对于小型液压挖掘机机械结构及液压系统设计分析
小型液压挖掘机液压和工作系统的设计
本科生毕业论文（设计）小型液压挖掘机液压系统和工作装置设计The design of small hydraulic excavator hydraulic system and device学生姓名：班级：学号：学院：机械科学与工程学院专业：机械工程及自动化指导教师：摘要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CAD2004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。
本文对小型液压挖掘机做了简要介绍，分析了液压挖掘机的主要动作，并根据动作要求设计了挖掘机的液压系统和工作装置。
同时对回转装置、行走装置和各液压缸的参数进行初步估算。
此液压系统采用液压先导控制，性能可靠，操纵强度低。
关键词：挖掘机；液压系统；工作装置；液压缸AbstractThe subject of graduation design is a small hydraulic excavator hydraulic system and device. Design concept is based on the various parts of the movement of hydraulic excavators requirements, taking into account the other same type hydraulic excavator design.Working device structure diagram and Hydraulic system diagram used AutoCAD2004 drawing.Mainly by the structure of small hydraulic excavator parts, covering parts, working devices,walking devices, rotating equipment, hydraulic systems, power system, electrical system parts, the most critical core is the hydraulic system and power systems. In this paper, a small hydraulic excavator gives a brief introduction, analysis of the major movements of hydraulic excavators and in accordance with movements to design the excavator hydraulic system and working devices. The same time, rotating equipment, walking equipment and the hydraulic cylinder parameters initial estimates. The hydraulic system adopts the hydraulic pilot control, reliable performance, manipulation of low intensity.Key words：Excavator;Hydraulic system ；Working device ；Hydraulic urn目录第1章绪论 (1)1.1 小型液压挖掘机简介 (1)1.2 国内外小挖的现状和发展情况 (3)1.2.1 