系统主要控制钻头电机、 冷却泵电机、液压泵电机按事先设定的顺序起停，按设定的时间运转，同时当系统温度超过设定值时产生报警．针对挖掘机的工作特点，提出了一种用ＦＸ２Ｎ系列ＰＬＣ改进其电气控制系统的方法．分析了电气系统的控制要求，给出了系统的硬件、软件设计方法． 关键词：挖掘机；电气控制；硬件设计：系统程序中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1673-260X （2009）10-0122-02 输入设备端口号输出设备端口号手动／自动SA XO 急停控制YO 急停SBl Xl 蜂鸣器控制Y1蜂鸣器控制SB2X2冷却泵电机控制Y2冷却泵启动SB3X3 液压泵电机控制 Y3 冷却泵停止SB4X4钻头电机控制Y4液压泵启动SB5X5钻头电机启动 Y6 液压泵停止SB6X6钻头电机三角运行Y5钻头启动SB7X7闪烁报警 Y7 钻头停止SB8钻头过载FR1 X10X11 122--
挖掘机电气控制系统
挖掘机电气控制系统 本篇将以SY2XXC5挖掘机为例讲述挖掘机的电气系统基本原理、基本构造、操作说明、故障分析。 一、概述 机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转，这是挖掘机技术的又一次飞跃。作为项目机械主导产品的液压挖掘机，在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上。 液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件<液压缸、液压马达）的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器EC-7，EC-7控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。 <一）电气控制系统具有以下功能： 1：控制功能：负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。 2：检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、蜂鸣器、熔断器和触摸屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。 3：照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。 4：其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。 <三）系统组成及原理 SY2XXC5挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。 2.1 电源部分 系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源，由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。 1)蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联。
挖掘机力士乐液压系统分析
挖掘机力士乐液压系统分析 [主要内容] 介绍了力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统组成及其工作原理、特性。重点分析了多路阀 液压系统、液压泵控制系统、各主要液压作用元件液压回路及多路阀先导操纵系统等。 目前液压挖掘机有两种油路:开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统,我国国产液压挖掘机大多采用“开中心”系统,而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用“闭中心”系统。闭中心具有明显的优点,但价格较贵。国内厂家对开中心系统比较熟悉,而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统,本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV)挖掘机油路。 LUDV意为与负载无关的分配阀。 LUDV系统 力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4部分组成: ①多路阀液压系统(主油路); ②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制); ③各液压作用元件液压子系统,包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统,还包括附属装置液压系统; ④多路阀操纵和控制液压系统。
