小型挖掘机液压系统分析解读
浅谈挖掘机液压系统
浅谈挖掘机液压系统挖掘机液压系统挖掘机，又称挖掘机械，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车或卸至堆料场的土方机械。
挖掘机的液压系统形式和种类很多，我们可以从不同的角度进行分类，那么都可以分为哪几类呢？挖掘机液压系统分类l 按油液的循环形式可分为开式系统和闭式系统；l 从多路阀的形式可分开中心系统和闭中心系统；l 从泵的形式来看有定量泵系统和变量泵系统。
系统类型存在的不同优劣油液的循环形式开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种控制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱。
●优点：1) 液压系统结构较为简单；2) 可以发挥油箱的散热、沉淀杂质作用。
●缺点：1) 油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致机构运动不平稳；2) 吸油管路管径大而短；3) 转速受吸油压力限制；4) 方向阀通径的大小由系统流量决定；5) 过滤器/冷却器的尺寸大小由系统流量决定(对于较大功率的系统采用单独旁路节流过滤/冷却的形式)；6) 系统油箱大；7) 泵的安装位置需要考虑其对吸油压力的影响；8) 负载的平衡靠回油路上的背压或平衡阀来实现。
闭式系统是指液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。
●优点：1) 结构紧凑，油箱小；2) 油液与空气接触机会少，空气不易渗入系统，传动较平稳；3) 可采用高转速泵，故可相对减小泵体积；4) 没有控制阀，由泵确定流量和流向；5) 没有制动阀；6) 工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。
●缺点：1) 较开式系统复杂，因无油箱，油液的散热和过滤条件较差；2) 为补偿系统中的泄漏，通常需要一个小流量的补油泵和油箱；3) 只能同时实现与安装油泵数量一样多的动作；4) 空行程速度只能通过使用较大排量的油泵或变量马达来提高。
多路阀的形式开中心系统是指当换向阀阀杆在中位时，液压泵排出的液压油通过换向阀的中位油道直接流回油箱。
CLG205C液压系统分析(2010.18)
直 线 行 走
行 走 回 路 （ 无 直 线 行 走 阀）
行 走 马 达
行走马达
1. 设制动后左边产生 高压，先a后b： 2. 一级安全阀a的调定 压力为10.2MPa；二 级安全阀b的调定压 力为41.2MPa。 3. 如果制动后右边产 生高压，则一级安 全阀为b；二级安全 阀为a。
b
a
行走马达
液压恒功率控制要点
• 泵调节器是一种液压伺服控制机构，它至少要有两根 弹簧，构成两条直线段，在压力-流量图上形成近似 的恒功率曲线。 • 调节弹簧的预紧力可以调节泵的起始压力调定点压力 p0（简称起调压力），调节起调压力就可以调节泵的 功率。起调压力高，泵的功率大；起调压力低，泵的 功率小。因此恒功率变量又叫做压力补偿变量。 • 只有当系统压力大于泵的起调压力时才能进入恒功率 调节区段，发动机的功率才能得到充分利用。压力与 流量的变化为：压力升高，流量减小；压力降低，流 量增大。维持：流量×压力=功率不变。 • 当泵的转速发生变化时，泵的流量（功率）也变化。
过容积变量来实现无级调速，功率利用 和系统性能较好 • 变量系统多采用变量泵-定量马达的组合方 式实现无级变量，且都是双泵双回路 • 根据两个回路的变量有无关连，分为：
分功率变量系统
全功率变量系统
液压柱塞泵和柱塞马达的变量
变量泵
变量马达
常见变量机构原理图
分功率变量调节
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
KAWASAKI
减 压 阀 式
手 控 先 导 控 制 阀
压盘 推杆 弹簧 传力杆 面积a大 开口
T
封闭
弹簧座 调压弹簧 回位弹簧 T 节流孔 封闭
开口 阀杆
小型挖掘机液压回路分析-毕业论文