国外现状和发展情况 (3)1.2.2 国内现状和发展情况 (3)1.3 本文拟达到的要求 (4)第2章小型液压挖掘机工作装置总体方案设计 (5)2.1 工作装置构成 (5)2.2 动臂和斗杆的结构形式 (8)2.3 铲斗的结构选择 (9)第3章工作装置基本尺寸计算 (12)3.1 铲斗参数的选择 (12)3.2 动臂和斗杆参数的确定 (12)3.2.1动臂和斗杆基本尺寸的选择 (12)3.2.2斗杆宽度、钢板厚度、许用应力的选取 (13)第4章工作装置挖掘力分析 (18)4.1 铲斗油缸和斗杆作用力的确定 (18)4.2 动臂油缸作用力的确定 (19)4.3 各液压缸实际作用力的确定 (20)第5章小型液压挖掘机液压系统概述 (21)5.1 小型液压挖掘机液压系统的基本组成及要求 (22)5.2 小型液压挖掘机的基本动作分析 (23)5.3 小型液压挖掘机的基本回路分析 (24)5.3.1 限压回路 (24)5.3.2 卸荷回路 (26)5.3.3 缓冲回路 (27)5.3.4 节流调速回路 (29)5.3.5 节流限速回路 (30)5.3.6 行走限速回路 (31)5.3.7 支腿顺序回路和锁紧回路 (32)第6章小型液压挖掘机液压系统分析 (34)6.1 液压系统原理图 (34)6.2 液压系统工作原理简述 (36)6.3 液压系统特殊部件作用 (36)6.4 液压系统参数确定 (37)6.4.1 确定液压系统的工作压力 (37)6.4.2 确定液压缸的主要参数和工作压力 (38)6.4.3 液压马达所需流量 (39)6.4.4 确定液压马达的排量和工作压力 (39)6.4.5 液压泵流量和输入功率的确定 (40)6.4.6 发动机功率的确定 (41)第7章液压缸的设计计算 (41)7.1 液压缸结构尺寸设计计算 (41)7.2 油缸强度计算 (44)7.3 油缸稳定性验算 (45)总结 (48)致谢 (49)参考文献 (50)第1章绪论就目前全球范围来看，挖掘机无论是在技术上还是市场上都很成熟了，像欧美那些工业发达国家的挖掘机需求和供应相对稳定。
小型液压挖掘机工作装置与液压系统的分析研究的开题报告
小型液压挖掘机工作装置与液压系统的分析研究的
开题报告
一、研究背景
随着工业化进程的推进，挖掘机已经成为各个领域必不可少的一种
工程机械。
其中，小型液压挖掘机由于其体积小、操作简便、适用范围
广泛，受到了越来越多消费者和企业的青睐。
小型液压挖掘机工作装置
和液压系统的研究，对提高其工作效率、降低成本和延长寿命具有非常
重要的意义。
二、研究内容
本研究主要包括小型液压挖掘机工作装置和液压系统的分析研究，
具体分为以下方面：
1.分析小型液压挖掘机工作装置的结构和工作原理，探讨其各个部
件的作用，包括液压泵、油缸、液压管路等等。
2.对小型液压挖掘机液压系统进行系统分析，包括研究其工作原理、工作过程、控制方式等等，以及对其故障排除和维护保养进行深入研究。
3.针对小型液压挖掘机的现状和市场需求，探讨如何提高其工作效率、降低成本和延长使用寿命，研究可能的改进措施和解决方案。
三、研究目标
本研究的目标是开展小型液压挖掘机工作装置和液压系统的分析研究，包括结构和工作原理的详细分析、系统分析以及维修保养方案的制定。
同时，我们的研究将采用一系列先进的技术手段和工程实践来实现
我们的目标，包括仿真分析、实验测试和现场调试等。
通过本研究，我们希望能够为小型液压挖掘机的设计、研发和生产提供技术支持和数据支撑。
同时，也希望通过我们的研究成果，为各行各业提高工作效率、降低成本和延长使用寿命提供参考和借鉴。
《2024年液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》范文
