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WY20液压挖掘机液压系统设计
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  • WY20液压挖掘机液压系统设计摘要院 本文介绍了 WY20 液压挖掘机液压系统设计方法和思路,对挖掘机工作动作进行分析,确定液压系统,选取合适的液压元 件及附件,校验液压系统性能,设计出性能可靠的挖掘机液压系统。
    关键词院 液压;挖掘机;系统设计

    0 引言
    我国中国处于工业社会向信息社会过渡的加速转型 期,随着我国大力发展经济,将需要大量的液压设备。本文 设计的液压系统具有工作可靠、成本低、效率高、维护使用 方便等特点。
    1 挖掘机液压系统的主要参数
    1.1 挖掘机的工作动作分析 图 2
    液压挖掘机的工作流程:动臂升降→斗杆收放→铲斗

    装卸→转台回转→整机行走,以及其它辅助动作(如图1
    所示)。除了辅助动作不需要全功率驱动,液压挖掘机的主 要动作采用全功率驱动。

    p1-液压缸的工作腔压力;
    p2-液压缸的回油腔工作压力;
    A1= ∏D -液压缸无杆腔的有效面积; 4
    A2= 1∏(D2-d2)-液压缸有杆腔的有效面积;
    4
    D-液压缸内径或活塞直径; d-活塞杆直径;


    液压缸的最大工作压力;




    1.动臂升降 2.斗杆收放 3.铲斗装卸 4 .平台台回转 5.整机行走
    图 1 液压挖掘机的工作过程图
    1.2 选定系统压力
    表 1 几类机械常用的系统压力








    在不影响系统使用下,结合考虑系统性能和生产成本。 根据表 1,确定本系统压力为 30MPa,生产成本为最佳。
    1.3 计算液压缸选择本设计采用双作用单活塞杆油缸,示意图如图 2。
    当无杆腔为工作腔时 有杆腔为工作腔时

    F-液压缸的最大外负载;
    液压缸的机械效率,一般取 0.9~0.97。 根据以上公式,需先选取回油腔压力,即背压 P2 和杆径比 d/D,确定液压缸尺寸。表 2 所列为根据回路特点选取背压的经验数据。
    表 2 背压经验数据

    回路特点 背压(MPA) 回路特点 背压(MPA)
    回油路上设有节流阀
    0.2~0.5
    采用补油泵的闭 式回路

    1~1.5
    回油路上有背压阀或调速阀
    0.5~1.5
    由表 2 选取 P2 为 0.5。 挖掘机液压缸回程时工作载不大,所以选择往返速比 i=2 的液压缸。根据挖掘机挖掘形态如下,可见挖掘时主要是斗杆缸作用,此处选取铲斗缸计算。


    a 压整地面 b 铲斗保持一定角度切削
    图 3





    l2,lB-力臂,见上图; Fg-斗杆缸作用力;
    Fmax-最大挖掘力(90kN)。
    根据资料,先取 lB/l2=3,则 Fg=270kN。
    再代入初选系统压力30MPA,又 i=2,则 A1=2A2,则可 计算出
    无杆腔面积 A1=0.01253m2 D=127mm
    有杆腔面积 A2=0.00627m2
    根据机械设计手册选取工程用缸 HSG L-φ140/100, 行程 S=12D=1680mm,尺寸 L1=500+1680=2180mm,其它缸 取与此缸相同。
    1.4 计算液压泵排量 泵的压力计算:
    设计液压系统时,泵的压力高于系统压力10%-30%
    为宜[5]。因此:PB=P(1+30%)取 PB=35MPa。泵所需的流量计算: 根据资料定缸的伸缩速度 vmax=4000mm/min Qmax=仔(R2-r2)v=3.14(0.72-0.52)×40=30.14 L/min
    ...
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