挖掘机液压辅助元件的使用于维护毕业论文

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1、 . 毕业设计(论文)题 目：挖掘机液压辅助元件的使用于维护系 别： 机 电 工 程 系 专 业： 工程机械的运用与维护 班 级： 机 械 3113 班 学生：指导教师：完成日期： 2013-11 陕 铁 院 教 务 处 制铁路工程职业技术学院2013 2014 学年第 一 学期毕业设计指导书系 别 机电工程系 专 业 工程机械运用与维护 班 级 机械3113班 指导老师 温银萍 审 核 2013年 11 月 10 日 机械3111-3班毕业设计指导书一、毕业设计目的：培养学生综合运用所学的理论知识、专业知识和基本技能，提高独立分析和解决实际问题的能力，培养优良的思维品质，进行综合素质教育的重

2、要途径，通过毕业设计（论文）的教学过程，培养学生综合运用多学科的理论、知识和技能，解决在工程实践中关于工程机械方面实际问题的能力；培养学生严肃认真的科学态度和严谨的工作作风；培养学生勇于实践、勇于探索和开拓创新精神。二、毕业设计题目与要求： 1、工程机械设备管理类： 此类题目应具体到项目甚至是项目的某一类结构施工，例如：西宝客专武功项目施工中的机械设备管理、青藏铁路沱沱河大桥施工中的机械设备管理等； 紧密结合该项目设备管理的实际情况以确保论文容的真实和原创性； 论文中要求学生从项目概况、本项目设备需求分析、本项目设备业务管理等多角度阐述本项目设备管理的容和过程。2、工程机械运用与维护类： 此类

3、题目应具体到设备型号或某种型号设备的一个总成，例如：HZS-60搅拌站的安装、调试与维护、QY-16起重机驱动桥的日常维护与故障诊断等； 紧密结合工地现有设备，确保设备资料的真实可靠性以与论文的质量与原创性； 论文中要求学生从设备或总成的基本技术状况、优缺点、日常维护容与方法、常见故障诊断等进行阐述。3、专用设备选型类：例如地铁一号线盾构机的选型 论文以项目为背景，结合项目实际情况深入分析，选型依据充分； 论文从此类设备的种类、规格、特点、适用场合、项目的特点（包括水文地质等条件）进行分析，给出设备选型的充分依据。4、其他类型的题目： 如果学生有紧密结合顶岗企业且与机械专业密切相关的有价值题目

4、，可与指导教师联系，经指导教师同意，教研室批准，可完成自拟题目，必须确保论文的真实和原创性。三、毕业设计要求：对学生的基本要求：1、学生应高度重视毕业设计工作，严格要求自己，自觉遵守学习纪律和各项规章制度，注意人身安全和财产安全。保质保量的按时完成毕业设计任务。2、毕业设计期间，实行考勤制度。一般不准请假，确因特殊情况需要请假时，按有关规定办理，并经指导教师同意。学生缺勤（包括病、事假）累积超过毕业设计时间1/3以上者，取消答辩资格，不予评定成绩，须重新补做。3、必须独立完成毕业设计，一旦发现套用和抄袭他人成果者，按作弊论处。对学习不努力、不认真、敷衍了事、回避指导，未完成各阶段任务与严重违纪

5、者，指导教师有权不推荐其参加毕业答辩。4、在毕业设计期间，每隔两周主动联系指导老师汇报毕业设计完成情况，可通过当面接受指导， 、语音视频、联系方式进行。对毕业设计字数要求：毕业设计正文字数（不少于8000字）。毕业设计（论书）的书写格式：（一）页面设置：纸：A4（21*29.7cm）幅面。1、页边距设置： 上（T）：3.2cm下（B）：2.8 cm左（L）：2.5 cm右（R）：2.5 cm2、页眉2.2cm，页脚2.0cm；行间距：20磅。（二）、字体和字号：字体大小行间距间 距对齐章标题宋体（黑体）小三20磅30磅居中一级标题宋体（黑体）四号20磅前18磅、后12磅左对齐二级标题黑体13磅

6、20磅前后12磅左对齐三级标题黑体小四20磅前后6磅左对齐下一级子目录宋体小四20磅首行缩进2字符两端对齐正文宋体小四20磅首行缩进2字符两端对齐注：以上参数在“样式和格式”与“段落”中设置（三）、章节编号层次 采用分级阿拉伯数字编号方法。第一级为“1.1”、“2.1”、“3.1”等；第二级为“1.2.1”、“2.1.1”、“3.1.3”等；第三级为“1.2.1.1”、“2.1.1.2”、“3.2.1.1”等，序号均左顶格编排，一般不超过四级。（四）、图、表、公式的序号 统一采用1-1、2-5、5-10的字样，前面数字为章号，后面数字为图、表、公式在本章的序号。（五）、表 格1、表序与标题应用

7、五号黑体写在表格上方居中，表序与标题之间留一个汉字的空格；表身容用五号宋体，单倍行间距；表注与说明小五号宋体；2、文中表格统一规定：表格的边框采用粗线1磅，栏目线、辅助线采用细线0.5磅。（六）、参考文献书写顺序主编，书名，出版年份（最新）（七）、关键词关键词为3-5个。并将关键词，摘要，标题翻译成英文。上交资料要求：1、毕业设计交打印版原稿2份和电子稿（电子版文件存放于“班级-班序号-”的文件夹中，并压缩）。2、装订顺序：毕业设计封面、任务书、设计说明书、论文封面、论文、指导书、评审表一（指导老师用）、评审表二（评阅人用）、答辩情况记录（答辩小组用），毕业设计总成绩评定表。学生答辩要求：1、

8、 准备2份打印稿毕业设计和论文。2、 答辩时间是每个同学10分钟。3、 每位答辩同学准备10页以的PPT电子演示文稿。四、附表 毕业设计时间安排详表序 号主要容时 间选 题2013年11月9日2013年11月16日搜集资料、方案确定2013年11月17日2013年11月21日 毕业设计与论文写作2013年11月21日 2013年12 月 25日指导老师评阅评阅人评阅2013年12月25日2013年12月30日答辩与成绩评定2013年12月25日2013年12月30日 袁吉 南黄河2013年 11月 9 日目 录1 绪论1.1 选题意义11.2 挖掘机与其液压技术概述11.3 国外研究现状21.