《液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》篇一一、引言随着工程机械技术的不断进步，液压挖掘机已经成为现代工程施工中不可或缺的重要设备。
液压挖掘机以其高效率、大功率及灵活的操作方式，在建筑、采矿、道路建设等工程领域中得到了广泛应用。
液压挖掘机的工作性能及工作效率在很大程度上取决于其工作装置与液压系统的设计。
因此，对液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、液压挖掘机工作装置设计液压挖掘机的工作装置主要包括动臂、斗杆和铲斗等部分，其设计直接关系到挖掘机的作业效率和作业质量。
1. 动臂设计：动臂是液压挖掘机的主要承重部件之一，其设计需考虑强度、刚度及重量等因素。
在设计中，应采用合理的截面形状和尺寸，以保证动臂在承受较大载荷时仍能保持足够的强度和刚度。
同时，动臂的设计还需考虑其重量的减轻，以降低整机的能耗。
2. 斗杆设计：斗杆是连接动臂和铲斗的部件，其设计需考虑与动臂和铲斗的配合精度及运动灵活性。
斗杆的设计应保证在各种工况下都能与动臂和铲斗协调工作，以实现高效的挖掘作业。
3. 铲斗设计：铲斗是直接与土壤或其他物料接触的部件，其设计需考虑斗体的形状、容积及开口大小等因素。
合理的铲斗设计可以提高挖掘作业的效率和质量，减少物料遗漏和浪费。
三、液压系统设计液压系统是液压挖掘机的核心部分，其设计直接影响到挖掘机的整体性能。
1. 液压系统组成：液压系统主要由液压泵、液压缸、阀组和控制装置等部分组成。
其中，液压泵提供动力，液压缸实现工作装置的运动，阀组和控制装置则负责控制和调节液压系统的压力、流量和方向。
2. 液压系统设计要点：在液压系统设计中，需考虑系统的稳定性、可靠性和经济性。
首先，要合理选择液压泵的类型和规格，以保证系统具有足够的动力和压力。
其次，要设计合理的阀组和控制装置，以实现对系统压力、流量和方向的精确控制。
此外，还需考虑系统的散热、过滤和防泄漏等问题，以保证系统的稳定性和可靠性。
小议液压挖掘机的控制系统及设计
行 的各种液压泵 原理图中 ，也都集成有多种功 司机室和机罩等 。 挖掘机三维造型设计的关键是金属结构件 能。 随着 液 压 技术 的发 展 ， 可能 在 泵 上 集成 更 有 的三维造型 ， 如动臂 、 斗杆 、 铲斗 、 回转平 台、 回 多的功能。 １ ． ５可变参数 控制 转支承、 行走机构和行走架等 ， 这些金属结构件 结构较为复杂 。 动 如 为使挖掘机更好地适应各种工况下 的负载 都是由多个零件焊接成形 ， 要求 ， 动力系统内部一些控制元件的设定参数 臂本体 由上板 、 下板 、 侧板、 加强筋板、 连接耳板 静态角度保证设计尺寸的正确性 ，机构运动仿 将不再是 固定值 ， 而是能随着挖掘机具体工作 和轴套等十多个零件焊接而成 ，这些单个零件 真则从运动 角度保证 设计 的合理性 和可靠性 。 状况而改变。 例如 ， 日 在 立建机生产 的 Ｅ Ｘ系列 结构一般 比较简单 。设计者根据零件的具体结 在设计阶段把许多原本要在样机试验时才能发 挖掘机上 ，负荷传感阋上的压力补偿器没定压 构 画出反映零件特征的二维草图 ，草 图一般由 多边形 、 圆弧线和圆等构 成封 闭的图形 。 现的问题 一一加 以解决，从而为企业带来实实 差 就能随工作状 况而改变 ， 增强 了挖掘机工作 直 线 、 在 在 的 技术 经 济 效 益 。 时的适应性。 可以预测 ， 在将来 的挖掘机动力系 将二维截面草图进行拉仲 、 旋转、 放样 、 倒角 ， 生 １ 压 挖 掘 机 的控 制 系统 分 类 液 统 中， 将会有更多的控制参数可 以调节 ， 从而使 成 三 维 图形 。