1多路阀液压系统 多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路,它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式,决定了液压挖掘机的工作特性。力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1(因换向阀不影响原理分析,故未画出)。 图1挖掘机力士乐主油路简图 挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。 1.1工装油路 工作装置和行走油路(除回转外)简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV)系统,具有抗饱和功能。在每个操纵阀阀杆节流口后,设压力补偿阀,然后通过方向阀向各液压作用元件供油。LUDV多路阀原理符号见图2。
挖掘机的基本构造及工作基础学习知识原理
第二章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。 中対可 / SWfi- KM轮蹄卄“节消声器 厠:肢摇杆
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、 传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和 驾驶室等都安装在可回转的平台上， 通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成 工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置一一①动臂、②斗杆、③铲斗、④液 压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路 支承、⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油箱、O 11 控制油路、O 12电器部件、013 配重 行走机构一一①履带架、② 履带、③引导轮、④支重轮、 ⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧 装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液 上部转台 ①发动机、② 减震器主泵、③主阀、④驾 驶 室、⑤回转机构、⑥回转
压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达 +减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回 转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 1）行走动力传输路线：柴油机一一联轴节一一液压泵（机械能转化为液压能）一一分配 阀一一中央回转接头一一行走马达（液压能转化为机械能）一一减速箱一一驱动轮一一轨 链履带一一实现行走 2）回转运动传输路线：柴油机一一联轴节一一液压泵（机械能转化为液压能）一一分配 阀一一回转马达（液压能转化为机械能）一一减速箱一一回转支承一一实现回转 3）动臂运动传输路线：柴油机一一联轴节一一液压泵（机械能转化为液压能）一一分配 阀一一动臂油缸（液压能转化为机械能）一一实现动臂运动 4）斗杆运动传输路线：柴油机一一联轴节一一液压泵（机械能转化为液压能）一一分配 阀一一斗杆油缸（液压能转化为机械能）一一实现斗杆运动 5）铲斗运动传输路线：柴油机一一联轴节一一液压泵（机械能转化为液压能）一一分配阀一一铲斗油缸（液压能转化为机械能）一一实现铲斗运动
电力电气图符号及原理图的识别
电力电气图符号及原理图的识别 电气图纸一般可分为A、B两类： A ：电力电气图，它主要是表述电能的传输、分配 和转换，如电网电气图、电厂电气控制图等。 B：电子电气图，它主要表述电子信息的传递、处理；如电视机电气原理图。 电力电气图分一次回路图、二次回路图。 一次回路图也叫一次系统图，是表示一次电气设备(主设备)连接顺序的电气图。 电力的生产、输送和分配、使用需要大量各种类型的电气设备。比如变压器、断路器、互感器、隔离开关等直接参加电能的发、输、配主系统的设备，这就是一次设备。这些设备连接在一起所形成的电路叫一次回路，它们之间的连接称之为一次接线或主接线。、 二次回路图是表示二次设备之间连接顺序的电气图。 为了确保主系统安全可靠、持续稳定地运行，加装继电保护、安全自动装置以及监控、测量、调节和保护等装置，以向用户提提供充足的、合格的电能，这就是二次设备。比如各种测量仪器、仪表、控制、信号器件及自动装置等。