xxx信息学院毕业设计说明书（论文）设计（论文）题目:小型挖掘机液压回路分析第一章概论 (1)1.1前言 (1)1.2小型液压挖掘机简介 (3)1.3挖掘机国内外发展趋势及研究现状 (4)1.3.1国外发展情况 (4)1.3.2国内发展情况 (5)1.4本文拟达到的要求 (5)第二章挖掘机液压基本回路分析 (6)2.1限压回路 (6)2.2卸荷回路 (7)2.3缓冲回路 (8)2.4节流调速回路 (9)2.5节流限速回路 (10)2.6行走限速回路 (11)第三章挖掘机液压系统的设计 (12)3.1挖掘机的功用和对液压系统的要求 (12)3.2挖掘机液压系统分析 (13)3.2.1挖掘机的液压系统原理图 (13)3.2.2液压系统工作原理简述 (15)3.2.3液压系统特殊部件作用 (17)第四章液压元件的计算与选择 (18)4.1 液压元件的计算 (18)4.1.1液压缸内径 (18)4.1.2缸筒壁厚 (19)4.1.3缸筒壁厚验算 (19)4.1.4活塞杆计算 (19)4.1.5活塞杆强度计算 (20)4.1.6确定液压系统的工作压力 (20)4.1.7确定液压缸的主要参数和工作压力 (20)4.1.8确定液压马达的排量和工作压力 (21)4.1.9计算液压缸与液压马达的流量 (21)4.2液压元件的选用 (21)4.2.1液压阀的选用 (21)4.2.2辅助元件的选用 (22)4.2.3液压缸的选择 (23)4.2.4液压泵的选择 (23)4.2.5液压马达的选择 (23)4.2.6发动机的选择 (23)总结 (25)展望 (26)致谢 (27)参考文献28本次毕业设计课题是小型液压挖掘机的液压系统和工作装置。
设计思路是根据液压挖掘机各部分的动作要求，参照同类型其他液压挖掘机来设计。
工作装置结构图和液压系统图采用CAD绘制。
小型液压挖掘机主要由结构件、覆盖件、工作装置、行走装置、回转装置、液压系统、动力系统、电器系统等部分构成，最关键核心的是液压系统和动力系统。
挖掘机液压系统分析ppt课件
1
▍液压符号
一、油路的种类
（1）粗实线：表示主油路，为使驱动装置运转提供的 工作油路，由于流量相对较大，所以用实线表示。
（2）虚线：控制管路和控制油道、先导油路。 （3）双点划线：部件组成，它一般是封闭的。
二、油路的连接状态
（1）圆点与交叉：表示相互连接的油路； （2）交叉与小圆弧：表示相互错开的油路； （3）末尾打叉：表示油路被堵死。
5
▍先导——行走双速功能
问题1：行走电磁阀和泵比例电
磁阀控制方式相同吗？
图1：双速阀芯切换前
图2：双速阀芯切换后
按下速度切换 开关
控制器接收信号
DC3电磁阀线圈 得电
电磁阀换位
先导油引入二速 阀芯控制油口
阀芯换位，斜盘角 度变小，速度增大
6
▍先导——自动怠速功能
先导泵输出油液从P1口 进入主控阀PG口，分别 通过行走和工作装置阀 芯，回路为自动怠速油 路，压力开关通断信号 传到控制器，控制发动 机转速。
二、行走和其他动作一起进行时跑偏 确认及维修;1、调换d1和d2节流阀看故障是否消 除，消除则是节流阀堵塞，则清洗节流阀。 2、直线行走阀芯卡滞，则清洗阀芯。
15
▍动臂提升
XAb1
此处双泵合流
P2
XAb2
P1
16
▍动臂提升
Psp
XAb1 XAb2
回转优先功能：
1、当回转与斗杆、备用同时动 作时，Psp油口先导油作用在回 转优先阀左端，推动阀芯向右移
行走阀芯剖视图 12
▍先导——直线行走功能（直线行走模式）
行走阀芯剖视图
1、直线行走阀处于直线
PTa
行走模式时，阀芯切断pg
挖掘机的液压系统和维护保养
挖掘机的液压系统和维护保养挖掘机作为工程机械领域中的重要设备，广泛应用于土木工程、建筑施工、矿山开采等领域。
其液压系统是挖掘机关键的组成部分，直接影响着挖掘机的工作效率和稳定性。
本文将从液压系统的工作原理、常见问题及维护保养等方面进行论述，以帮助读者更好地了解挖掘机液压系统的重要性和正确的维护方法。
一、液压系统的工作原理挖掘机液压系统通过液压传动实现各种操作，如装卸、提升、伸缩、转弯等。
其工作原理主要涉及液压油、液压泵、液压马达、液压缸等关键部件的协同作用。
1. 液压油：作为液压系统的工作介质，液压油具有良好的润滑性、压缩性和热稳定性。
它在系统中的循环流动，通过传递压力来实现各个液压元件的工作。
2. 液压泵：负责将油液从低压区域抽入、经过增压后送往高压区域。
常见的液压泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等。