最 后 将这 些 零 件 组 装并 通 过 布 尔 １Ｉ电液比例控制智能化 ． 运算等操作 ， 形成动臂 的三维实体模型。 三维造 挖掘机工作效率更高、 操纵更容易。 型最好采用参数化的草图建模方法 ，这样可以 进入 ２ Ｏ世纪 ９ Ｏ年代后 ， 随着计算 机技术 ：挖 掘机 零 部 件 的三 维 造 型 设 计 的发展 ． 电液比例控制更进一步“ 智能化” 电液 ． 挖掘机三维实体造 型包括所有零件 的三维 方便地实行零件的修改及变形设计 ，只要发现 可以容易地修改。 而且 比例泵和 比例阀的应用 日益增多 ，从而 出现 了 实体造 型， 总成和整机装配仿真。 挖掘机是 由金 某一尺寸和结构不合理 ， “ 能 液压挖掘机” 智 。这种智能化主要体现在 属结构 、 回转机构、 动力装置 、 动操纵机构 、 传 液 可以通过尺寸等修 改形 成其它挖掘机的建模 ， 以下 几个方面。 首先 ， 计算机 能够 自动监测液压 压系统和辅助设备等组成。 、 零 部件共计一千多 无须重新建模 ，为以后其 它挖掘机的设计 建模 系统和柴油机的运行参数 ， 如压力 、 柴油机转速 个 。尽管挖掘机零 、 零件模型不仅包含零 件的几何信息 ， 部件结构形式各不相同 ， 但 打下基础。 等 ，并能根据这些参数 自动控制整个挖掘机动 在计算机上进 行三维 实体造 型有一些 规 律可 还包含材料、 名称 、 精度等物理信息。就可被后 力系统运行在高效节能状态。 其次 ． 能够完成一 循 ， 一般过程如下 ： 创建草图一根据零件的基本 续 的质量特性计算 、动静干涉检查 、有 限元分 些半 自动操作 ， 如平地 、 斜坡 的修整等 ， 司机 特 征 和 附 加特 征 生 成零 件 的三 维 模 型一 依 照装 析 、 对 结构优化 、 系统 动力学 、 图面绘 制及制造等 的熟练程度要求降低 ．但工作质量却能够得到 配关系装 配零部件一形成整机装配仿真。 工 作 所共 用 。 大幅度提高。 第三 ， 够根据监测到的运行参数 能 ２１三维 造 型应 用 软 件和 基 本方 法 ． 挖掘机外观造型设计十分重要 ，是吸引用 进行故障诊断 ， 于挖掘机的维护。 便 这些功能 的 驾驶室 、 配重、 柴油箱 、 无论采用那家的三维 Ｃ Ｄ软件， Ａ 都可 以较 户非常重要的一个方面 。 出现， 使挖掘机性能得以大幅度提高。 好地完成挖掘机零 部件 的三维造型，三维造型 液压油箱和机罩等都采用曲面流线型设计 ， 驾 １ ． ２柴油机电喷控制 时 常用 以下 方法 ： 驶室宽 敞、 视野 良好 ． 造型新颖 。整个外形设计 在传统 的机械调速柴油机上 ， 喷油泵的循 ２１】 ．＿ 对形 状比较规则 的简单零 件 ， 利用三 应 给人一种赏心悦 目的感觉 。 环供油量 、 喷油提前角等都受到转速影响 ， 使柴 维软件 自带的标 准几何体（ ２３ Ｉ挖掘机配套件的三维造型 方形 、 圆柱 、 圆管、 圆 油机性能难以进一步提高 。在柴油机上应用电 锥 和球 、 沟槽 ） ， 库 直接生成零件实体 ， 如方板 、 挖 掘 机 的配 套 件主 要 有 ： 柴油 机 、 压 缸 、 液 喷控制后 ，可以使泵 的循环供油量和喷汕提前 光轴 、 轴套等 。 马达 、 阅组 、 减速 器和回转支承等 ， 由专业配 都 角不再受转速的影响，从而使挖掘机能够一直 ２１ ．． ２绘制最 能反 映零件 基本特征 的几何 套厂制造 ，一般只提供安装与连接尺 寸图纸和 工作在最佳状态 。 而且加快了响应速度。 开发柴 草图 ， 外轮廓简图。 准确 的配套件三维造型无 法构造。 经拉仲、 旋转生成三维实体。 油机电喷控制器是提高挖掘机节能性的一个重 ２１３ ．．沿路径配置的二维几何图形经扫描 ， 般把配套件作为一个整体 ，只对连接与安装 要 环节 。 