这些设备根据特定的要求连接在一起所形成的电路叫二次回路，也称之为二次接线，二次回路依电源及用途可分为电流回路、电压回路、操作回路、信号回路。 一次系统图：（系统原理图） 用比较简单的符号或带有文字的方框，简单明了地表示电路系统的最基本结构和组成，直观表述电路中最基本的构成单元和主要特征及相互间关系的电路图。 二次原理图：（电路原理图） 二次原理图又分为集中式、展开式两种。集中式电路图中各元器件等均以整体形式集中画出，说明元件的结构原理和工作原理。识读时需清楚了解图中继电器相关线圈、触点属于什么回路，在什么情况下动作，动作后各相关部分触点发生什么样变化。 展开式电路图在表明各元件、继电器动作原理、动作顺序方面，较集中式电路图有其独特的优点。展开式电路图按元件的线圈、触点划分为各自独立的交流电流、交流电压、直流信号等回路．凡属于同一元件或继电器的电流、电压线圈及触点采用相同的文字。展开式电路图中对每个独立回路，交流按U、V、W相序；直流按继电器动作顺序依次排列。识读展开式电路图时，对照每一回路右侧的文字说明，先交流后直流，由上而下，由左至右逐行识读。集
挖掘机的基本构造及工作原理演示教学
挖掘机的基本构造及 工作原理
第二章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机 构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此 又可将单斗液压挖掘机概括成工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置——①动臂、②斗杆、③铲 斗、④液压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦ 管路 上部转台——①发动 机、②减震器主泵、③ 主阀、④驾驶室、⑤回 转机构、⑥回转支承、 ⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油 箱、○11控制油路、○12电 行走机构——①履带 架、②履带、③引导 轮、④支重轮、⑤托 轮、⑥终传动、⑦张紧挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械 能转换成液压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转 马达+减速机、行走马达+减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能， 实现工作装置的运动、回转平台的回转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下
１）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履带——实现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转 ３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动
挖掘机液压系统 精华版 --液压系统 入门必读材料
挖掘机工作原理 挖掘机的工作原理液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。液压挖掘机一般由工作装置、回转装置和行走装置三大部分组成。根据其构造和用途可以区分为：履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要，液压挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油要在方便的场地，也可改用电动机。液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。挖掘机液压系统是怎么工作的? 挖掘机液压系统是怎么工作的挖掘机有三个部分的液压缸分别是动臂，斗杆，铲斗。有三个液压马达，左右行走和一个回转。这些都由换向阀控制供油。油液从液压泵出来经换向阀分配到以上各执行元件。挖掘机的换向阀大多是液控的就是用一股压力较小的油推动换向阀的阀芯。一般中型挖掘机用的是三联泵，两个大泵提供工作所需要的压力，一个小齿轮泵给控制油路供油。控制油通过手柄下边的控制阀调节主油路换向阀阀芯的位置从而实现动臂斗杆和铲斗油缸的伸缩。以及液压马达的转与停以及转动方向。主油路设溢流阀，压力超过限定值就会打开，油液直接回油箱。所以系统压力始终保持在一定范围内。同样道理在各油缸的支路也设溢流阀，实现二次调定压力。不光是挖掘机，任何液压系统工作原理都是油箱中油液-泵-控制元件-执行元件-油箱。液控比例阀换向阀的作用和液控比例阀换向阀串联的先导阀是什么作用传统换向阀的进出油口控制通过一根阀芯来进行，两油口听开口对应关系早在阀芯设计加工时已确定，在使用过程中不可能修改，从而使得通过两油口的流量或压力不能进行独立控制，互不影响。