3. 液压马达：接收高压油液的动力，通过转动输出扭矩并驱动机械装置的运动。
液压马达的类型与液压泵相似，但工作原理相反。
4. 液压缸：转化液压能为机械运动能，实现挖掘机的升降、伸缩等操作。
液压缸的有效油缸面积和工作压力决定了其承载能力和稳定性。
二、常见的液压系统问题及处理方法1. 泄漏问题：挖掘机液压系统泄漏是常见的故障，通常由密封件磨损或损坏引起。
泄漏会导致液压系统压力下降，工作效率下降，甚至无法正常工作。
此时需要及时检修和更换密封件。
2. 温升过高：挖掘机液压系统温升过高可能是由于油液粘度过高、冷却器故障或油路堵塞等原因引起。
及时检查和维修冷却系统以及清洗油路可以解决此问题。
3. 液压元件卡阻：液压元件卡阻可能导致挖掘机动作迟缓、失灵或卡住。
这主要是由于液压系统中混入异物或油液含水量过高引起的。
应定期检查液压油质量，清洗和更换液压元件。
三、挖掘机液压系统的维护保养1. 定期更换液压油：挖掘机液压油应定期更换，避免油液受污染而引发系统故障。
更换液压油前应先排空原有油液，并保持油路清洁。
2. 检查液压油质量：定期检查液压油的质量，包括粘度、含水量和杂质等指标。
挖掘机液压系统介绍
挖掘机液压系统介绍概述挖掘机是一种常见的工程机械设备，主要用于土地平整、挖掘和运输等作业。
挖掘机的液压系统是其重要的工作部分，为其提供了动力和控制功能。
本文将介绍挖掘机液压系统的基本构成和工作原理。
液压系统构成挖掘机的液压系统主要由液压泵、液压马达、液压缸、液压阀等组成。
液压泵液压泵是挖掘机液压系统的动力源，负责将液压油从油箱抽吸并通过管路输送到液压执行元件。
液压泵分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵等多种类型，根据挖掘机的工作需求选择合适的液压泵。
液压马达和液压缸液压马达和液压缸是挖掘机液压系统的执行元件，液压马达通过液压油的压力驱动旋转以提供动力，液压缸则通过液压油的压力来推动挖掘机的臂、斗杆、铲斗等部件实现各种操作。
液压阀液压阀是挖掘机液压系统中的控制元件，根据操作需求控制液压油的流动方向、压力和流量。
常见的液压阀有单向阀、换向阀、溢流阀等多种类型。
液压系统工作原理挖掘机液压系统的工作原理主要包括液压动力传递和控制两个方面。
动力传递在挖掘机液压系统中，液压泵通过驱动电机带动转子旋转，通过吸入和压出动作将液压油从油箱吸入并排出到液压系统的工作回路中。
液压泵的排油口通过油管连接至液压元件，将液压油的液压能力传递给液压元件，从而实现液压系统的动力传递。
挖掘机液压系统的控制由液压阀完成。
液压阀控制液压油的流动方向、压力和流量，根据操作人员的指令来实现液压系统的各项功能。
液压阀通过电磁控制、机械控制或手动控制等方式来实现对液压系统的控制。
液压系统的优势挖掘机液压系统具有以下优势：1.动力输出平稳：液压系统通过液压油的压力传递动力，可以平稳地输出动力，避免机械传动中的冲击和震动。
2.调速性能好：液压系统可通过调节液压泵的转速和液压阀的开启度来控制系统的速度，实现精确的速度调节。
3.提供大扭矩和力矩：液压系统通过增加液压油的压力来提供大扭矩和力矩，适用于大功率的工作需求。
4.系统结构简单：挖掘机液压系统的结构相对简单，易于维修和保养。
挖掘机的液压系统及控制讲解
开式和闭式液压系统
• 请记住： • 闭式液压系统只能用于泵——马达。或者
说只能用于旋转运动的执行元件 • 开式液压系统可以用于泵——马达，也可
液压回路的合流
• 合流：一般用于双 泵和多泵系统中。 用合流阀或者使两 个回路中相应的换 向阀同时动作，让 两个泵同时向一个 执行元件供油以提 高该执行元件的运 动速度。
主控阀杆 泵1
合流阀杆 泵2
开式和闭式液压系统
• 液压系统有开式液压系统和闭式液压系统 两种。 开式液压系统油的流动
• 油箱——泵——控制阀——执行元件—— 控制阀——油箱 闭式液压系统油的流动
不同的回路。 1. 直动式：中低压系统 2. 先导式：高压系统
直动式安全阀 弹簧比较硬
先导式安全阀 弹簧比较硬
弹簧很软 液压油通过节流孔 时，在节流孔的前 后产生压力差△P △P=P－P′
直动式减压阀
液压油通过缝隙 产生压力降△P PC =PA－ △P
保持出口压力 稳定的措施
