科技论坛
民营科技２０１２年第１２期
小型液压挖掘机液压系统的设计
刘庆元
（神华准能公司设备维修中心，内蒙古鄂尔多斯０１０３００）
摘要：对液压挖掘机的常用液压回路进行了简单阐述和分析，对小型液压挖掘机液压系统进行了方案设计及分析，并通过进一步计算确定了需要的液压元件。最后通过验算证明了本设计的可行性。
关键词：液压系统；挖掘机；设计１挖掘机的功用和对液压系统的要求
４．３泄露油路（无背压）：将多路阀和液压马达的内部漏油用油管集从２００９年３月份型号为ｅｘ３６００液压反铲下坑到现在，随着工作量的不断增加曾经创造了月产４２．３万立方米的新记录。由于它是采用的发动机驱动液压系统工作，不受电缆等其他因素的限制，移动比较灵活，所以经常使用在刷帮、上１１７０工作面上、１２４０踩场上做工程
或做坡道等工作中。工作任务瓯而且杂，这就要求它必须有很高的出动
率。下面以小型挖掘机为例，液压挖掘机的液压系统是由动力元件，执行元件，控制元件以及辅助装置用油管按一定方式连接起来组合而成。
挖掘机一般工作在施工场合，因此工作环境恶劣，这就要求挖掘
机的液压系统和执行元件要有足够的强度和非常好的密封陛能。由于
挖掘机的动作频繁，因此，液压元件和管路要能够承受频繁的液压冲击，以保证挖掘机能够长时间安全稳定的工作。２系统工作循环分析
２．１通常以铲斗缸或两者配合进行挖掘，必要时配以动臂动作。操纵多路阀组中的换向阀处于右位，此时铲斗缸活塞伸出，推动铲斗挖掘。或者同时操纵换向阀使两者配合进行挖掘。必要时操作换向阀，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。
２．２动臂上升：操纵换向阀处于右位，动臂上升。
２．３回转：操纵换向阀处于左位或右位，则来油进入回转马达驱动马达带转台转向卸土处。
２４卸载：操纵换向阀控制斗杆缸，调节卸载半径；然后操纵换向阀处于左位，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。２５动臂下降：操纵换向阀处于左位，使动臂缸完成上升动作。３主要液压元件在系统中的作用
为了限制动臂、斗杆、铲斗因自重而快速下降，在其回路上均设置了单向节流阀，整机行走由行走马达驱动。左右马达分别属于两条独立的油路。如同时操纵两个换向阀和使处于左位和右位，左右马达即正转或反转，且转速相同。因此挖掘机可保持直线行驶；若使用单泵系统，则难以做到。在左、右行走马达内设有液压双速阀，可获得两档行走速度系统回油路上的限速阀，在挖掘机下坡时用来自动控制行走速度，防止超速滑坡。在平路上正常行驶或进行挖掘作业时，因液压泵出口油压力较高，高压油将通过梭阀１１使限速阀１０处于左位，从而取
？肖回油节流。该机在挖掘作业时，常需动臂缸与斗杆缸陕速动作以提
高生产效率。为此在系统中增加了合流阀。当操纵合流处于左位时Ａ泵输出的压力油经合流阀５的左位进人多路阀组ＩＩ．与Ｂ泵一起向动臂缸和斗杆缸供油，以加快动臂和斗杆的动作速度。在两组多路阀的进油路上设有安全阀以限制系统的最大工作压力。在各液压缸和液压马达的分支油路上均设有过载阀以吸收工作装置的冲击能量。４液压系统中几种低压回路的作用
４．１背压油路：由系统回路上的背阀所产生的低压油（０．８—１ＭＰａ）在制动或出现超速吸空时通过双向补油阀２６向液压马达的低油腔补油，以
保证滚轮始终贴紧导轨表面，使马达工作平稳并有可靠的制动陛能。
４．２排灌油路：将低压油经节流阀减压后引人液压马达壳体，使马达即使在不运转的情况下客体内仍保持一定的循环油量。其目的：一是使马达壳体内的磨损物经常得到冲洗；二是对马达进行预热，防止当外界温度过低时由主油路通人温度较高的工作油液以后引起配油轴及柱塞副等精密配合局部不均匀的热膨胀，使马达卡住或咬死而发生故障（即所谓的“热冲击”）。
万方数据
中起来，经过滤油器引回油箱，以减少外泄露。液压系统的回油路经过
风冷冷却器、滤油器后流回油箱，使回油得到冷却和过滤，以保证挖掘
机在连续工作状态下油箱内的油温不超过８０℃。
５液压元件的选用
５．１溢流阀。溢流阀的基本功能是限定系统的最高压力，防止系统过载或维持压力近似恒定。本系统中选用二级同心先导式溢流阀，安装在泵的出油口处，用来恒定系统压力，防止超压，保护系统安全运行。５．２过载阀。安装在液压缸和行走马达的管路上，防止超载，用来保护液压系统和工作的液压缸和行走马达。
５．３单向阀。系统中多处要用到单向阀，也是必不可少的元件，它用来防止油液倒流，从而使执行元件停止运动，或保持执行元件中的油液压力。还可是保持一定的背压。
５．４换向阀。在系统中要用到两组四联换向阀，每个阀为三位四通换想阀。在系统中换向阀的主要作用是改变压力油进入执行元件的方向，进而实现不同的动作要求，在三位四通的换向阀中，左右阀位要求能够进回油中间的阀位要求禁止油液流通，以达到执行元件动作达到要求后停止或悬停在任—位置。６辅助元件的选用
６．１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和高压橡胶管，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。