随着微处理控制器、传感器元件成本的下降，控制技术的不断完善，使得双阀芯控制技术在工程机械领域得以应用。英国Utronics 公司利用自己的技术及专利优势研制出双阀芯多路换向阀，已广泛应用于JCB、Deere、DAWOO、CASE 等公司的挖掘机、*车、装载机及挖掘装载机等产品上。为适应中国工程机械产品对液压系统功能要求。稳定性以及自动化控制程度的不断提高，Utronics 公司产品适时进入中国市场，现已初步完成厦工（5t）装载机、詹阳（8t）挖掘机样机调试并进入试验阶段。1、传统单阀芯换向阀的缺陷传统的单阀芯换向阀所组成的液压系统难以合理解决好以下功能和控制之间存在的矛盾：（1）液压系统设计时为提高系统稳定性，减少负载变化对速度的影响，要么牺牲部分我们想实现的功能，要么增加额外的液压元件，如调速阀、压力控制阀等，通过增加阻尼，提高系统速度刚度来提高系统的稳定性。但是这样元件的增加又会降低效率，浪费能源；还会使得整个系统的可*性降低、增加成本。（2）由于换向结构的特殊性，使得用户在实现某一功能时必须购买相应的液压元件，再加上工程机械厂家会根据不同最终用户要求设计出相应的功能，这样会造成生产厂家采购同类、多规格的液压控制元件来满足不同功能要求的需要，不利于产品通用化及产品管理，同时会大大提高产品成本。 （3）由于执行机构进出液压油通过一根阀芯进行控制，单独控
挖掘机的基本构造及基本原理
液压挖掘机的基本原理与结构特征 1 液压挖掘机的组成和工作原理 液压挖掘机的工作原理与机械式挖掘机工作原理基本相同。液压挖掘机可带正铲、反铲、抓斗或起重等工作装置。 液压挖掘机是在动力装工与工作装盆之间采用了容积式液压传动系统(即采用各种滚压元件).直接控翻各系统机构的运动状态.从而进行挖掘工作的。液压挖掘机分为全液压传动和非全液压传动两种。若其中的一个机构的动作采用机械传动.即称为非全液压传动。例如.WY 一160型,WY -250璧和H121虽等即为全液压传动;WY -60型为非全液压传动.因为其行走机构采用机械传动方式。一般悄况下.对液压挖掘机.其工作装置及回转装置必须是液压传动.只有行走机构既可为液压传动.也可为机械传动。 (1)液压反铲挖掘机。 1)液压反铲挖掘机的组成。液压反挖掘机机结构示意图，它由工作装置、回转装置和运行装置三大部分组成。液压反铲工作装置的结构组成是:下动臂和上动臂，用辅助油缸来控制两者之间的夹角。依命下动臂油缸4.使动臂绕其下支点A进行升降运动。依靠斗柄油缸6.可使斗柄8绕其与上臂的铰接点摆动。问样.借助转斗油缸，.可使铲斗绕着它与斗柄的校接点转动。操纵控制阀，就可使各构件在油缸的作用下，产生所需要的各种运动状态和运动轨迹，特别是可用工作装置支撑起机身前部.以便机器维修。 2)液压反铲挖妇机工作原理。液压反铲挖翻机的工作原理如图4-16所示。工作开始时，机器转向挖拥工作面.间时.动份油缸的连杆腔进油.动，下降.铲斗落至工作面(见图中位盆11).然后，铲斗油缸和斗柄油缸顺序工作.两油缸的活塞腔进油，活班的连杆外伸.进行挖劫和装段(如从位盆田到I)。铲斗装润后(在位置ll》这两个油缸关闭，动份油缸关闭.动衡油缸就反向进油.使动，提升.随之反向接通回转油马达，铲斗鱿转至卸峨地点.斗柄油缸和铲斗油iti 反向进油.铲斗匆截。匆叔完毕后.回转油马达正向接通.上部平台回转.工作装，转回挖州位2，开始第二个工作循环。 在实际操作工作中.因土城和工作面条件的不间和变化.液压反铲的各油缸在挖拥循环中的动作配合是灵活多样的.上述的工作方式只是其中的一种挖月方法。 3)滚压反铲挖翻机的工作特点。液压反铲挖拥机叮用于挖拓机停机面以下的土镶挖扭工作.如挖蜂沟、基坑等。由于各油缸可以分别操纵或联合操纵.故挖拥动作显得更加灵活。护斗挖扭轨迹的形成取决于对各油缸的操纵。当采用动有油虹工作进行挖扭作业时(斗柄和铲斗油位不工作》.就可以得到最大的挖翻半径和最大的挖翻行程.这就有利于在较大的工作面上工作。挖翻的高度和挖扭的深度决定于动特的.大上倾角和下倾角，亦即决定于动价油缸的行程。 当采用斗柄油位进行挖翻作业时.铲斗的挖月轨进是以动份与斗柄的校接点为回心.以斗齿至此校接点的距离为半径所作的圈弧线.圈弧线的长度与包角由斗柄油缸行程来决定。当动，位于级大下倾角，采用斗柄油缸工作时.可得到最大的挖扭深度和较大的挖抽行程，在较坚硬的土质条件下工作时也能装摘铲斗.故在实际工作中常以斗柄油缸进行挖翻作业和平场工作。 当采用铲斗油缸进行挖拓作业时.挖拐行程较短。为便护斗在挖翻行程终了时能保证铲斗装脚土峨.需要有较人的挖翻力挖取较厚的土续。因此.铲斗油包一般用于清除障碍及挖翻。 各油IE组合工作的工况也较多。当挖抽荃坑时，由于深度要求大、基坑璧陡而平整，需要采用动衡会斗柄两油缸同时工作;当挖拓坑底时，挖掘行程将结束.为加速装摘铲斗和挖扭过程需要改变铲斗切削角度等.则要求采用斗柄和铲斗网时工作.以达到良好的挖掘效果并提高生产率。 根据液压反铲挖捆机的结构形式及其结构尺寸.利用作图法可求出挖掘轨进的包络图.从