先导式减压阀 原理与先导式安全阀类 似，用于高压系统。
• 输出扭矩M（单位NM，牛米） M=△P × q ×η
其中△P为马达进出口压力差， η 为马达的机械 效率。 • 输出转速n（单位rpm，转/分钟）
n=Q ×η /q 其中η 为马达的容积效率。
液压控制阀
1. 流量控制阀 2. 压力控制阀 3. 方向控制阀
流量控制阀
• 主要控制流过管路的流量，通过对流量的控 制还可以对回路的压力产生一定影响。注意 节流会产生损失。
单向阀
选择阀（梭阀）
A1
A2
换向阀
T A
对于小型液压挖掘机机械结构及液压系统设计分析
对于小型液压挖掘机机械结构及液压系统设计分析摘要：在人们的日常生产生活中，挖掘机的使用越来越常见。
随着时间的推移，大型挖掘机在小范围场地工作时阻塞交通，噪音污染、能源浪费等问题随之产生。
因此小型液压挖掘机的开发与使用越来越受到人们的关注。
液压系统作为小型液压挖掘机最重要的组成部分，对其进行探究和分析具有十分重要的理论意义和现实意义。
关键词：小型挖掘机；机械结构；液压系统；设计1液压挖掘机小型液压挖掘机具有质量小、功能多、效率高、价格低、结构简单、保养维修方便等诸多优势，在城镇的管道开挖与铺设、修复路面、小型的基础建设、公共事业与房屋维修、栽培园林、清淤河道等情景下具有不可替代的作用。
在大型挖掘机无法施工的环境中，体型紧凑、行动便捷的小型挖掘机首当其冲，并在越来越多的领域发光发热。
小型挖掘机具有独特的液压动力系统，使得其可以安装更多辅助作业工具。
小型挖掘机相较于其他挖掘机具有尾部旋转半径为零的特点，在作业空间狭小的情况下，不必过多考虑是否阻碍挖掘机转动，这就使得驾驶员可以专注于前方铲斗的操作，大大降低了周围施工现场损坏建筑物以及自身的可能性。
小型挖掘机能够在很大的范围内摆动，得益于自身动臂与机身铰接的设计，这样的设计让小型挖掘机在周围有障碍物的情况下有了更多的操作空间，同时也减少了经常移动机身的麻烦，在墙壁或者围墙旁边进行挖掘工作也没有丝毫问题。
在运输方面，小型挖掘机更小的体型大大方便了它的运输，小型的运输工具就可以满足各个施工现场转移的需求，大大降低了机器的运输成本。
2小型挖掘机液压系统的基本动作2.1挖掘铲斗液压缸和斗杆液压缸均可推动液压杆执行挖掘动作，有时二者需同时工作进行挖掘。
当二者同时工作时，铲斗与斗杆有复合运动，必要时辅以动臂动作。
面对挖掘过程中“挖不动”情况时，液压系统短时增加压力，提高主要压力阀压力，继而将障碍物挖除。
2.2挖斗举臂回转第一个动作结束时，动臂液压缸推动动臂升起，挖斗提升，与此同时回转系统工作，旋转工作台转向卸料位置。
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2
(1 Schoo l ofM echan ica lEngineeri n g , Sou t h w est Jiao tong Un iversity , Chengdu S ichuan 610031, Ch i n a ;
2 Y i b i n S ichuan Push H eavy M achinery C o , LTD , Y i b i n S ichuan 644007, Ch i n a
1小型挖掘机液压系统分析
目前小型挖掘机的液压系统主要包括:节流控制系统(包括正流量控制、负流量控制、负载敏感控制系统(LS和与负载无关的流量分配系统(L UDV。
1 1节流控制系统
节流系统,采用定量泵或恒功率泵配合三位六通旁路节流多路控制阀,结构简单、耐用,对于油液的污染不特别敏感,成本较低且技术成熟,因此目前国内仍有大量小型挖掘机采用节流控制系统。
的速度,甚至迫使高负载执行元件停止。如图3中,
在非饱和区域高负载(25M Pa
速度迅速降低。
图2节流控制系统
的控制特性
图3节流系统多负
载间的影响
根据上述分析可知节流控制系统具有以下特点:(1控制与负载的变化有关;
(2高压、小流量时
控制范围较窄; (3负载之间相互影响; (4两个以上负载同时运动时,具有较高负载的执行元件可能会停止不动。
1 2负载敏感控制系统(LS
20世纪80年代根据对节能的进一步要求,负载敏感控制系统(LS被提出来,其原理如图4所示,其功率损失如图5
所示。
图4 LS控制系
统原理图
图5 LS控制系统
的功率损失