位置的精确建模 ， 其他部分只作外轮廓造型。 挖 蒙皮生成 曲面形实体。 １ ． ３负荷传感控制将继续发展 ２１ 从草图人手建模。设计者根据设计的 掘机采 用的液压元件外形轮廓 比较规则 ，三维 ．４ ． 负荷传感 控制从 ２ 世纪 ７ Ｏ Ｏ年代开始 兴 要求用手勾画出理想 的结构形状 ，然后赋予每 建模 比较 简单 。 起 ，各工程机械液压件生产厂商纷纷推 出了一 条 曲线 以尺寸约束或几何约束 ，使曲线按照 ２ 挖掘机部件与整机的三维造型 ． ４ 系列有关产 品。这种系统具有 良 的节能性和 设计者的意图去更新交换 ，生成参数化特征的 好 完成 了所有零件 的三 维实体造型之后 ， 就 操纵性， 即使不熟练 的司机也能很快适应。 比例 实体建模。 从草 图人手建模很容易实现参数化 、 可以进行部 件与整机的装配仿真。整个流程先 流量分配 阀的出现进一步推动了负荷传感技术 标准化、 系列化设计 ， 是挖掘机最理想的建模方 从零件到部 件， 再从一级部 件到总成， 再往上直 在挖掘机上的应用 ，使挖掘机操纵性进 一步提 式 。 到整机。 即采用 自 下而上的倒树状层次结构法， 高， 解决了西方 国家 由于熟练司机的缺乏而带 ２ ．利用三维实体间的布尔运算（ 并 、 各级部件通过引用一系列下级零部件模型组装 ．５ １ 交、 来 的问题。 因此 ， 负荷传感控制挖掘机在发达国 补 ）将多个简单零件组合成一体 ， ， 生成新的实 而成 ，它不仅描述一个部件与下级零部件之间 家的需求将会进一步上升 。 体等等，且生成的实体模型均采用参数化特征 的装配从属关系，同时也记 录所属下级零部 件 １ ． ４多功 能 组 合 造型。 之同的装配定位关 系。 为提高挖 掘机性能 ， 各种节能措施的结合 ２ 挖掘机金属结构的三维造型 ． ２ 将更加广泛。 以往的系统 中， 在 液压泵上 已经集 台液压挖掘 机的零 部件有一千 多个 。 全
小型液压挖掘机液压和工作系统的设计
小型液压挖掘机液压和工作系统的设计液压系统是小型液压挖掘机中最重要的一部分。
它为机器提供了强大的工作能力和高效的动力，使它能够完成各种任务。
而液压系统的设计和工作方式则直接决定了小型液压挖掘机的性能。
在本文中，我们将会详细讨论小型液压挖掘机液压和工作系统的设计，以及如何保证其最佳性能。
液压系统的组成液压系统由多个不同的组件组成，包括液压泵、液压缸和控制阀。
在小型液压挖掘机中，液压泵负责将油液从油箱中抽出并送到液压缸中。
液压缸则用于推动机器各个部分的动作，例如旋转、移动和抓取等。
控制阀则负责控制液压缸的活动，以满足操作者的要求。
液压系统的工作原理液压系统的工作原理基于液压力学原理。
当液压泵开始运转时，其会将高压油液送入控制阀中。
控制阀会通过它的阀位来控制油液流向液压缸。
当油液流回油箱时，液压系统会形成封闭循环，以保证不断地供应油液给液压缸。
液压系统的设计液压系统的设计时，需要考虑以下几个方面：1. 液压泵的选择液压泵是液压系统中最重要的组件之一。
因此，在设计液压系统时，需要明确具体的任务需求，来选择适合的液压泵类型。
例如，如果需要完成大量挖掘工作，需要选用高流量的液压泵。
2. 液压缸的选择液压缸的选择需要考虑承受的载荷及工作环境等因素。
例如，在挖掘需要承受较大载荷的情况下，需要选择承载能力高的液压缸。
3. 控制阀的设计控制阀是液压系统中最复杂的一部分。
它需要确保在各种情况下，液压缸都能够精准地完成工作，以满足操作者的要求。
因此，需要特别关注阀门的压力损失和流量控制等因素。
4. 液压系统的调试和维护在液压系统的设计完成后，需要进行系统调试和维护，以确保系统达到最佳状态。
在调试过程中，需要注意液压系统中的各个部件间的协调性，并及时进行故障排除。
