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SWE50型机电一体化液压挖掘机-液压系统(动臂部分)设计

SWE50型机电一体化液压挖掘机液压系统(动臂部分)设计摘要:本人的设计主要致力于分析和设计小型液压挖掘机的液压系统,本液压挖掘机的优点是采用伺服先导操纵系统,造型美观,论文对挖掘机的各种工况进行了分析,系统总结了挖掘机液压系统的设计要求。

课题以企业为依托。

小型挖掘机由多个系统组成,包括液压系统,传动系统,操纵系统,工作装置,底架,转台,油箱,发动机安装等。

本液压挖掘机的优点是采用伺服先导操纵系统,造型美观,具备挖掘,抓物,钻孔,推土,清沟和破碎等功能。

性能可靠,操作舒适,可广泛应用于建筑,市政,供水,供气,供电农林建设等工程。

本课题选择了国内的质量和技术性能都接近设计要求的5t挖掘机作为基型,并在此基础上研究了国外的先进机型,设计出挖掘机的液压系统方案图,总体装配图以及相应的部件图和零件图,并对动臂机构部分进行了设计,设计了动臂机构原理图,动臂机构液压缸。

图纸基本采用Auto CAD二维软件绘图。

关键词:挖掘机;液压系统;液压泵;液压阀Desing of the SWE50Type of the Hydraulic System(the Part of MovableArm)of Hydraulic ExcavatorWith Electromechanical I ntegratiomAbstractt:My design is mainly dedicated to the analysis and design of small hydraulic excavator hydraulic system.This hydraulic excavator has the advantage of the servo pilot control system,handsome in appearance,the paper excavator various conditions were analyzed,the syst em summari zes the mining hydraulic system design requirements.Subjects rely on the enterprise.Excavator by a number of system components,including hydraul ic systems,transmission systems,control systems,equipment,chassis, turntable,fuel tanks,engine installation.The advantages of hydraulic excavators is the use of servo pilot control system,handsome in appearance,with mining,grasping objects,drilling,earth moving,cl ear communication and breaking other functions.Reliable,comfortable operation and can be widely used in construction,municipal,water,gas,electricity and construction agriculture and forestry projects.The topi cs chosen for the national quality and technical performance are close to the design requirements of the5t excavator as the base type,and on this basis,the advanced study of foreign models,design of hydraulic excavator system plan diagram,assembly drawing and the corresponding overall parts diagrams and parts diagram,and the boom part of the design age ncies,design agency Schematic boom,boom cylinder body.The basic two-dimensional drawings using Auto CAD drawing software.Keywordss:excavator;hydraulic pumps;hydraulic valves;hydraulic system1前言液压挖掘机是一种多功能机械,目前被广泛应用于水利工程,交通运输,电力工程和矿山采掘等机械施工中,它在减轻繁重的体力劳动,保证工程质量。

加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。

由于液压挖掘机具有多品种,多功能,高质量及高效率等特点,因此受到了广大施工作业单位的青睐。

液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。

挖掘机液压传动紧密地联系在一起,其发展主要以液压技术的应用为基础。

其结构主要是由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成,由于挖掘机的工作条件恶劣,要求实现的动作很复杂,于是它对液压系统的设计提出了很高的要求,其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。

因此,对挖掘机液压系统的分析设计已经成为推动挖掘机发展中的重要一环。

所以,液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种,对于减轻工人繁重的体力劳动,提高施工机械化水平,加快施工进度,促进各项建设事业的发展,都起着很大的作用,因此,大力发展液压挖掘机,对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。

1.1课题设计要求1.1.1使用要求小型挖掘机主要用于城市、狭窄地区,代替人力劳动。

主要作业是挖掘、装载、整地、起重等,用于城市管道工程、道路、住宅建设、基础工程和园林作业等。

小型挖掘机体积小,机动灵活,并趋向于一机多能,配备多种工作装置,除正铲、反铲外,2还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲等,以满足各种施工的需要。

