全套CAD图纸，联系qq695132052小型挖掘机液压系统设计指导老师：**武（湖南农业大学东方科技学院，长沙410128）要：本文主要对小型挖掘机液压系统的设计进行了阐述。在论文当中，主要介绍了动臂、斗杆、铲斗的液压运动相关液压原理介绍，包括液压缸和液压阀的设计。其主要是小型挖掘机动作时液压系统的油路分析和各个液压阀的控制原理进行了设计，并通过进一步计算确定了需要的液压元件完成选型。运用CAD软件绘制了液压系统原理图，油缸零件图和小型挖掘机的总体装配图。最后通过验算证明了本设计的可行性。关键词：挖掘机；动臂；斗杆；铲斗；液压系统；液压缸；液压阀SmallExcavatorsHydraulicSystemStudent:HuChaoTutor:MoYawu(OrientScience&TechnologyCollegeHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)Abstract：Thispapermainlysmallsizedexcavatorhydraulicsystemdesignthesis,mainlyintroducedboom,dipper,buckethydraulicmotionrelatedhydraulicprincipleintroduced,includinghydrauliccylinderhydraulicvalvedesign.Itmainlysmallexcavatorhydraulicsystemoilmovementanalysisvarioushydraulicvalvecontrolprinciplesdesign,calculationfurtheridentifiedcompleteselectionhydrauliccomponents.UsingCADsoftwarehydraulicsystem,hydrauliccylinderpartdrawingassemblydrawingsmallexcavatoroverall.Theresultsshowdesign.Keywords：Excavator；boom；arm；bucket；hydraulic；Hydrauliccylinder；hydraulicvalve1.1中国小型挖掘机市场现状20世纪90年代以来，中国经济快速发展，中国工程机械行业也步入了快速发展期。
近几年来，小型工程机械作为后起之秀，在施工中，开始部分取代中大型机械的位置，受到用户的普遍欢迎。目前，我国小型挖掘机市场正处在高速发展阶段。随着我国城镇化进程向深度和广度的发展，道路和市政设施的修缮维护及城市小型工程项目的增多，其工程业务量占社会施工总量的比重越来越大。据测算，一台10吨位小型挖掘机的作业效率可以替代30～50个劳动力，极大地降低了施工成本和管理成本，使得多功能小型挖掘机的需求量不断上升。在中国，挖掘机市场市场十年来几乎平均每以30%速度递增，从1995年25032004年48921台，净增19.54倍。2004年全国进口液压挖掘机18670台、出口液压挖2749台，2005年国产挖掘机28812台，同比增长4.3%，进口挖掘机18017同比减少3.5%，出口挖掘机3839台，同比增长36.43%（其中6吨及以下小挖出口1345台，同比增长77.9%）。中国成为名副其实的世界最大的市场之一。目前，中国挖掘机行业已成为中国工程机械行业增长最快的机种了，有举足轻重的地位。但行业中产销量80%为日、韩、美等外资所占有，主要外资企业有：日立、小松、神钢、斗山、现代、卡特、特雷克斯、利勃海尔、阿特拉斯、沃尔沃等世界著名大企业。
还有一些世界小型挖掘机专业企业如：日本久保田、竹内、石川岛、洋马、小桥、长野等、美国凯斯、山猫、英国JCB、德国雪孚等许多世界厂商也开始挺进中国市场。从全球范围看，小型挖掘机产业已经处于市场成熟期，需求量稳定并呈现缓慢上升趋势。随着中国、印度等发展中国家经济的快速发展，工程机械市场也日趋好转，世界知名工程机械厂商为了降低制造成本，增强市场竞争力，逐渐将生产制造环节转移到这些生产成本较低的国家，实现当地生产、当地销售，并开始进入全球市场的供应体系。从国内市场看，中国挖掘机行业经过10余年的快速发展，以外资企业占主导地位的中国中大型挖掘机市场格局日渐稳定，已经成为世界最大的挖掘机生产国和消费国之一。乐观预计，5年之后中国挖掘机的年均需求量将达到100,000台。但是小型挖掘机产业仍然处于市场导入和发展初级阶段，需求正在持续快速的增长。目前小型挖掘机仅占中国全部挖掘机销售量比例的20%，而5年后这个数字预计将达到40%，产销量达到近40000台。这样中国小型挖掘机产业将同其他消费品产业一样，用10年的时间走完欧美等发达国家30年的市场之路。挖掘机是工程机械的标志性产品，部分中国工程机械企业也正以小挖为突破口，进军挖掘机产业，并由此扩展到其他小型工程机械。