６．２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０形密封圈装在锥体上，使密封有调节的可能，密封更可靠。工作压力为３４５ＭＰ工作温度为－２５叶８０摄氏度。
６．３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及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。在有相对运动且有摩檫的元件上使用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０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。
６．４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，造成内部泄露量增加，从而降低效率增加发热。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，这种滤油器压力损失不超过０．０４ＭＰａｘｌ０５ＭＰａ，流通能力大，可以满足泵的流量，清洗方便。７结论
７．１挖掘机的动作复杂，作业状况恶劣，液压系统因此要有较高的传动效率和足够的可靠性。
７．２机电液一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其目的是实现液压挖掘机的自动化，人们对挖掘机机电一体化的研究，主要集中在挖掘机的控制系统上。
７＿３多功能，更加节能的液压系统是挖掘机液压系统的发展方向。
参考文献
【１］孙德文，赵克利，徐宁生，等．液压挖掘机盹北京：北京工业出版社，
２００７．
【２】赵新庄，祁贵珍，沈松云，等．公路施工机械口咽．北京：人民交通出版
社．２００２．
小型液压挖掘机液压系统的设计
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
刘庆元
神华准能公司设备维修中心,内蒙古鄂尔多斯,010300民营科技
Non-State Running Science & Technology Enterprises2012(12)
参考文献(2条)
1. 孙德文;赵克利;徐宁生 液压挖掘机 20072. 赵新庄;祁贵珍;沈松云 公路施工机械 2002
引用本文格式：刘庆元 小型液压挖掘机液压系统的设计[期刊论文]-民营科技 2012(12)
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民营科技２０１２年第１２期
小型液压挖掘机液压系统的设计
刘庆元
（神华准能公司设备维修中心，内蒙古鄂尔多斯０１０３００）
摘要：对液压挖掘机的常用液压回路进行了简单阐述和分析，对小型液压挖掘机液压系统进行了方案设计及分析，并通过进一步计算确定了需要的液压元件。最后通过验算证明了本设计的可行性。
关键词：液压系统；挖掘机；设计１挖掘机的功用和对液压系统的要求
４．３泄露油路（无背压）：将多路阀和液压马达的内部漏油用油管集从２００９年３月份型号为ｅｘ３６００液压反铲下坑到现在，随着工作量的不断增加曾经创造了月产４２．３万立方米的新记录。由于它是采用的发动机驱动液压系统工作，不受电缆等其他因素的限制，移动比较灵活，所以经常使用在刷帮、上１１７０工作面上、１２４０踩场上做工程
或做坡道等工作中。工作任务瓯而且杂，这就要求它必须有很高的出动
率。下面以小型挖掘机为例，液压挖掘机的液压系统是由动力元件，执行元件，控制元件以及辅助装置用油管按一定方式连接起来组合而成。
挖掘机一般工作在施工场合，因此工作环境恶劣，这就要求挖掘
机的液压系统和执行元件要有足够的强度和非常好的密封陛能。由于
挖掘机的动作频繁，因此，液压元件和管路要能够承受频繁的液压冲击，以保证挖掘机能够长时间安全稳定的工作。２系统工作循环分析
２．１通常以铲斗缸或两者配合进行挖掘，必要时配以动臂动作。操纵多路阀组中的换向阀处于右位，此时铲斗缸活塞伸出，推动铲斗挖掘。或者同时操纵换向阀使两者配合进行挖掘。必要时操作换向阀，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。
２．２动臂上升：操纵换向阀处于右位，动臂上升。
２．３回转：操纵换向阀处于左位或右位，则来油进入回转马达驱动马达带转台转向卸土处。
２４卸载：操纵换向阀控制斗杆缸，调节卸载半径；然后操纵换向阀处于左位，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。２５动臂下降：操纵换向阀处于左位，使动臂缸完成上升动作。３主要液压元件在系统中的作用
为了限制动臂、斗杆、铲斗因自重而快速下降，在其回路上均设置了单向节流阀，整机行走由行走马达驱动。左右马达分别属于两条独立的油路。如同时操纵两个换向阀和使处于左位和右位，左右马达即正转或反转，且转速相同。因此挖掘机可保持直线行驶；若使用单泵系统，则难以做到。在左、右行走马达内设有液压双速阀，可获得两档行走速度系统回油路上的限速阀，在挖掘机下坡时用来自动控制行走速度，防止超速滑坡。在平路上正常行驶或进行挖掘作业时，因液压泵出口油压力较高，高压油将通过梭阀１１使限速阀１０处于左位，从而取