9、4 挖掘机发展趋势32 挖掘机液压系统辅助元件的使用2.1 挖掘机液压系统辅助元件52.2 挖掘机液压系统的辅助元件的使用62.2.1 蓄能器62.2.2 滤油器72.2.3 油箱82.2.4 其他辅助元件（油管接头等）93 挖掘机液压辅助元件的维护3.1挖掘机液压系统分析133.1.1 挖掘机的液压系统原理图133.1.2 系统工作循环分析143.1.3 主要液压元件在系统中的作用153.2液压元件的选用163.2.2 液压阀的选用163.2.4 辅助元件的选用175 结论致绪论1.1选题意义液压挖掘机作为一类快速、高效的施工机械愈来愈被人们所认识。据统计，国主要23家主要挖掘机制造公司20

10、09年挖掘机市场总计销售各级别挖掘机约95,000台，同比2008年大幅增长23%，再次创造中国挖掘机年度销量记录。挖掘机的发展与液压技术密不可分，二者相互促进，一方面，液压技术是现代挖掘机的技术基础，另一方面，挖掘机的发展又促进了液压技术的提高。挖掘机的液压系统复杂，其性能的优劣决定着挖掘工作性能的高低，可以说目前液压传动的许多先进技术都体现在挖掘机上。近年来，有关挖掘机液压系统方面的文献并不少见，但文献的容大多针对某一专题进行研究，系统地论述现代液压挖掘机液压系统的论文却较少，因此研究挖掘机液压系统具有重要的现实意义和理论意义。1.2 挖掘机与其液压技术概述挖掘机的发展史可追溯到 19 世

11、纪三四十年代。美国实施西部大开发工程催生了以蒸汽机作为动力，模仿人体大臂、小臂和手腕构造，能行走和扭腰的挖掘机。随后的一百多年中，挖掘机并没有得到很大发展，其原因一是当时的工程主要是国土开发、大规模的筑路和整修场地等，平面作业较多，使铲土运输机械成为当时的主力机种，二是挖掘机作业装置动作多、运动围大、采用多自由度机构，机械传动难以适应这些要求，而当时的液压技术还不成熟，不能大规模地应用到实际工业中。随着社会的不断进步，工程建设和施工形式逐渐向土木施工方向发展，同时液压技术也逐步得以完善，这些因素的变化反过来又促进挖掘机的不断更新换代。20 世纪 40 年代有了在拖拉机上配装液压铲的悬挂式挖掘机

12、，50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机，60 年代，当液压传动技术成为成熟的传动技术时，液压挖掘机进入了推广和蓬勃发展吉阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快（见表 11），产量猛增。19681970年间液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的 83%，目前已接近 100%，所谓挖掘机在现代主要是指液压挖掘机，机械式挖掘机已很少见，液压传动技术为挖掘机的发展提供了强有力的技术支撑。液压传动是挖掘机的重要组成部分之一，目前常用的传动方式有机械传动、电力传动和流体传动。流体传动包括液体传动和气体传动，液体传动又分为液压传动和液力传动。所谓液压传动是指在密闭的回路中，利用液体的

13、压力能来进行能量的转换、传递和分配的液体传动。在现代工业中液压传动技术几乎应用于所有机械设备的驱动、传动和控制，如操纵车辆转向和制动，控制和驱动飞机、机床、工程机械、农业机械、采矿机械、食品机械和医疗机械等1.3 国外研究现状我国挖掘机生产起步较晚，从 1954 年挖掘机厂生产第一台机械式单斗挖掘机至今，大体经历了测绘仿制、自主研发和发展提高三个阶段。新中国成立初期，以测绘仿制前联 20 世纪 3040 年代的机械式单斗挖掘机为主，开始了我国的挖掘机生产历史，由于当时国家经济建设的需要，先后建立起十多家挖掘机生产厂，到 20 世纪 80 年代末，我国的中小型液压挖掘机已形成系列，但总的说来，我

14、国的挖掘机生产批量小，产品质量不稳定，与国际先进水平相比，差距较大。改革开放以来，生产企业积极引进、消化、吸收国外先进技术，促进了我国挖掘机行业的发展，目前国产液压挖掘机的产品性能指标已达到 20 世纪 80 年代的国际水平，部分产品达到了 90 年代的水平。国外挖掘机生产历史较长，液压技术的不断成熟使挖掘机得到全面发展。德国是世界上较早开发研制挖掘机的国家，1954 年和 1955 年德国的德马克和利渤海尔两家公司分别开发了全液压挖掘机；美国是继德国以后生产挖掘机历史最长、数量最大、品种最多和技术水平处于领先地位的国家；日本挖掘机制造业是在二次大战后发展起来的，其主要特点是在引进、消化先进技