工作系统的设计小型液压挖掘机的工作系统设计通常由如下几部分组成：1. 主机系统主机系统包括液压泵、发动机、底盘和操作驾驶室等组成部分。
这些部分的协调工作是整个工作系统的基础。
挖掘机力士乐液压系统分析解读
挖掘机力士乐液压系统分析解读液压系统概述液压系统是挖掘机中非常重要的一个系统，它主要是利用流体（液体或气体）在传递压力时的性质来实现各种机械运动。
在挖掘机中，液压系统应用广泛，比如液压缸、液压马达、液压泵等等。
其中力士乐是液压系统领域的知名品牌，其液压系统在挖掘机中也常被使用。
液压系统由几个主要组件组成，例如：液压油箱、液压泵、压力控制阀、扭转控制阀、比例控制阀、液压缸、液压马达、油管、滤清器等。
液压系统配备了必要的仪器和仪表（如压力表、热表、流量表、温度计等）来监测系统的运行情况，以保证液压系统在正常情况下运行。
力士乐液压系统力士乐作为液压系统领域的专家，其液压系统在挖掘机中得到广泛应用。
力士乐液压系统由多个组件构成，其中主要包括：液压泵力士乐液压泵是一种可变转速、轴向柱塞机构的过量式泵。
它通过控制分配体的位置和角度来实现输出流量的连续调整，满足挖掘机在不同功率工况下的操作需要。
液压缸液压缸是力士乐液压系统中的重要组成部分，用于实现各种动作，例如：翻转、伸缩、升起、旋转等。
液压缸受到液压系统的压力控制，并且通过各种控制阀的控制来改变各种动作的速度和力度。
液压马达液压马达也是力士乐液压系统中的重要组件，它主要用于将油液转换成转速或扭矩用于实现各种动作。
控制阀液压系统中的控制阀作为控制油液流动的关键元件，可以实现对压力、流量和方向等参数的控制。
常见的控制阀有比例控制阀、分配阀、压力阀、单向阀等。
液压油箱液压油箱是力士乐液压系统中存储液压油的地方。
它可以作为油液的储备，也可以用来散热，从而保证液压系统的稳定运行。
力士乐液压系统的运行原理力士乐液压系统的运行是基于流体力学原理的。
当液压泵工作时，会在液压系统中形成一定的压力，将油液送入各个液压元件中，通过各种控制阀的开启和关闭来实现液压缸、液压马达的运作。
液压泵通过液压油箱中的油液提供能量，而液压缸和液压马达则将这些能量转化成机械动力。
液压缸的作用是将液压能转化为各种机械运动，例如：升起和下降、旋转等。
挖掘机液压系统设计
挖掘机液压系统设计挖掘机作为一种重型工程机械，广泛应用于土木工程、水利工程、矿山工程等领域。
其液压系统作为重要的动力传递和控制装置，对挖掘机的工作效率和性能起着至关重要的作用。
因此，挖掘机液压系统设计至关重要。
一、液压系统工作原理在挖掘机液压系统中，液压泵将机器的动力转换为液压能，通过管道输送至液压缸或液压马达，驱动斗杆、斗杆缸、斗杆滑板等机械部件运动。
同时，通过液压控制阀的调节，实现对液压系统的控制，如液压油的流量、压力等参数，从而控制挖掘机的动作。
二、液压系统设计要求1. 稳定性：挖掘机在工作时需要承受较大的载荷和冲击，因此液压系统设计要求稳定可靠，能够保证机器正常运行。
2. 效率：高效的液压系统设计可以提高挖掘机的工作效率，减少能源消耗，降低运行成本。
3. 灵活性：液压系统设计要求机器动作灵活，能够满足不同工况下的要求，提高挖掘机的适应性和操作性。
4. 安全性：液压系统设计应具备良好的安全性能，确保挖掘机在工作过程中不发生液压系统故障及相关事故。
三、液压系统设计步骤1. 确定液压系统工作压力：根据挖掘机的工作负荷和工作环境确定液压系统的工作压力，以保证系统正常工作。
2. 选择液压元件：根据液压系统的压力、流量等参数选择适合的液压泵、液压缸、液压马达等元件。
3. 设计液压管路：设计合理的液压管路，保证液压油的快速输送和减小压力损失，提高系统效率。