？肖回油节流。该机在挖掘作业时，常需动臂缸与斗杆缸陕速动作以提
高生产效率。为此在系统中增加了合流阀。当操纵合流处于左位时Ａ泵输出的压力油经合流阀５的左位进人多路阀组ＩＩ．与Ｂ泵一起向动臂缸和斗杆缸供油，以加快动臂和斗杆的动作速度。在两组多路阀的进油路上设有安全阀以限制系统的最大工作压力。在各液压缸和液压马达的分支油路上均设有过载阀以吸收工作装置的冲击能量。４液压系统中几种低压回路的作用
４．１背压油路：由系统回路上的背阀所产生的低压油（０．８—１ＭＰａ）在制动或出现超速吸空时通过双向补油阀２６向液压马达的低油腔补油，以
保证滚轮始终贴紧导轨表面，使马达工作平稳并有可靠的制动陛能。
４．２排灌油路：将低压油经节流阀减压后引人液压马达壳体，使马达即使在不运转的情况下客体内仍保持一定的循环油量。其目的：一是使马达壳体内的磨损物经常得到冲洗；二是对马达进行预热，防止当外界温度过低时由主油路通人温度较高的工作油液以后引起配油轴及柱塞副等精密配合局部不均匀的热膨胀，使马达卡住或咬死而发生故障（即所谓的“热冲击”）。
万方数据
中起来，经过滤油器引回油箱，以减少外泄露。液压系统的回油路经过
风冷冷却器、滤油器后流回油箱，使回油得到冷却和过滤，以保证挖掘
机在连续工作状态下油箱内的油温不超过８０℃。
５液压元件的选用
５．１溢流阀。溢流阀的基本功能是限定系统的最高压力，防止系统过载或维持压力近似恒定。本系统中选用二级同心先导式溢流阀，安装在泵的出油口处，用来恒定系统压力，防止超压，保护系统安全运行。５．２过载阀。安装在液压缸和行走马达的管路上，防止超载，用来保护液压系统和工作的液压缸和行走马达。
５．３单向阀。系统中多处要用到单向阀，也是必不可少的元件，它用来防止油液倒流，从而使执行元件停止运动，或保持执行元件中的油液压力。还可是保持一定的背压。
５．４换向阀。在系统中要用到两组四联换向阀，每个阀为三位四通换想阀。在系统中换向阀的主要作用是改变压力油进入执行元件的方向，进而实现不同的动作要求，在三位四通的换向阀中，左右阀位要求能够进回油中间的阀位要求禁止油液流通，以达到执行元件动作达到要求后停止或悬停在任—位置。６辅助元件的选用
６．１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和高压橡胶管，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。
６．２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０形密封圈装在锥体上，使密封有调节的可能，密封更可靠。工作压力为３４５ＭＰ工作温度为－２５叶８０摄氏度。
６．３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及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。在有相对运动且有摩檫的元件上使用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０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。
６．４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，造成内部泄露量增加，从而降低效率增加发热。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，这种滤油器压力损失不超过０．０４ＭＰａｘｌ０５ＭＰａ，流通能力大，可以满足泵的流量，清洗方便。７结论
７．１挖掘机的动作复杂，作业状况恶劣，液压系统因此要有较高的传动效率和足够的可靠性。
７．２机电液一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其目的是实现液压挖掘机的自动化，人们对挖掘机机电一体化的研究，主要集中在挖掘机的控制系统上。
７＿３多功能，更加节能的液压系统是挖掘机液压系统的发展方向。
参考文献
【１］孙德文，赵克利，徐宁生，等．液压挖掘机盹北京：北京工业出版社，
２００７．
【２】赵新庄，祁贵珍，沈松云，等．公路施工机械口咽．北京：人民交通出版
社．２００２．
小型液压挖掘机液压系统的设计
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
刘庆元
神华准能公司设备维修中心,内蒙古鄂尔多斯,010300民营科技
Non-State Running Science & Technology Enterprises2012(12)
参考文献(2条)
1. 孙德文;赵克利;徐宁生 液压挖掘机 20072. 赵新庄;祁贵珍;沈松云 公路施工机械 2002
引用本文格式：刘庆元 小型液压挖掘机液压系统的设计[期刊论文]-民营科技 2012(12)