挖掘机液压系统图
挖掘机液压系统图 一．液压挖掘机液压系统的基本类型 液压挖掘机液压系统大致上有定量系统、变量系统和定量、变量复合系统等三种类型。 1．定量系统 在液压挖掘机采用的定量系统中，其流量不变，即流量不随外载荷而变化，通常依靠节流来调节速度。根据定量系统中油泵和回路的数量及组合形式，分为单泵单回路定量系统、双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统及多泵多回路定量系统等。 2．变量系统 在液压挖掘机采用的变量系统中，是通过容积变量来实现无级调速的，其调速方式有三种：变量泵－定量马达调速、定量泵－变量马达调速和变量泵－变量马达调速。 单斗液压挖掘机的变量系统多采用变量泵－定量马达的组合方式实现无极变量，且都是双泵双回路。根据两个回路的变量有无关连，分为功率变量系统和全功率变量系统两种。其中的分功率变量系统的每个油泵各有一个功率调节机构，油泵的流量变化只受自身所在回路压力变化的影响，与另一回路的压力变化无关，即两个回路的油泵各自独立地进行恒功率调节变量，两个油泵各自拥有一半发动机输出功率；全功率变量系统中的两个油泵由一个总功率调节机构进行平衡调节，使两个油泵的摆角始终相同。同步变量、流量相等。决定流量变化的是系统的总压力，两个油泵的功率在变量范围内是不相同的。其调节机构有机械联动式和液压联动式两种形式。 二．YW-100型单斗液压挖掘机液压系统 国产YW-100型履带式单斗液压挖掘机的工作装置、行走机构、回转装置等均采用液压驱动，其液压系统如图1所示。 该挖掘机液压系统采用双泵双向回路定量系统，由两个独立的回路组成。所用的油泵1为双联泵，分为A、B两泵。八联多路换向阀分为两组，每组中的四联换向阀组为串联油路。油泵A输的压力进入第一组多路换向阀，驱动回转马达、铲斗油缸、辅助油缸，并经中央回转接头驱动右行走马达7。该组执行元件不工作时油泵A输出的压力油经第一组多路换向阀中的合流阀进入第二组多路换向阀，以加快动臂或斗杆的工作速度。油泵B输出的压力油进入第二组多路换向阀，驱动动臂油缸、斗杆油缸，并经中央回转接头驱动左行走马达8和推土板油缸6。 该液压系统中两组多种换向阀均采用串联油路，其回油路并联，油液通过第二组多路换向阀中的限速阀5流向油箱。限速阀的液控口作用着由梭阀提供的A、B两油泵的最大压力，当挖掘机下坡行走出现超速情况时，油泵出口压力降低，限速阀自动对回油进行节流，防止溜坡现象，保证挖掘机行驶安全。
液压挖掘机控制系统介绍
液压挖掘机控制系统介绍 目前，机电液一体是液压挖掘机的主要发展方向盘，其目的是实现液压挖掘机的全自动化，即人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移，使挖掘机由传统的杠杆操纵逐步发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电操纵、电液比例操纵和计算机直接操纵。所以，对挖掘机的机电液一体化的研究，主要集中在液压挖掘机的控制系统上。 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。 目前，液压挖掘机控制系统已发展到复合控制系统。 发动机的控制系统 由柴油机的外型特性曲线可知，柴油机是近似的恒扭矩调节，其输出功率的变化表现为转速的变化，但输出扭矩基本不变化。油门开度增加（或减小），柴油机输出功率就增加（或减小），由于输出扭矩基本不变，所以柴油机转速也增加（或减小），即不同的油门开度对应着不同的柴油机转速。由此可见，对柴油机控制的目的是，通过对油门开度的控制来实现柴油机转速的调节。 目前应用在液压挖掘机柴油机上的控制装置有电子功率优化系统、自动怠速装置、电子调速器、电子油门控制系统等。 液压元件控制系统 对液压泵的控制都是通过调节其变量摆角来实现的。根据控制形式的不同，可分为功率控制系统、流量控制系统和组合控制系统等三大类。其中的功率控制系统有恒功率控制、总功率控制、压力切断控制和变功率控制等；流量控制系统有手动流量控制、正流量控制、负
液压挖掘机液压系统介绍
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。
挖掘机工作原理