与此同时,发展专门用途的特种挖掘机,如低比压、低嗓声、水下专用和水陆两用挖掘机等。

总之它是一种多用途万能型的城市建设机械。

由于这种机械的特点很靠近人,因此在设计上除了要求耐久性、可靠性和作业效率等,还需着重考虑人、机、环境的协调,特[1]别要注意以下几点:(1)安全性即机械作业过程中不要与周围的人和物相碰撞,防倾翻稳定性好。

(2)低公害即排放要求高、低震动、低噪音,声音要比较悦耳。

(3)与周围环境能调和,形象要美观,形体和色彩不要引起人们不愉快感,对人有亲和感。

(4)尽量扩大其使用功能,可装多种附属装置,应成为城市万能型工程机械。

(5)操纵简便,任何人一学就会,都能操纵。

1.1.2性能要求小型挖掘机具有中型挖掘机的多项功能,又具有便于运输、能耗低、灵活、适应性强等优势,非常适用于空间狭小的施工场地作业,而且价格低、质量轻、保养维修方便,所以在小型土石方工程、市政工程、路面修复、混凝土破碎、电缆埋设、自来水管道的铺设、园林栽培等工程中得到了广泛的应用。

由于满足基本的挖掘、装载、整地、起重等功能外,必须考虑到工作空间小(人力所不能至)、地形复杂、方便操作、可控,目前市场对小型挖掘机性能要求如下:(1)改进挖掘机可控性和控制精确性以及复合动作。

(2)简化液压系统、降低成本,达到大作业量与低油耗的动态平衡。

(3)改进工作可靠性。

(4)改进驾驶操作舒适性及降低劳动强度,提高单位生产率。

(5)改进操作安全性。

(6)低振动、低噪音适用生活区工作。

1.2国内外研究现状及发展动态1.2.1国外研究状况及发展动态工业发达国家的挖掘机生产较早,法国、德国、美国、俄罗斯、日本是斗容量3.5-40m³单斗液压挖掘机的主要生产国,从20世纪80年代开始生产特大型挖掘机。

例如,美国马利昂公司生产的斗容量50-150m³剥离用挖掘机,斗容量132m³的步行式拉铲挖掘机;B-E(布比赛路斯-伊利)公司生产的斗容量168.2m³的步行式拉铲挖掘机,斗容量107m³的剥离用挖掘机等,是世界上目前最大的挖掘机。

从20世纪后期开始,国际上挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。

(1)开发多品种、多功能、高质量及高效率的挖掘机。

为满足市政建设和农田建设的需要,国外发展了斗容量在0.25m³以下的微型挖掘机,最小的斗容量仅0.01m³。

另外,数量最的的中、小型挖掘机趋向于一机多能,配备了多种工作装置——除正铲、反铲外,还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、振捣器、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲等,以满足各种施工的需要。

(2)迅速发展全液压挖掘机,不断改进和革新控制方式,使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、无线电遥控、电子计算机综合程序控制(3)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,提高挖掘机的作业功率,更好地发挥液压系统的功能。

(4)更新设计理论。

提高可靠性,延长使用寿命。

美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论,以替代传统的无限寿命设计理论和方法,并将疲劳损伤累积理论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机的强度研究方面,促进了产品的优质高效率和竞争力。

(5)加强对驾驶员的劳动保护,改善驾驶员的劳动条件。

液压挖掘机采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室,安装可调节的弹性座椅,用隔音措施降低噪声干扰。

(6)进一步改进液压系统。

中、小型液压挖掘机的液压系统有向变量系统转变的明显趋势。

液压技术在挖掘机上普遍使用,为电子技术、自动控制技术在挖掘机的应用与推广创造了条件。

(7)迅速拓展电子化、自动化技术在挖掘机上的应用。

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机上应用和推广,并已成为挖掘机现代化的重要标志。

1.2.2国内研究情况及发展动态早在1954年我国就已开始生产机械式挖掘机,当时的抚顺重型机器厂(抚顺挖掘机厂前身)引进前苏联的机械式挖掘机W10012和W5012等国际20世纪30-40年代的产品。

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