中国挖掘机产业基本走出了宏观调控带来的不利影响，而且产品结构和区域结构发生了显著的变化。小挖产业近两年的需求变化也说明这一点。1.2挖掘机的类型挖掘机械的类型与构造型式繁多，可按照挖掘工作原理与过程、用途、构造特征等进行划分。按照挖掘机的作业过程；可分成周期作业式和连续作业式阀类．凡是挖掘、运载、卸载等作业依次重复循环进行的挖掘机为周期作业式，各种单斗挖掘机都属于这一类。凡是上述作业同时连续进行的挖掘机为连续作业式，各种多斗挖掘机以及滚切式挖掘机、隧洞掘进机等属于这一类。通常简称单斗挖掘机与多斗挖掘机两类。挖掘机的行走装置型式有：履带式、轮胎式、汽车式、步行式、轨道式，拖式等。履带式与轮胎式采用广泛。步行式主要用于剥离型挖掘机，此外还有浮式（船舶式）挖掘机，专用于水下采掘或港口疏浚（单斗或多斗）。1.3小型挖掘机的特点小型挖掘机价格低、质量轻、保养维修方便，具有独特优势。由于其小巧、灵活、多功能和高效率等特点，极受用户的欢迎。第一，广泛的适用性。小挖体积小，机动灵活，非常适用于城镇的各种管道开挖、基础施工、公用事业以及房屋维修等作业。小挖紧凑的体积、特殊的设计使其能够在大型挖掘机无法施工的环境中进行作业。
第二，鲜明的作业特点。小型挖掘机适合狭窄区域作业的最主要的特点就是其特殊动臂和斗杆的设计。小型挖掘机的动臂是与机身铰接的，这就使其能够在一个很大的范围内进行摆动。同时，这也使得挖掘机能够便于在墙壁或是围墙的旁边进行挖掘作业。小型挖掘机的橡胶履带有助于减少挖掘机施工时对狭窄施工范围内的景观区域以及道路的损坏。第三，便于运输和转移作业场地。小挖便于各个施工现场间的转移，无需大型拖车或是重型卡车来进行运输，小型的运输工具就可将其运载。这样不但能够方便运输，还可以大大降低机器的运输费用。第四，投资回报率高。小挖的价格便宜，成本回收快。以 日品牌机的价格在40万左右，韩国的机器价格在32 万左右，国产机器价格在30 32万左右；而20 吨级的中挖价格在70 万～100 万左右。 1.4 液压挖掘机基本结构和其选择 单斗液压挖掘机是一种采用液压传动并以一个铲斗进行挖掘作业的机械。它是在机械传动单斗挖掘机的基础上发展而来的，是日前挖掘机械中重要的品种。它的作业 过程是以铲斗的切削刃(通常装有斗齿)切削土壤并将土装入斗内，斗装满后提升、回 转至卸土位置进行卸土，卸空后铲斗再转回并下降到挖掘面进行下一次挖掘。
当挖掘 机挖完一段土后，机械移位，以便继续工作，因此，是一种周期作业的自行式土方机 单斗液压按掘机为了实现上述周期性作业动作的要求，设有下列基本组成部分：工作装置、回转机构、动力装置、传动操纵机构、行走装置和辅助设备等。因而常又 把这类机械概括成由：工作装置、上部转台和行走装置三大部分组成。 铲斗；2—斗杆；3—动臂；4—连杆；5、6、7—液压缸 —挖掘装置；—回转装置；—行走装置 液压挖掘机的基本组成及传动示意图Fig.1 Hydraulic excavator's basic composition transmissionschematic diagram 液压挖掘机的工作装置采用连杆机构原理，而各部分的运动则通过液压缸的伸缩 来实现。 挖掘作业时，接通回转机构液压马达，转动上部转台，使工作装置转到挖掘地点，同 时操纵动臂液压缸，小腔进油液压缸回缩，使动臂下降至铲斗接触挖掘面为止，然后操纵斗杆液压缸和铲斗液压缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和装载工作。 斗装满后，将斗杆液压缸和铲斗液压缸停动并操纵动臂液压缸大腔进油，使动臂升离 挖掘面，随之接通回转马达，使斗转到卸载地点，再操纵斗杆和铲斗液压缸回缩，使 铲斗反转进行卸土。
卸完后，将工作装置转至挖掘地点进行第二次循环挖掘工作。 液压挖掘机的总体设计2.1 设计方案的确定 2.1.1 挖掘机型式的确定 本设计采用单斗液压挖掘机，其工作装置采用反铲装置，行走装置采用履带式，回转 装置采用液压马达驱动。 2.1.2 单斗液压挖掘机的特点 单斗液压挖掘机由于采用了液压传动装量而使其在结构、技术性能和使用效果等方 面与机械传动的单斗挖掘机相比具有很多特点，其优点综合叙述如下： (1)技术性能提高，工作装置品种扩大。单斗液压挖掘机与同级机重的机械挖掘机 相比挖掘力约提高一倍，液压挖掘机最大挖掘力可达机重的1/2，而机械挖掘机只达机 重的1/4。 (2)操作简便灵活。采用的液压伺服（先导阀）操纵，手柄操纵力小于20N，而机 械挖掘机操纵力达80～200N；主操纵手柄为2 个，故操纵轻便司机的劳动强度大为减 轻；驾驶室与机棚完全隔开，噪音减小视野良好，振动减轻，改善了司机的工作条 (3)传动性能改善，工作平稳安全可靠。采用液压传动后能无级调速且调速范围大；能得到较低的稳定转速；液压元件的运动惯性较小并可作高速反转。 (4)简化结构减少易损件机重小。同级的液压挖掘机可比机械挖掘机总重量减 轻30～40％。
(5)液压元件易实现标准化系列化通用化。便于组织专业化生产，进一步提高 产品质量减低成本。也便于产品的更新换代。 (6)机构布置合理紧凑。由于液压元件采用油管连接，各机构部件之间相互位置不 受传动关系的影响限制，布置可较灵活合理紧凑。 (7)易于实现自动化。便于与电气动联合组成自动控制和遥控系统。 2.1.3 所选机型的适用范围 主要用于小型土石方工程、市政工程、路面修复、混凝土破碎、埋设电缆、自来水 管道的铺设、园林栽培及河道河沟清淤工程。小型单斗液压挖掘机具有中型挖掘机的多项功能，又具有运输、能耗、灵活性、适应、高效率等方面的优势，非常适用于空 间狭小的施工场地作业。 2.2 液压挖掘机的主要参数的确定 2.2.1 总体设计的主要内容 根据学校指导老师提出的液压挖掘机设计任务的有关，在充分调查研究基础上首 先进行液压挖掘机的总体设计工作。总体设计主要内容有：分析或拟定设计任务书，