15、术的基础上，通过大胆创新发展起来的；国是液压挖掘机生产的后起之秀，20 世纪 70 年代开始引进技术，由于产业政策支持，很快进入国际市场，并已挤入国际液压挖掘机的主要生产国之一。20 世纪 60 年代，挖掘机进入成熟期，各国挖掘机制造商纷纷采用液压技术并与其它技术相结合，使产品的适应性得到较快发展，产品寿命和质量不断提高操纵更加舒适，产品更加节能。例如美国卡特彼勒公司 1995 年以后推出的 300B系列液压挖掘机，采用一种命名为 maestro 的系统，通过载荷传感液压装置，控制发动机的输出功率，实现与液压泵的严格匹配。Maestro 控制面板在机型上安装两种功率模式和四种工况状态，允许用户

16、自行决定功率工况模式。再如国现代公司生产的 ROBEX450-3 型液压挖掘机，有四种功率模式，通过集成化的电子控制系统自动确定最佳的发动机转速和液压泵的输出参数，使得发动机、液压泵的速度与液压系统压力与实际工况相适应，从而获得最高的生产率和最佳的燃油消耗。此种技术在日本小松、日立建机、神钢、国大宇重工、德国的利渤海尔、英国的 JCB等公司均得到普遍应用，代表了当代液压挖掘机的最高水平。1.4 挖掘机发展趋势随着液压挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化方向发展，挖掘机对液压技术的要求不断提高并呈现如下特点：（1）迅速发展全液压挖掘机并进一步改进液压系统。中、小型液压挖掘机的液

17、压系统有向变量系统转变的明显趋势。因为变量系统在油泵工作过程中，压力减小时用增大流量来补偿，使液压泵功率保持恒定，亦即装有变量泵的液压挖掘机可经常性地充分利用油泵的最大功率；当外阻力增大时则减少流量（降低速度），使挖掘力成倍增加；采用三回路液压系统，产生三个互不成影响的独立工作运动，实现与回转机构的功率匹配，将第三泵在其他工作运动上接通，成为开式回路第二个独立的快速运动。液压技术在挖掘机上的普遍使用，为电子技术、自动控制技术在挖掘机上的应用与推广创造了条件，液压、电子和自动化技术日益结合，共同促进挖掘机的控制性能不断提高。挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、

18、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。在危险地区或水下作业采用无线电操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现了挖掘机作业操纵的完全自动化。20 世纪 70 年代，为了节省能源消耗和减少对环境的污染，使挖掘机的操作更加轻便和安全作业，降低挖掘机噪音，改善驾驶员工作条件，电子和自动控制技术逐步应用在挖掘机上。随着对挖掘机的工作效率、节能环保、操作轻便、安全舒适、可靠耐用等方面性能要求的提高，机电一体化技术在挖掘机上得以广泛应用，并使其各种性能有了质的飞跃。20 世纪 80 年代，以微电子技术为核心的高新技术，特别是微机、微处理器、传感器和检测仪表在挖掘机上的应用，推动了电子控制技术在挖掘

19、机上应用和推广，并已成为挖掘机现代化的重要标志，亦即目前先进的挖掘机上设有发动机自动怠速与油门控制系统、功率优化系统、工作模式控制系统、监控系统等电控系统。所有这一切，都是挖掘机的全液压化奠定的基础并为挖掘机的全面发展创造了美好的前景。（2）重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度。例如美国林肯贝尔特公司新 C 系列 LS-5800 型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统，可自动调节流量，避免了驱动功率的浪费，还安装了 CAPS（计算机辅助功率系统），提高了挖掘机的作业功率，更好地发挥液压系统的功能；日本住友公司生产的 FJ 系列五种新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算

20、机辅助功率控制系统，利用精控模式选择系统，减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗，并延长了零部件的使用寿命；德国奥加凯（O&K）公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；日本神钢公司在新型的 904、905、907、909 型液压挖掘机上采用智能型控制系统，即使无经验的驾驶员也能进行复杂的作业操作；德国利勃海尔公司开发了 ECO（电子控制作业）的操纵装置，可根据作业要求调节挖掘机的作业性能，取得了高效率、低油耗的效果；美国卡特匹勒公司在新型 B系统挖掘机上采用最新的3114T型柴油机以与扭矩载荷传感压力系统、功率方式选择器等，进一步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。国大

21、宇公司在 DH280 型挖掘机上采用了 EPOS 即电子功率优化系统，根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，即发动机始终以全功率运转，这样既充分利用了发动机的功率、提高挖掘机的作业效率，又防止了发动机因过载而熄火。摘要液压系统中的辅助装置是指那些既不直接参与能量转 换，也不直接参与方向、压力、流量等控制的在液压系统 中必不可少的元件或装置，对系统的动态性能、工作稳定 性、工作寿命、噪声和温升等有直接影响。主要包括油管、 管接头、过滤器、蓄能器、压力计与压力计开关、油箱等。 其中油箱需根据系统要求自行设计，其它辅助装置则已标 准化，由专业生产制造厂

22、制造为标准件，可以直接选用。关键词 液压系统 辅助装置液压辅助装置Auxiliary components for hydraulicAuxiliary device in the hydraulic system are those not directly involved in energy conversion, essential in the hydraulic system components or devices are not directly involved in the direction, pressure, flow control, have a direct

23、effect on the dynamic performance of the system, work stability, service life, noise and temperature rise. Including tubing, pipe fittings, filter, accumulator, pressure gauge and pressure gauge switch, oil tank. The tank should be designed according to the system requirement, other auxiliary equipm

