对于小型液压挖掘机机械结构及液压系统设计分析_李正虎.pdf
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1、AUTO TIME 113 AUTOMOBILE DESIGN|汽车设计 时代汽车1引言从上世纪 90 年代以来,小型挖掘机进入中国市场后,以其功能多、施工效率高、机身质量小、购入成本低、结构简单、维修保养便利等优点,快速的抢占了挖掘机大部分市场,取代了大中型挖掘机在市场的主导地位。小型液压挖掘机在整机设计上保留了通用挖掘机的结构特征,设计为底盘、工作装置、上部平台三部分,上部平台的主要元件选择液压油缸、液压泵、液压阀设计而成。其动力主要由液压系统提供,液压系统根据功能分为执行装置系统、整机回转装置系统及行走系统,设计时用到的主要部件有动臂、铲斗和斗杆。随着我国中小企业的快速发展,小型液压挖掘
2、机应用到各类中小型工程建设施工中,为社会的建设和经济的发展做出了突出的贡献。2小型液压挖掘机机械结构2.1结构组成根据市场上常见的小型液压挖掘机,其整机结构主要由底盘、工作装置、上部平台三大部分组成,工作装置主要由动臂、铲斗、斗杆构成。工作装置由液压系统控制。液压系统由先导油源阀组及基本回路组成。先导油源阀组部分设计用到的构件包括过滤器、溢流阀、测试接头、插装式二位三通电磁换向阀、阀体几何等。2.2结构问题传统的小型液压挖掘机液压系统在设计上未考虑到负载压力、功率及流量变化在系统中的信息反馈。由于系统在运转状态下不能及时收到负载压力、功率及流量变化等信息反馈,补偿器就无法准确的判断液压系统工作
3、所需要的准确的流量和压力。在挖补荷载恒定的情况下,这种结构设计在实际工作中并没有太多的障碍。但外部荷载存在变化,且变化较大时,液压系统的工作状态不稳定,在待机状态下就需要一个准确的压力、流量及控制阀信号,根据机身及系统运行状态调整液压泵自动转压。这就导致挖掘机工作状态下调速难度较大,且调速过程中存在较大的能量损耗,增加了燃油损耗率。同时,受系统调控影响,挖掘及效率也有所降低。对于驾驶者而言,这种系统设计增加了操作的难度。通过上述分析,可以看出传统的小型液压挖掘机结构及系统设计存在以下缺陷:李正虎王广贞小松(中国)投资有限公司济宁分公司山东省济宁市272023摘 要:近些年,我国加强了对制造业数
4、字化转型升级发展的推动,提出制造业与新一代信息技术融合发展,制造生产智能化产品。在这种背景下,挖掘机设计及制造也面临着智能化的转型升级。液压系统在小型挖掘机中的应用,对于推动其智能化、信息化发展和提高小型挖掘机制造水平有着重要的意义。基于此,本文主要就小型液压挖掘机机械结构及液压系统设计做简要分析。关键词:小型液压挖掘机机械结构液压系统Design and Analysis of Mechanical Structure and Hydraulic System of Small Hydraulic ExcavatorLi Zhenghu,Wang GuangzhenAbstract:In r
5、ecent years,China has strengthened the promotion to the development of digital transformation and upgrading of manufacturing industry,and proposed the integration development of the manufacturing industry and a new generation of information technology,manufacturing and production intelligent product
6、s.In this context,the design and manufacture of excavators are also facing the transformation and upgrading of intelligence.The application of hydraulic system in small excavator plays an important role in promoting its intelligent and information development and improving the manufacturing level of
7、 small excavator.Based on this,this paper mainly on the small hydraulic excavator mechanical structure and hydraulic system design to do a brief analysis.Key words:small hydraulic excavator,mechanical structure,hydraulic system对于小型液压挖掘机机械结构及液压系统设计分析114 AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN|汽车设计(1)多部件执行操作难度大,共泵
8、工作影响挖掘机工作效率;(2)调速难度较大;(3)油耗高;(4)生产效率低;(5)驾驶操作强度大。2.3优化需求传统小型液压挖掘机设计优化需要解决油耗高、调度难度大、多部件共泵执行效率低、操作不便等问题。基于问题,笔者总结出以下结构及系统设计的优化需求:(1)负载敏感液压系统多执行部件共用泵需求;(2)负载敏感夜里补偿液压系统需求;(3)整机回转减轻液压冲击和振动的需求;(4)行走回路设计多档行驶调速的需求;(5)动臂、斗杆、铲斗液压回路操纵固定回路优化需求;(6)多执行部件同时操作减少油耗的需求;(7)系统主要元件散热优化;(8)简化操作,信息化驾驶控制的需要。2.4改后效果改造后的先导油源
9、阀组在挖掘机启动但不执行挖掘动作时,先导泵输出的液压油可通过另外一个溢流阀铜扣回流到挖掘机的油箱,解决了挖掘机启动状态下不执行挖掘动作液压油遗留及压力损耗的问题,优化了挖掘机整机工作的性能。此外,先导源油阀组对于先导泵能够起到保护效果,一方面降低了系统维护的成本,另一方面减少了燃油的损耗,节约了燃油成本。3液压系统的设计3.1设计要求2009 年 3 月份,ex3600-6 型号的液压挖掘及在工作状态下发生液压反铲下坑的问题。该型号的小型液压挖掘机机身质量小、购入价格低、应用场景广泛,适合大部分小型项目工程工作场景。其最高月产记录达 42.3 万立方米。ex3600-6 小型挖掘机发动机采用了
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