摘 要

开沟机是工程机械的中最常见的机种其中之一，而液压驱动的技术则是代表着开沟机整体技术的发展方向。本文要设计一种适用于矿山和农场等多种地质条件的自行式开沟机液压驱动系统。大体内容如下:

(1)讨论开沟机在国内和国外的发展现状和前景，以及在工程里开沟机的液压系统回路的构成，并且针对每个部分的功能进行的具体分析讨论。

(2)绘制液压系统原理图，并针对自行式开沟机设计要求以及工作环境的要求，提出自行式开沟机液压系统的具体设计需求。

(3)根据各个部位的性能初始参数，一步步进行液压元件的计算和选型，并且对油箱，各个集成块和各个液压泵站进行设计。

关键词: 自行式开沟机 液压系统 液压回路 计算和选型

Abstract

Ditching machine is one of the main kinds of construction machinery, hydraulic drive technology represent the development direction of ditching machine technology. This article applies to design a mine and farm and many other geological conditions of the large hydraulic system of ditching machine. Main content as follows:

(1) discussed ditching machine at home and abroad development situation, analyzed the main components of the hydraulic system of ditching machine in loop, and detailed analysis of the function of each part.

(2) development of hydraulic system principle diagram, for large Digger design specifications and work environment requirements, proposed large-scale hydraulic system of ditching machine design requirements.

(3) according to performance, a reasonable calculation and selection of hydraulic components, as well as the manifold and hydraulic pumping station was designed.

Keywords: A self-propelled trencher Hydraulic system

Hydraulic circuit Calculation and selection

目录

1 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 国内外开沟机的现状及发展 1

1.3 研究内容 4

2 液压系统的组成及总体参数的确定 6

2.1 开沟机液压系统的组成 6

2.2 总体参数的确定 6

3 液压系统原理图的拟定及元件选型 7

3.1 液压系统工况分析及原理图的拟定 7

3.1.1 工况分析 7

3.1.2 液压系统原理图的拟定 7

3.2 行走机构液压回路 8

3.2.1 减速机的选型 8

3.2.2 液压马达的选型 8

3.2.3 液压泵的选型 9

3.2.4 阀的选型 11

3.2.5 制动器的选型 12

3.3 控深液压回路的参数计算及选型 13

3.3.1 控深液压回路的设计参数 13

3.3.2 控深液压缸选型设计 13

3.3.3 液压泵的选型 14

3.3.4 液压锁的选型 15

3.3.5 比例多路阀的选型 15

3.3.6 管路过滤器的选型 15

3.4 切削液压回路的参数计算及选型 16

3.4.1 减速机的选型 16

3.4.2 液压马达的选型 16

3.5 排料液压回路的参数计算及选型 17

3.5.1 液压马达的参数计算 17

3.5.2 切削与排料机构所用液压泵的选型 17

3.5.3 比例多路阀的选型 18

3.6 动力装置的选型 19

3.6.1 分动箱 的选型 19

3.6.2 发动机的选型 19

3.7 液压辅件的选择 20

3.7.1 滤油器的选型 20

3.7.2 冷却器的选型 21

3.7.3 空气滤清器的选型 22

3.7.4 液位液温计的选型 22

3.7.5 放油孔的选型 22

3.8 液压系统效率计算 22

4 液压油箱管路和集成块的设计 24

4.1 液压装置的结构形式 24

4.2 油箱容量的计算及结构设计 24

4.2.1 油箱的功用和类型 24

4.2.2 油箱容积的确定 25

4.2.3 油箱的结构设计 25

4.2.4 液压介质的选择 29

4.3 阀集成块的设计 26

4.3.1 集成块的设计原则 26

4.3.2 补油单向阀与缓冲阀组集成块的设计 26

4.3.3 用于制动的阀的集成块设计 27

4.4 液压管路的计算 27

4.5经济性分析 30

结束语 31

参考文献 32

致谢 33

1 绪论

1.1目的及意义

随着科学技术的发展，机械化劳作方式正在开始一步步取代人力手工劳作。这在一定程度上极大的降低了劳动强度，提升了劳动效率。而随着土地整理和农田矿山水利修复的需要，近几年来挖沟的方法也越来越多。最常见的挖沟设备除了传统的铁锹和挖掘机之外，国内外市场还出现了很多种类的开沟机。

作为一种用于土方施工中的挖沟机械，开沟机其实与我们常见到的挖掘机有很多类似的地方，二者都具有入土（土壤或岩石）、碎土和取土的功能。不过开沟机的优势在于它能够连续不断的作业，施工效率高，地表破坏小，特别适合铺设管路，即使是在矿山这种地质坚硬的地方，开沟机仍然能够很有效率的挖出形状规则的沟槽。为了满足土方建设工程对其沟形的技术要求，本文设计一种适用于矿山和农场等多种地质条件的自行式开沟机液压驱动系统，实现对开沟机的行走机构、切削机构、拉伸机构和排料机构的驱动和控制。

开沟机的工作效率是挖掘机的数倍，而且表面破坏比较小，开沟深度也比较大。在当前，开沟机的功能越来越多，能够应对各种开沟要求。许多的开沟机可以配置很多不同的工作装置，如振动犁、开沟精度和恒深控制系统实现了一机多能。和采用机械传动方式相比较而言，采用液压驱动的开沟机具有很多的优点:可以实现无极调速，稳定性高、抗冲击能力好、安全性高。与此同时，驾驶员还能根据工作条件更加精确的选择刀链运动速度，从而保证发动机输出功率的稳定，有利于延长设备使用寿命。

1.2 国内外开沟机的现状及发展

一般国际上以发动机功率73.5 kW作为为界线，将开沟机划分成小型开沟机和大型开沟机两大类。另外，按开沟机构可划分可以将开沟机分为刀链式、轮盘式和岩石轮式；按行走方式又可以划分为轮胎式和履带式；按驱动方式划分还可以分为机械驱动式和液压驱动式。

在国外，最早生产开沟机的国家是美国和前苏联。在20世纪50年代，铧式犁作为最早的开沟机械被应用于农田建设当中。犁铧式开沟机的工作效率很高，但是开沟比较浅，又因为开沟质量和牵引动力这些方面的原因，没有得到很好的发展。到了20世纪50年代末，旋转开沟机因其所需牵引力小、可以适应各种土壤条件及开沟质量较好的种种优点，得到了迅猛的发展和应用。现在，英国、美国和俄罗斯等国家都有这类产品出售。国外开沟机的生产研发已经向多功能化的趋势发展。国外开沟机制造商关注的开发重点也代表了开沟机技术的发展方向，包括：液压驱动开沟装置；可供用户根据要求选择的不同作业装置和辅助装置；基于用户需求的定制解决方案；高可靠性重型机身结构；舒适型驾驶室；高技术控制系统；应对苛刻工况的大功率储备等。

第一代液压驱动开沟机在极端工况下曾出现液压系统过热和生产率下降等问题，但这些问题目前已采用大液压油箱、散热器和高效冷却风扇等措施解决。许多厂商为满足用户需求和延长设备使用寿命，不断增加发动机功率，小型机的规格不断增大。这一趋势符合欧Ⅱ排放标准要求。例如，威猛公司采用RT450型发动机替代了32kW的V3550A型发动机，虽然机架尺寸几乎没有变化，但额定功率达到37kW的RT450型发动机，符合欧Ⅱ发动机排放标准。 沟神公司基于定向钻孔技术推出的电控系统可以读出开沟深度，存储器集成了地图系统，能够准确定位地下已经铺设的管线。