24、ent have been standardized, manufacturing plant for standard parts by the professional production, can be directly used.2液压辅助元件的使用2.1液压辅助元件箱、热液压系统中的辅助元件，是指保证系统正常工作所需要的辅助装置。如蓄能器、滤油器、油交换器、管件等等，对系统的动态性能、工作稳定性、工作寿命、噪声和温升等都有直接的影响，必须予以重视。其中除了油箱需要根据系统的要求自行设计，其它辅助元件都做成标准件，供设计时选用。2.2.1 蓄能器蓄能器是一种能够把油液的压力能储存起来

25、，并在需要时释放出来供给系统能量的装置。功用和分类1、功用 蓄能器的主要功用是储存油液多余的压力能，并在需要时释放出来。在液压系统中蓄能器常用来： (1)在短时间供应大量压力油液：实现周期性动作的液压系统，在系统不需大量油液时，可以把液压泵输出的多余压力油液储存在蓄能器，到需要时再由蓄能器快速释放给系统。(2)维持系统压力：在液压泵停止向系统提供油液的情况下，蓄能器能把储存的压力油液供给系统，补偿系统泄漏或充当应急动力源，使系统在一段时间维持系统压力，避免停电或系统发生故障时油源突然中断所造成的机件损坏。(3)减小液压冲击或压力脉动：蓄能器能吸收压力脉动和减小液压冲击，所以常常在液压泵附近设置

26、一个蓄能器。2.分类 蓄能器主要有充气式、弹簧式和重锤式三类。其中充气式又包括活塞式和皮囊式两种，它们的结构简图和特点重锤式蓄能器，因体积庞大，结构笨重，运动惯性大，反应迟钝，只在少数据大型设备上使用。表2.1 蓄能器和种类和特点二、使用和安装蓄能器在液压回路中的安放位置随其功用而不同：吸收液压冲击或压力脉动时宜放在冲击源或脉动源近旁；补充油液或保持系统压力时宜放在尽可能接近有关的执行元件处。安装和使用蓄能器须注意如下几点：(1)充气式蓄能器中应使用惰性气体(一般为氮气)，允许工作压力视蓄能器结构形式而定，例如，皮囊式为3.532MPa。(2)不同的蓄能器各有其适用的工作围，例如，皮囊式蓄能器

27、的皮囊强度不高，不能承受很大的压力波动，且只能在-2070的温度围工作。(3)皮囊式蓄能器原则上应垂直安装(油口向下)，只有在空间位置受限制时才允许倾斜或水平安装。(4)装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定。(5)蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，供充气、检修时使用。蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停车时蓄能器储存的压力油液倒流。2.2.2 滤油器一、功用、类型与结构特点1.功用 滤油器的主要功用是过滤混在油液中的各种杂质，控制油液的洁净程度，降低进入系统中油液的污染，以保证系统正常地工作。2.类型 （1）滤油器按其滤心形式的不同可分为：网式滤油器、线隙式滤油器、纸芯式滤油器、烧结式

28、滤油器和磁性式滤油器等。（2）滤油器按精度的不同可分为：粗滤油器、普通滤油器、精滤油器和特精滤油器四种。（3）滤油器按其过滤机制可分为：表面型滤油器、深度型滤油器和吸附型滤油器三种。3、各类滤油器的结构特点(1)网式滤油器：由上、下端盖和开有若干孔的微形骨架等组成。油液通过滤网进入滤油器，再从上盖管口处进入系统。这种滤油器的滤心材料具有均匀的标定小孔（一般为铜网），可以滤除比小孔尺寸大的杂质，其过滤精度取决于铜网的网孔大小和铜网的层数（一般过滤精度为0.04-0.13mm,压力损失不超过0.025Mpa）。这种滤油器是一种粗滤油器, 属表面型滤油器。特点：结构简单，通油能力强，压力损失小，便于

29、清洗，但过滤精度较低，且由于污染杂质积聚在滤心表面上，因而很容易被阻塞住。(2)线隙式滤油器：由端盖、壳体、带孔眼的筒形骨架和绕在骨架外部的金属绕线组成。油液从进口流入滤油器，经绕线间的间隙、骨架上的孔眼进入滤芯中，再由出口进入系统。这种滤油器的滤心材料为多孔可透性材料，部具有曲折迂回的通道。这种滤油器利用金属绕线间的间隙来过滤的，大于表面孔径的杂质直接被截留在外表面，较小的污染杂质进入滤材部，撞到通道壁上，由于吸附作用而得到滤除。过滤精度取决于间隙的大小（有30m、50m、80m三个精度等级，额定流量为6-25L/min）。线隙式滤油器有吸油管用和压油管用两种，吸油管式过滤精度为0.05-0

30、.1mm,通过额定流量时压力损失小于0.02Mpa；压油管式过滤精度为0.03-0.08mm,通过额定流量时压力损失小于0.06Mpa。这种滤油器是普通滤油器, 属表面型滤油器。特点：结构简单，通油性能好，过滤精度较高，所以应用比较广泛，但不易于清洗，滤芯的强度差，多用于中、低压系统中。(3)纸芯式滤油器：结构和线隙式滤油器基本一样，不同点只是用低芯代替了线隙式滤芯。这种滤油器的滤芯分三层，外层为粗眼的钢板网，中间为折叠的滤纸（折叠的平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸，厚0.35-0.7 mm），层是由金属丝与滤纸一并折叠制成的。这种滤油器有10m和20m两种规格，压力损失为0.01-0.04