比较图1、5可知, LS控制系统(闭芯实现了按系统所需提供流量,因此虽然增加了低负载的节流损失,但减少了大量的溢流损失和节流损失,故LS控制系统的效率比节流控制系统高。
所示。
图6 L S闭芯系统
的控制特性
图7 LS闭芯系统多
负载间的影响
当系统处于非饱和状态时,即系统需求的流量超过泵供油能力的极限时,则无法保证p 1、p 2相等(最高负载回路上p小于低负载回路上的p ,故高负载执行元件速度会迅速降低直至停止,从而使挖掘机失去复合动作的协调能力,与节流系统相似。如图7中,在非饱和区域高负载(25M Pa速度迅速降低。
关键词:小型液压挖掘机;功率损失;控制特性; LUDV
中图分类号:TH137 3文献标识码:A文章编号:1001-3881(2010 16-053-2
The Analysis of H ydraulic Syste m inM ini Excavator
Z HANG Shuzhong 1
, WU W enha i 1
K eyword s :M ini hydraulic ex cavato r ; Powe r loss ; Con tro ll ability ; LU DV
小型液压挖掘机具有机动能力强、体积小、多功能作业等特点,适于各种土方量分散、作业范围狭窄的工况,如公路养护、园林绿化、小区建设、市政工程及农田建设等。近些年来得到高速发展, 2005年我国13t以下小型挖掘机的销量达到了11953台。在小型挖掘机的构成中,液压系统是其核心部件,既承担着能量转换的任务,又是人的肢体的延伸,以完成操作者的各种控制策略。而其能量损失和可控性是影响小型挖掘机性能的重要指标,故有必要对小型挖掘机液压系统的节能性和可控性进行研究。
2010年8月
第38卷第16期
机床与液压
M AC H I NE TOOL &HYDRAUL ICS
A ug 2010
V ol 38No 16
DO I :10. 3969/j issn 1001-3881 2010 16 019
收稿日期:2009-08-28
作者简介:张树忠(1980 ,男,博士研究生,主要从事机电液智能控制。电话:13194874774, E-m ai:l zszgo @
图6为LS闭芯系统的控制特性。由图6可知:LS控制系统的控制起点与负载和流量大小均无关,调速范围较大,而控制范围则与流量大小有关。两个执行元件的负载压力分别传至各自的压力补偿阀,其中较高的压力经梭阀再传送到变量泵,控制机构使泵按需提供流量。当处于饱和状态(泵能提供足够流量且p 1、p 2相等时,两个负载流量分配取决于开口节流面积A 1、A 2,可实现复小型挖掘机液压系统分析
张树忠1
,吴文海1
,蒋道成
2
(1西南交通大学机械工程学院,四川成都610031; 2四川宜宾普什重机有限公司,四川宜宾644007
摘要:针对小型液压挖掘机的工况特点,分析并比较小型液压挖掘机节流控制系统、负载敏感控制系统以及与负载无关的流量分配系统(LUDV的功率损失和可控性,表明LUDV系统是小型挖掘机液压控制系统最佳选择。
但节流控制系统存在大量的节流损失和溢流损失,系统效率较低、发热量大,需要较大的冷却器,见图1。
由图2可知,
多负载并联时其控制起点及控制范
图1节流控制系统
的功率分配
围与负载、流量、阀的行程都有着必然的关系,如负载压力大时,多路阀阀芯的调速区减小,挖掘机动作粗暴。图3反应了负载间的影响,在非饱和区域内(系统需求流量超过泵供油能力,低负载执行元件会降低高负载执行元件
Abstrac t :B ased on t he w ork i ng character i sti cs o f m i ni hydrauli c excav ator , pow er loss and contro llability of throttli ng contro l
syste m, l o ad sens i ng con tro l syste m and l o ad undependent flo w distributi on syste m (LUDV we re ana l y zed and co m pared . The result is tha t LUDV is t he best cho i ce f o r m i ni hydrau lic ex cava t o rs .