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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