31、Mpa。特点：这种滤油器结构紧凑，过滤精度高，通流能力大，但这种滤油器滤芯强度较低，堵塞后也无法清洗，需要定其更换滤芯（装有污染指示器，提示更换滤芯），一般用于精过滤系统。 (4)烧结构式滤油器：由端盖、壳体、滤芯组成，这种滤油器的滤心材料是由颗粒状铜粉烧结而成，是利用铜粉颗粒之间的微孔滤除油液中的杂质。过滤精度取决于粒度铜粉颗粒的大小和滤芯的厚度，过滤精度在10-100m之间，压力损失为0.03-0.2Mpa。特点：过滤精度高，滤芯强度好，耐压耐腐蚀，制造简单，性能稳定；不足之处是较难清洗，而且金属颗粒容易脱落，一般用于精过滤系统。(4)磁性式滤油器：滤心由永久磁铁制成，能吸住油液中的铁屑、

32、铁粉、可带磁性的磨料。这种滤油器结构非常简单，是由几块磁铁组成的，主要用来去除油液中铁质微粒，对其它杂质不起作用，所以常与其它滤油器组合成复式滤油器使用，对加工钢铁件的机床液压系统特别适用。二、主要性能指标滤油器的主要性能指标有过滤精度、通流能力、纳垢容量、压降特性、工作压力和温度等，最主要的指标是过滤精度。1.过滤精度 过滤精度是指滤油器所能过滤掉的杂质颗粒的最大尺寸（用杂质颗粒平均直径d表示），它表示滤油器对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力，用绝对过滤精度、过滤比和过滤效率等指标来评定。不同类别的液压系统对过滤精度的要求也不同，工作压力越高，过滤精度的要求也越高。过滤精度推荐值表系统类别润

33、滑系统传动系统伺服系统工作压力/MPa02.51414p2121 21过滤精度/m100 2550 25 10 5国产滤油器的精度系统列为：1、3、5、10、20、30、50、80、100、180m，分为粗（100m以上）、普通（10-100m）、精（5-10m）、特精四级（1-5m）。2.通流能力（过滤能力） 是指在一定压差下允许通过滤油器的最大流量。3、压降特性 是指油液通过滤油器滤芯时所产生的压力损失。一般来说，在滤芯尺寸和流量一定的情况下，滤心的过滤精度愈高，压降越大；在流量一定的情况下，滤芯的有效过滤面积越大，压降愈小；油液的粘度越大，流经滤芯的压降也越大。滤油器所能允许的最大压力降

34、，取决于滤芯的强度，应以滤芯元件不发生结构性破坏为原则。4.纳垢容量 是指滤油器在压力降达到规定限值之前，可以滤除并容纳的污染物数量。滤油器的纳垢容量愈大，使用寿命愈长，所以它是反映滤油器寿命的重要指标。一般来说，滤心尺寸愈大，即过滤面积愈大，纳垢容量就愈大。增大过滤面积，可以使纳垢容量至少成比例地增加。5.工作温度和压力 液压系统中滤油器在工作时要能承受一定的压力，滤芯不不致破坏；在系统工作温度下滤油器有要稳定的工作性能和抗腐蚀性。三、选用和安装1.选用 选用滤油器时，要考虑下列几点：(1)过滤精度应满足预定要求。(2)能在较长时间保持足够的通流能力。(3)滤心具有足够的强度，不因液压力的作

35、用而损坏。(4)滤心抗腐蚀性能好，能在规定的温度下持久地工作。(5)滤心清洗或更换简便。因此，滤油器应根据液压系统的技术要求，按过滤精度、通流能力、工作压力、油液粘度、工作温度等条件选定其型号。2.安装 滤油器在液压系统中的安装位置通常有以下几种：(1)要装在泵的吸油口处：泵的吸油路上一般都安装有表面型滤油器，目的是滤去较大的杂质微粒以保护液压泵，此外滤油器的过滤能力应为泵流量的两倍以上，压力损失小于0.02MPa。(2)安装在泵的出口油路上：此处安装滤油器的目的是用来滤除可能侵入阀类等元件的污染物。其过滤精度应为1015m，且能承受油路上的工作压力和冲击压力，压力降应小于0.35Mpa，应能

36、通过压油管路的全部流量。同时安装安全阀以防滤油器堵塞。(3)安装在系统的回油路上：这种安装可以滤除油液流回油箱前的杂质，起间接过滤作用。一般与过滤器并连安装一背压阀，当过滤器堵塞达到一定压力时，背压阀打开。(4)安装在系统分支油路上：这种安装方式比较经济。(5)单独过滤系统：大型液压系统可专设一液压泵和滤油器组成独立过滤回路。液压系统中除了整个系统所需的滤油器外，还常常在一些重要元件(如伺服阀、精密节流阀等)的前面单独安装一个专用的精滤油器来确保它们的正常工作。注意：一般滤油器只能单向使用，所以一般应安装在油液单向通过的地方。2.2.3 油 箱一、功用和结构油箱1吸油管2滤油网3盖4回油管5上

37、盖6油位计7，9隔板8放油阀1.功用 油箱的功用主要是储存油液，此外还起着散发油液中热量(在周围环境温度较低的情况下则是保持油液中热量)、释放出混在油液中的气体、沉淀油液中污物等作用。2.结构 液压系统中的油箱有整体式和分离式两种。（1）整体式油箱：利用主机的腔作为油箱，这种油箱结构紧凑，各处漏油易于回收，但增加了设计和制造的复杂性，维修不便，散热条件差，且会使主机产生热变形。（2）分离式油箱：单独设置，与主机分开，减少了油箱发热和液压源振对主机工作精度的影响，因此得到了普遍的采用，特别在精密机械上。油箱的典型结构如图3-1所示。由图可见，油箱部用隔板7、9将吸油管1与回油管4隔开。顶部、侧部