4. 配置液压控制阀：根据挖掘机的工作要求配置液压控制阀，实现对挖掘机动作的精确控制。
5. 系统集成测试：完成液压系统设计后进行系统集成测试，验证系统的稳定性、效率和安全性。
四、优化液压系统设计1. 采用先进的液压技术：挖掘机液压系统设计可以采用先进的液压技术，如负载敏感控制、节流阀控制等，提高系统的性能和效率。
2. 应用智能化控制：结合电子控制技术，实现液压系统的智能化控制，提高挖掘机的自动化程度和操作便利性。
3. 优化系统布局：合理布置液压元件和管路，减小系统的体积和重量，提高挖掘机的运行效率和操作舒适性。
小型液压挖掘机液压系统的设计
小型液压挖掘机液压系统的设计小型液压挖掘机作为一种多功能机械设备，其液压系统设计的好坏直接关系到其起重能力、操作稳定性、寿命等方面的优劣。
因此，设计一款可靠的小型液压挖掘机液压系统是十分关键的。
液压系统概述液压系统是指由液压泵、液压缸、液压阀等组成的一套液压设备，通过液体传递压力和能量来实现机械运动的一种动力传动系统。
在小型液压挖掘机中，液压系统是其动力来源，传送液压信号以控制其各项运动。
液压系统设计要求小型液压挖掘机的液压系统设计要求如下：•操作维护简单方便；•机械运行稳定可靠；•操作响应灵敏，控制精度高；•具有良好的抗污染性能；•可提供足够的动力使机械可以适应不同的工作环境和使用要求。
液压系统设计方案液压泵液压泵是液压系统中最重要的部件之一，其作用是将机械能转化为液压能，并将液体压力传递到液压缸以推动挖掘机进行各项活动。
在小型液压挖掘机液压系统设计中，我们选择了柴油机驱动的可变量齿轮泵作为其液压泵。
这种泵具有压力高、流量大、噪音低且可靠性高的特点。
液压阀液压阀是控制液压系统中液体的流量、压力和流向的重要设备，它的质量直接影响到小型液压挖掘机的运行效率和操作稳定性。
我们选择多路节流阀、安全阀、液压控制单向阀和手动控制阀等多种液压阀件作为小型液压挖掘机液压系统中的关键部件。
液压缸液压缸是将液压系统中液体动力转化为机械动力的核心部件，是小型液压挖掘机的重要承载部件。
在小型液压挖掘机液压系统设计中，我们选择了精密加工、铸铁质量优良的单作用液压缸来满足挖掘机的动力需求。
液压油箱液压油箱是小型液压挖掘机液压系统中的重要部分，也是液压系统的储存和散热设备。
我们选择具有优异散热和稳定性能的卧式液压油箱，以满足小型液压挖掘机在高温和高负荷环境下的稳定性能。
小型液压挖掘机液压系统设计是机器性能和使用寿命的关键配置之一。
通过科学合理的设计，在满足操作稳定、运行可靠、抗污染、精度高等要求的同时，让小型液压挖掘机具有了更好的适应性和灵活性。
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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。
此动作主要包括动臂和回转系统的配合运动。
2.3卸料回转
装置完毕，到达指定位置，斗杆液压缸推动斗杆调节卸料半径和卸料高度，
用铲斗液压缸工作完成卸料，此过程主要是斗杆液压缸和铲斗液压缸的共同动作，必要时辅以动臂液压缸。
2.4回转至原来位置
卸料结束，回转系统工作，反向回转至挖掘位置，同时动臂液压缸和斗杆液
压杆执行复合运动，准备重新进行挖掘动作。
2.5行走至下一工作地点
行走过程中可能将液压元件动作调整，要注意直线行驶，在装车运输和上下
卡车时，容易发生倾斜危险。
3挖掘机液压系统设计
3.1挖掘机液压系统的设计要求
液压挖掘机能够执行复杂动作，同时具有行走系统、回转系统、动臂系统、
斗杆系统、铲斗系统的多系统、多自由度工程施工机械。
这些系统在野外环境工
作时，常常面临启动、换向、制动、回转以及外界负载较大变化、冲击、摇摆、
振动频繁的状况。
