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WY20液壓挖掘機液壓系統設計
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  • WY20液壓挖掘機液壓系統設計摘要院 本文介紹了 WY20 液壓挖掘機液壓系統設計方法和思路,對挖掘機工作動作進行分析,確定液壓系統,選取合適的液壓元 件及附件,校驗液壓系統性能,設計出性能可靠的挖掘機液壓系統。
    關鍵詞院 液壓;挖掘機;系統設計

    0 引言
    我國中國處于工業社會向信息社會過渡的加速轉型 期,隨著我國大力發展經濟,將需要大量的液壓設備。本文 設計的液壓系統具有工作可靠、成本低、效率高、維護使用 方便等特點。
    1 挖掘機液壓系統的主要參數
    1.1 挖掘機的工作動作分析 圖 2
    液壓挖掘機的工作流程:動臂升降→斗桿收放→鏟斗

    裝卸→轉臺回轉→整機行走,以及其它輔助動作(如圖1
    所示)。除了輔助動作不需要全功率驅動,液壓挖掘機的主 要動作采用全功率驅動。

    p1-液壓缸的工作腔壓力;
    p2-液壓缸的回油腔工作壓力;
    A1= ∏D -液壓缸無桿腔的有效面積; 4
    A2= 1∏(D2-d2)-液壓缸有桿腔的有效面積;
    4
    D-液壓缸內徑或活塞直徑; d-活塞桿直徑;


    液壓缸的最大工作壓力;




    1.動臂升降 2.斗桿收放 3.鏟斗裝卸 4 .平臺臺回轉 5.整機行走
    圖 1 液壓挖掘機的工作過程圖
    1.2 選定系統壓力
    表 1 幾類機械常用的系統壓力








    在不影響系統使用下,結合考慮系統性能和生產成本。 根據表 1,確定本系統壓力為 30MPa,生產成本為最佳。
    1.3 計算液壓缸選擇本設計采用雙作用單活塞桿油缸,示意圖如圖 2。
    當無桿腔為工作腔時 有桿腔為工作腔時

    F-液壓缸的最大外負載;
    液壓缸的機械效率,一般取 0.9~0.97。 根據以上公式,需先選取回油腔壓力,即背壓 P2 和桿徑比 d/D,確定液壓缸尺寸。表 2 所列為根據回路特點選取背壓的經驗數據。
    表 2 背壓經驗數據

    回路特點 背壓(MPA) 回路特點 背壓(MPA)
    回油路上設有節流閥
    0.2~0.5
    采用補油泵的閉 式回路

    1~1.5
    回油路上有背壓閥或調速閥
    0.5~1.5
    由表 2 選取 P2 為 0.5。 挖掘機液壓缸回程時工作載不大,所以選擇往返速比 i=2 的液壓缸。根據挖掘機挖掘形態如下,可見挖掘時主要是斗桿缸作用,此處選取鏟斗缸計算。


    a 壓整地面 b 鏟斗保持一定角度切削
    圖 3





    l2,lB-力臂,見上圖; Fg-斗桿缸作用力;
    Fmax-最大挖掘力(90kN)。
    根據資料,先取 lB/l2=3,則 Fg=270kN。
    再代入初選系統壓力30MPA,又 i=2,則 A1=2A2,則可 計算出
    無桿腔面積 A1=0.01253m2 D=127mm
    有桿腔面積 A2=0.00627m2
    根據機械設計手冊選取工程用缸 HSG L-φ140/100, 行程 S=12D=1680mm,尺寸 L1=500+1680=2180mm,其它缸 取與此缸相同。
    1.4 計算液壓泵排量 泵的壓力計算:
    設計液壓系統時,泵的壓力高于系統壓力10%-30%
    為宜[5]。因此:PB=P(1+30%)取 PB=35MPa。泵所需的流量計算: 根據資料定缸的伸縮速度 vmax=4000mm/min Qmax=仔(R2-r2)v=3.14(0.72-0.52)×40=30.14 L/min
    ...
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