38、和底部分别装有滤油网2、液位计6和排放污油的放油阀8。安装液压泵与其驱动电机的安装板5则固定在油箱顶面上。此外，近年来又出现了充气式的闭式油箱，它不同于图6-1开式油箱之处，在于油箱是整个封闭的，顶部有一充气管，可送入0.050.07MPa过滤纯净的压缩空气。空气或者直接与油液接触，或者被输入到蓄能器式的皮囊不与油液接触。这种油箱的优点是改善了液压泵的吸油条件，但它要求系统中的回油管、泄油管承受背压。油箱本身还须配置安全阀、电接点压力表等元件以稳定充气压力，因此它只在特殊场合下使用。二、设计时的注意事项油箱属非标件，常常根据需要来设计，在设计时需考虑以下几点：1.油箱的有效容积(油面高度为油箱

39、高度80%时的容积)：应根据液压系统发热、散热平衡的原则来计算，这项计算在系统负载较大、长期连续工作时是必不可少的。但对于一般情况来说，油箱的有效容积可以按液压泵的额定流量qp(L/min)估计出来。经验公式： V=q 式中：V为油箱的有效容积(L)；q为液压泵的总额定流量；为与系统压力有关的经验系数：低压系统=24，中压系统=57，高压系统=612。2.设计油箱结构时应注意的事项：（1）吸油管和回油管应尽量相距远些，两管之间要用隔板隔开，以增加油液循环距离，使液有足够的时间分离气泡，沉淀杂质，消散热量。隔板高度最好为箱油面高度的3/4。（2）吸油管入口处要装粗滤油器。精滤油器与回油管管端在油

40、面最低时仍应没在油中，防止吸油时卷吸空气或回油冲入油箱时搅动油面而混入气泡。回油管管端宜斜切45，以增大出油口截面积，减慢出口处油流速度，此外，应使回油管斜切口面对箱壁，以利油液散热。管端与箱底、箱壁间距离均不宜小于管径的3倍。粗滤油器距箱底不应小于20mm。（3）为了防止油液污染，油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加滤油网。防止油箱出现负压而设置的通气孔上须装空气滤清器。空气滤清器的容量至少应为液压泵额定流量的2倍。油箱回油集中部分与清污口附近宜装设一些磁性块，以去除油液中铁屑和带磁性颗粒。（4）为了易于散热和便于对油箱进行搬移与维护保养，按GB376683规定，箱底离地至少应在1

41、50mm以上。箱底应适当倾斜，在最低部位处设置堵塞或放油阀，以便排放污油。按照GB376683规定，箱体上注油口的近旁必须设置液位计。滤油器的安装位置应便于装拆。箱各处应便于清洗。（5）油箱中如要安装热交换器，必须考虑好它的安装位置，以与测温、控制等措施。（6）分离式油箱一般用2.54mm钢板焊成。箱壁愈薄，散热愈快；大尺寸油箱要加焊角板、筋条，以增加刚性。当液压泵与其驱动电机和其它液压件都要装在油箱上时，油箱顶盖要相应地加厚。（7）油箱壁应涂上耐油防锈的涂料。外壁如涂上一层极薄的黑漆(不超过0.025mm厚度)，会有很好的辐射冷却效果。铸造的油箱壁一般只进行喷砂处理，不涂漆。 2.2.4 其

42、它辅件一、油管1、分类：液压系统中使用的油管种类很多，有钢管、铜管、尼龙管、塑料管、橡胶管等，须按照安装位置、工作环境和工作压力来正确选用。油管的特点与其适用围见下表：液压系统中使用的油管种 类特点和适用场硬管钢管能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，但装配时不能任意弯曲；常在装拆方便处用作压力管道，中、高压用无缝管，低压用焊接管合黄铜管性质柔软，装配时弯曲不如紫铜管，强度较紫铜管高，可承受较高的压力，铜管直径小，适用于流量不大的中、低压系统紫铜管性质柔软，易弯曲成各种形状，强度较低，承压能力一般不超过6.510MPa，抗振能力较弱，又易使油液氧化；适用于中、低压系统中，通常用在液压装置

43、配接不便之处软管尼龙管乳白色半透明，加热后可以随意弯曲成形或扩口，冷却后又能定形不变，承压能力因材质而异，自2.5MPa至8MPa不等塑料管质轻耐油，价格便宜，装配方便，但承压能力低，长期使用会变质老化，只宜用作压力低于0.5MPa的回油管、泄油管等橡胶管高压管由耐油橡胶夹几层钢丝编织网制成，钢丝网层数越多，耐压越高，价昂，用作中、高压系统中两个相对运动件之间的压力管道低压管由耐油橡胶夹帆布制成，可用作回油管道2、计算：为减少油液流过管路时的损失，管道与连接部分要有合适的尺寸、光滑的壁、合适的长度等，油管的规格尺寸(管道径和壁厚)可由下式算出d、后，查阅有关的标准选定。 式中：d为油管径mm；