因此挖掘机液压系统需要具备很高的设计要求，以保证工作效
率和工作年限，同时避免需要经常维修的问题。
根据以上液压挖掘机特点，对液压系统设计提出以下5点要求。
3.1.1动力性要求
在挖掘机发动机最大允许范围内，利用发动机功率让系统做更多的有用功，提高整体的挖掘效率，这需要液压系统与发动机之间优良的传动匹配。
面对不同情况，需要液压系统能给出不同的解决方式。
3.1.2操纵性要求
衡量液压系统设计好坏的重要方面就是具有很好的调速操纵控制性能。
一个好的液压系统可以准确反应驾驶员的操纵意图，并且准确反应在液压系统各个执行元件。
挖掘机面对不用的工作环境，面对的阻力各有不同，需要快速反应外界变化，依靠液压系统良好的调速性能，快速完成功率变化，从而完成生产要求。
操纵性能不仅体现在调速性要求，同时还要有复合操纵性要求。
复合操纵性要求具体体现在挖掘机在执行复合动作时，各个液压系统之间的相互配合程度。
因此如何在执行复杂运动，各执行机构同时运作时，快速反应到每个执行机构，并且各个机构之间不会互相影响，良好的复合操纵性能是衡量一个液压系统好坏的重要标准。
液压系统中的子系统在执行复杂运动时，要求合理分配系统流量，期间互不影响，共同完成主机的复杂动作要求。
就行走系统而言，左右行走马达可以实现单独运动，也需要完成共同运动，在挖掘机运输或者工作时，左右行走装置共同运动情况较多，这就着重考虑左右行走马达的直线行驶能力。
如果没有考虑到复合操纵性能，行走过程中，一边行走马达因为流量分配不均、速度降低，发生意外的可能性很大。
在执行非常艰巨的挖掘任务时，各工作系统以最大功率工作，将会导致液压系统供油量不足，高压工作系统动力不足，执行速度降低，甚至出现停机的情况。
在极端情况下，协调好系统液压油的优先供给顺序也是考验液压系统复合操纵性能的衡量标准。
3.1.3节能性要求
挖掘机在负荷工作时，工作时间大大增加，能源消耗大，其中因为执行系统
和管路中无效的能源消耗也会增加，为了更好地提高系统的工作效率，就要充分
考虑到一这部分无效的能源消耗，从这方面下手，充分考虑系统的节能性。
3.1.4安全性要求
挖掘机在野外工作环境恶劣，工作时负载变化大，情况不明确，要求液压系
统具有很好的保护措施，过载时要及时切断系统油路，防止负载过大时，对液压
执行元件产生的损害。
回转系统要设计缓冲回路，防止突然制动回转对回转系统
完成的冲击损坏，行走系统要安装行走限速回路，防止在下坡时，发生溜坡等危险。
3.1.5其他性能要求
应用标准的零部件和常见的液压元件，要方便挖掘机的维修，降低成本。
同
时在选择零部件时，尽可能选择耐久性比较好的产品，适用于野外工作。
面对不
同的工作环境，应有不同的标准，在城市施工时，要选择一些噪音小、振动不明
显的机型。
要尽可能改善驾驶室环境，提高驾驶人员的操作体验。
3.2挖掘机液压系统分析
3.2.1主要技术参数
额定工作压力16MPa，最大流量63l/min，最大负载力50000N。
3.2.2方案的拟订
（1）进一步分析挖掘机一个工作循环的4个工况，即挖掘、挖斗举臂回转、卸料、回转至原来位置。
确定每个工况下各个执行系统所要执行的动作，以及复
合动作。
（2）结合上述液压系统的设计要求，选择合适的液压元件。
（3）提出
一种拟订的液压系统方案，整体设计有效直观。
3.2.3拟定的液压系统
该液压系统为开式系统，单泵单回路系统。
共有7个执行元件，分别为动臂
油缸、铲斗油缸、斗杆油缸、回转马达和左右行走马达。
主控制阀为德国
Rexroth公司的LUDV系统，采用单泵变量系统，通过负载感应系统分配泵的排量，提高执行元件的运行速度。
参考文献
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