挖掘机的工作原理 液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。 液压挖掘机一般由工作装置、回转装置和行走装置三大部分组成。根据其构造和用途可以区分为：履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。 工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要，液压挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。 回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油要在方便的场地，也可改用电动机。 液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。 挖掘机液压系统是怎么工作的? 挖掘机有三个部分的液压缸分别是动臂，斗杆，铲斗。有三个液压马达，左右行走和一个回转。这些都由换向阀控制供油。油液从液压泵出来经换向阀分配到以上各执行元件。挖掘机的换向阀大多是液控的就是用一股压力较小的油推动换向阀的阀芯。一般中型挖掘机用的是三联泵，两个大泵提供工作所需要的压力，一个小齿轮泵给控制油路供油。控制油通过手柄下边的控制阀调节主油路换向阀阀芯的位置从而实现动臂斗杆和铲斗油缸的伸缩。以及液压马达的转与停以及转动方向。主油路设溢流阀，压力超过限定值就会打开，油液直接回油箱。所以系统压力始终保持在一定范围内。同样道理在各油缸的支路也设溢流阀，实现二次调定压力。不光是挖掘机，任何液压系统工作原理都是油箱中油液-泵-控制元件-执行元件-油箱。液控比例阀换向阀的作用和液控比例阀换向阀串联的先导阀是什么作用 传统换向阀的进出油口控制通过一根阀芯来进行，两油口听开口对应关系早在阀芯设计加工时已确定，在使用过程中不可能修改，从而使得通过两油口的流量或压力不能进行独立控制，互不影响。 随着微处理控制器、传感器元件成本的下降，控制技术的不断完善，使得双阀芯控制技术在工程机械领域得以应用。英国Utronics公司利用自己的技术及专利优势研制出双阀芯多路换向阀，已广泛应用于JCB、Deere、DAWOO、CASE等公司的挖掘机、*车、装载机及挖掘装载机等产品上。为适应中国工程机械产品对液压系统功能要求。稳定性以及自动化控制程度的不断提高，Utronics公司产品适时进入中国市场，现已初步完成厦工（5t）装载机、詹阳（8t）挖掘机样机调试并进入试验阶段。 1、传统单阀芯换向阀的缺陷 传统的单阀芯换向阀所组成的液压系统难以合理解决好以下功能和控制之间存在的矛盾：（1）液压系统设计时为提高系统稳定性，减少负载变化对速度的影响，要么牺牲部分我们想实现的功能，要么增加额外的液压元件，如调速阀、压力控制阀等，通过增加阻尼，提高系统速度刚度来提高系统的稳定性。但是这样元件的增加又会降低效率，浪费能源；还会使得整个系统的可*性降低、增加成本。 （2）由于换向结构的特殊性，使得用户在实现某一功能时必须购买相应的液压元件，再加上工程机械厂家会根据不同最终用户要求设计出相应的功能，这样会造成生产厂家采购同类、多规格的液压控制元件来满足不同功能要求的需要，不利于产品通用化及产品管理，同时会大大提高产品成本。
第二章挖掘机基本构造与工作原理
第二章挖掘机的结构及工作原理 第一节挖掘机总体结构 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动系统、行走机构和辅助设备等,如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶 室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成工作 装置、上部转台和行走机构等三部分. 工作装置--动臂、斗杆、铲斗、液压油缸、连 杆、销轴、管路 上部转台——发动机、减震 器主泵、主阀、驾驶室、回 转机构、回转支承、回转接 头、转台、液压油箱、燃油 箱、控制油路、电器部件、 配重 行走机构——履带架、履 带、引导轮、支重轮、托轮、 终传动、张紧装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液 压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达 +减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回 转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 １）行走动力传输路线:柴油机—-联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）-—分配阀—— 中央回转接头—-行走马达（液压能转化为机械能）—-减速箱——驱动轮—-轨链履带-—实 现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节—-液压泵（机械能转化为液压能）-—分配阀-— 回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱--回转支承-—实现回转 ３)动臂运动传输路线：柴油机—-联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀—— 动臂油缸（液压能转化为机械能）—-实现动臂运动 ４)斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵(机械能转化为液压能）——分配阀 ——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动 ５)铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）—-分配阀-— 铲斗油缸（液压能转化为机械能)——实现铲斗运动