44、q为管流量m3/s；v为管中油液的流速m/s(吸油管取0.61.2m/s；压油管取36m/s(压力高、管道短、粘度小时取大值，反之取小值)；回油管取1.52.5m/s；短管与局部收缩处取57m/s；为油管壁厚mm；p为管工作压力MPa；b为管道材料抗拉强度；n为安全系数，对钢管来说，p7MPa时取n=8，7MPap17.5MPa时取n=6，p17.5MPa时取n=4。油管的管径不宜选得过大，以免使液压装置的结构庞大；但也不能选得过小，以免使管液体流速加大，系统压力损失增加或产生振动和噪声，影响正常工作。在保证强度的情况下，管壁可尽量选得薄些。薄壁易于弯曲，规格较多，装接较易，采用它可减少管系接

45、头数目，有助于解决系统泄漏问题。二、接头管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式连接件，它必须具有装拆方便、连接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、压降小、工艺性好等各项条件。管接头的种类很多，其规格品种可查阅有关手册。液压系统中油管与管接头的常见的有焊接式管接头、卡套式管接头、扩口式管接头、软管式管接头、快换式管接头等，其连接方式如下表所示。管路旋入端用的连接螺纹采用国家标准米制锥螺纹(ZM)和普通细牙螺纹(M)。锥螺纹依靠自身的锥体旋紧和采用聚四氟乙烯等进行密封，广泛用于中、低压液压系统；细牙螺纹密封性好，常用于高压系统，但要采用组合垫圈或O形圈进行端面密封，有时也可用紫铜垫圈。液

46、压系统中的泄漏问题大部分都出现在管系中的接头上，为此对管材的选用，接头形式的确定(包括接头设计、垫圈、密封、箍套、防漏涂料的选用等)，管系的设计(包括弯管设计、管道支承点和支承形式的选取等)以与管道的安装(包括正确的运输、储存、清洗、组装等)都要慎审从事，以免影响整个液压系统的使用质量。液压系统中常用的管接头研究发展：国外对管子材质、接头形式和连接方法上的研究工作从未间断。近年来出现一种用特殊的镍钛合金制造的管接头，它能使低温下受力后发生的变形在升温时消除，即把管接头放入液氮中用心棒扩大其径，然后取出来迅速套装在管端上，便可使它在常温下得到牢固、紧密的结合。这种“热缩”式的连接已在航空和其他一

47、些加工行业中得到了应用，它能保证在4055MPa的工作压力下不出现泄漏。三、压力表液压系统中各工作点上的压力一般都是用压力表来观测，以便于根据需要进行控制和调整。压力表的种类很多，最常见的有弹簧弯管式压力表（见教材P129图6-15），压力油进入金属弯管时，弯管变形而曲率半径加大，通过杠杆使扇形齿轮摆动，与扇形齿轮啮合的小齿轮带动指针转动，在刻度盘上指出数字。压力表精度等级：是压力表最大误差占量程的百分数。（一般机床上原压力表用2.5-4级精度即可）。压力表精度越高，误差越小，一般选用压力表的量程为系统最高工作压力的1.5倍。压力表必须立式安装。四、压力表开关压力表开关是用来接通或切断压力表油

48、路的，防止系统压力突变而损坏压力表。压力表开关按它所测量点的数目不同分为一点、三点、六点几种；按连接方式不分为板式和管式两种。液压系统正常工作后，则应切断压力表与系统油路的通道。测压接头、管夹等与油箱等，它们同样十分重要。3挖掘机液压辅助元件的维护3.1挖掘机液压系统分析3.1.1 挖掘机的液压系统原理图3.1.2 液压系统工作循环分析根据挖掘机的作业要求，液压系统应完成挖掘，满斗提升回转，卸载和返回工作循环。上述工作循环由系统中的一般工作回路实现。（1） 通常以铲斗缸或两者配合进行挖掘；必要时配以动臂动作。操纵多路阀组14中的换向阀2处于右位，此时铲斗缸活塞伸出，推动铲斗挖掘。或者同时操纵换

49、向阀14-7使两者配合进行挖掘。必要时操作换向阀14-1，使处于右位或左位，则来油进入动臂缸，使动臂上升或下降以配合铲斗缸和斗杆缸动作，提高挖掘效率。（2） 动臂上升：操纵换向阀14-1处于右位，动臂上升。（3） 回转：操纵换向阀14-3处于左位或右位，则来油进入回转马达驱动马达带转台转向卸土处。（4） 卸载：操纵换向阀14-6控制斗杆缸，调节卸载半径；然后操纵换向阀14-2处于左位，使铲斗缸活塞回缩，铲斗卸载。为了调整卸载位置还要有动臂缸的配合。此时是斗杆缸和铲斗复合动作，兼以动臂动作。（5）动臂下降：操纵换向阀14-1处于左位，使动臂缸完成上升动作。3.2主要液压元件在系统中的作用完整的液

50、压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向

51、阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、油管与管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。液压系统结构液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。液压动力部分采用回路图方式表示，以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选

52、择。在分析和设计实际任务时，一般采用方框图显示设备中实际运行状况。 空心箭头表示信号流，而实心箭头则表示能量流。基本液压回路中的动作顺序控制元件（二位四通换向阀）的换向和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以与溢流阀的开启和关闭。 对于执行元件和控制元件，演示文稿都是基于相应回路图符号，这也为介绍回路图符号作了准备。根据系统工作原理，您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为0，则与其相关的控制元件标识符则为1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数，则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。 不仅应对液压回路进行编号，也应对实际设备进行编号，以便发现系统故障。DIN