电气原理图及电子电路
电气原理图及接线图识读方法VS画图技巧2016-11-11 07:30 识图方法 电气图纸一般可分为两大类，一类为电力电气图，它主要是表 述电能的传输、分配和转换，如电网电气图、电厂电气控制图等。 另一类为电子电气图，它主要表述电子信息的传递、处理；如 电视机电气原理图。本文主要谈电力电气图的识读。 电力电气图分一次回路图、二次回路图。一次回路图表示一次电气 设备(主设备)连接顺序。一次电气设备主要包括发电机、变压器、 断路器、电动机、电抗器、电力电缆、电力母线、输电线等。 为对一次设备及其电路进行控制、测量、保护而设计安装的各类 电气设备，如测量仪表、控制开关、继电器、信号装置、自动装置 等称二次设备。表示二次设备之间连接顺序的电气图称二次回路 图。 一、电气图的种类 电气图主要有系统原理图、电路原理图、安装接线图。 1．系统原理图(方框图) 用较简单的符号或带有文字的方框，简单明了地表示电路系统的最 基本结构和组成，直观表述电路中最基本的构成单元和主要特征 及相互间关系。 2．电路原理图 电路原理图又分为集中式、展开式两种。集中式电路图中各元器件 等均以整体形式集中画出，说明元件的结构原理和工作原理。识读 时需清楚了解图中继电器相关线圈、触点属于什么回路，在什么情 况下动作，动作后各相关部分触点发生什么样变化。 展开式电路图在表明各元件、继电器动作原理、动作顺序方面， 较集中式电路图有其独特的优点。展开式电路图按元件的线圈、触 点划分为各自独立的交流电流、交流电压、直流信号等回路．凡属 于同一元件或继电器的电流、电压线圈及触点采用相同的文字。展
开式电路图中对每个独立回路，交流按U、V、W相序；直流按继电器动作顺序依次排列。识读展开式电路图时，对照每一回路右侧的文字说明，先交流后直流，由上而下，由左至右逐行识读。集中式、展开式电路图互相补充、互相对照来识读更易理解。 3．安装接线图 安装接线图是以电路原理为依据绘制而成，是现场维修中不可缺少的重要资料。安装图中各元件图形、位置及相互间连接关系与元件的实际形状、实际安装位置及实际连接关系相一致。图中连接关系采用相对标号法来表示。 二、识读电气图须知 1．学习掌握一定的电子、电工技术基本知识，了解各类电气设备的性能、工作原理，并清楚有关触点动作前后状态的变化关系。 2．对常用常见的典型电路，如过流、欠压、过负荷、控制、信号电路的工作原理和动作顺序有一定的了解。 3．熟悉国家统一规定的电力设备的图形符号、文字符号、数字符号、回路编号规定通则及相关的国标。了解常见常用的外围电气图形符号、文字符号、数字符号、回路编号及国际电工委员会(IEC)规定的通用符号和物理量符号(相关资料附后)。 4．了解绘制二次回路图的基本方法。电气图中一次回路用粗实线，二次回路用细实线画出。一次回路画在图纸左侧，二次回路画在图纸右侧。由上而下先画交流回路，再画直流回路。同一电器中不同部分(如线圈、触点)不画在一起时用同一文字符号标注。对接在不同回路中的相同电器，在相同文字符号后面标注数字来区别。 5．电路中开关、触点位置均在"平常状态"绘制。所谓"平常状态"是指开关、继电器线圈在没有电流通过及无任何外力作用时触点的状态。通常说的动合、动断触点都指开关电器在线圈无电、无外力作用时它们是断开或闭合的，一旦通电或有外力作用时触点状态随之改变。 三、识读电气图方法 1．仔细阅读设备说明书、操作手册，了解设备动作方式、顺序，有关设备元件在电路中的作用。
挖掘机液压系统原理
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。 5、行走马达排油回路 左右两行走马达漏的油由各个马达壳的排油口排出，合流后通过中心接头，经过直流式滤油器流回液压油箱。 6、旋转马达排油回路 旋转马达漏的油排出后，与行走回路排出的油一起通过直流式滤油器流回液压油箱。 7、输出压控制 控制阀内的卸载安全阀控制泵的输出压力保持一定。全部操作均在330×9.8×10^4Pa设定压力操作。 在挖掘操作时，设定压力变为370×9.8×10^4Pa。 狼涌截止安全阀把高压油释放到液压油箱内，以免油压系统及发动机承受过负荷。 8、先导回路 先导回路是由吸引、出油回路构成的。先导系统有先导泵、换冲阀、保险阀、2个高速电