53、 ISO1219-2标准定义了元件的编号组成，其包括下面四个部分：设备编号、回路编号、元件标识符和元件编号。如果整个系统仅有一种设备，则可省略设备编号。实际中，另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号，此时，元件编号应该与元件列表中编号相一致。 这种方法特别适用于复杂液压控制系统，每个控制回路都与其系统编号相对应它是以液压油为工作介质，通过动力元件（油泵）将原动机的机械能变为液压油的压力能，再通过控制元件，然后借助执行元件（油缸或油马达）将压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动，且通过对控制元件遥控操纵和对流量的调节，调定执行元件的力和速度。当外界对上述系统有扰动时，执行元件

54、的输出量一般要偏离原有调定值，产生一定的误差。液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的的优劣，系统的污染防护和处理，而最后一点尤为重要。近年来我国国液压技术有很大的提高，不再单纯地使用国外的液压技术进行加工。3.3 液压辅助元件的选用（1） 油管.由于系统工作压力高，所以在系统中没有相对运动的管路中选用无缝钢管，它能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，装拆方便，所以适合用在高压管道。在系统中有相对运动的压力管道选用高压橡胶管。（2） 管接头.在采用无缝钢管的管路中，管接头采用锥密封焊接式管接头，他除了具有焊接头的优点外，由于它的O形

55、密封圈装在锥体上，使密封有调节的可能，密封更可靠。工作压力为34.5MP工作温度为-25+80摄氏度。在橡胶管的接头处选用扣压式胶管接头，安装方便，与钢丝编织胶管配套总成，适合在油温为-30+80摄氏度的环境工作。（3） 密封装置.在液压系统中密封装置非常重要，它是用来防止工作介质泄露与外界灰尘和异物的侵入，以保证系统建立起必要的压力，使其能够正常工作。密封装置应满足在一定的压力.湿度围具有良好的密封性能。密封装置和运动件之间的摩檫力要小，摩檫系数要稳定，抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，磨损后在一定程度上能自动补偿，结构简单，使用维护方便，价格低。其于以上几点，在有相对运动且有摩

56、檫的元件上使用Y型密封圈，其截面小，结构紧凑。且Y型密封圈能随压力增高而增大，并能自动补偿磨损。在相对摩檫不严重或无相对摩檫的元件上用O型密封圈，其结构简单，容易制造，密封性能好，摩檫力小，安装方便。（4） 滤油器.在液压系统中，不允许液压油含有超过限制的固体颗粒和其他不溶性赃物。因为这些杂质可以使间隙表面划伤，造成部泄露量增加，从而降低效率增加发热。这些杂质还会使阀芯卡死，小孔或缝隙堵塞，润滑表面破坏，造成液压系统故障，胶状物和淤渣等杂质，将会引起元件粘着，酸类还将加速运动件的腐蚀和使油液进一步恶化。因此要采用滤油器对油液进行过滤，以保证油液质量符合标准。因此选用网式滤油器安装在泵吸油管上，

57、这种滤油器压力损失不超过0.04MPa，结构简单，流通能力大，可以满足泵的流量，清洗方便。4.计算公式4.1油箱容积计算按公式 2 204页公式5-2确定油箱容积V-油箱的有效容积-液压泵的流量-经验系数 取=1.5=0.162油箱外形选择1：1：1，长宽高均取600mm=0.2164.2油管尺寸计算（1）油缸用油管根据5 238页 公式（9-16）式中-油管径m-管中流量-管中流速代入数据得=0.01908m=19mm=0.027mm所以选择的钢（2）液压泵用压油管代入数据=0.03028m所以选择的钢管回油管取1=0.045656m所以选取5结论液压技术具有独特的优点，如:液压技术具有功率

58、重量比大，体积小，频响高，压力、流量可控性好，可柔性传送动力，易实现直线运动等优点；气动传动具有节能、无污染、低成本、安全可靠、结构简单等优点，并易与微电子、电气技术相结合，形成自动控制系统。因此，液压气动技术广泛用于国民经济各部门。但是近年来，液压气动技术面临与机械传动和电气传动的竞争，如：数控机床、中小型塑机已采用电控伺服系统取代或部分取代液压传动。其主要原因是液压技术存在渗漏、维护性差等缺点。为此，必须努力发挥液压气动技术的优点，克服缺点，注意和电子技术相结合，不断扩大应用领域，同时降低能耗，提高效率，适应环保需求，提高可靠性，这些都是液压气动技术继续努力的永恒目标，也是液压产品参与市场

59、竞争是否取胜的关键。 液压产品技术发展趋势 由于液压技术广泛应用了高科技成果，如：自控技术、计算机技术、微电子技术、可靠性与新工艺新材料等，使传统技术有了新的发展，也使产品的质量、水平有一定的提高。尽管如此，走向21世纪的液压技术不可能有惊人的技术突破，应当主要靠现有技术的改进和扩展，不断扩大其应用领域以满足未来的要求。其主要的发展趋势将集中在以下几个方面。致在设计完成之际，我向给予我莫大帮助的老师和同学，大学三年一直默默支持和关心我的亲人和朋友，表达由衷的感。感温银萍老师，在设计上她给予我精心的指导，她严谨的治学态度，渊博的学识，深邃的思想和远见卓识，引导我一步一步进入复杂的设计中去。我的设计是在导师的悉心指导下完成的，从设计选题、资料收集、设计框架、一直到最后定稿，她都倾注了大量的心血，在此谨向导师表示诚挚的意。同学的热情鼓励与互相帮助、领导的亲切关怀以与亲朋好友的大力支持使我最终完成学业，再次向关心和支持我的所有老师、同学和领导表示深深的意25 / 26