2010 年 6月 ( 下 )

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变形出现在两侧板上，最大的相对变形量为 0.152mm。

结语

综上所述，在有限元分析在液压挖掘机工作装置设计中，集成有限

元分析主要目的是在尽量减小因简化而造成的计算误差的前提下指导工
作装置的改进设计。根据有限元分析结果，对该型挖掘机工作装置的各
组成部件进行了适当改进，对改进后的工作装置再次进行整体强度分
析，由此可以看出，改进后工作装置薄弱部位的刚度和强度增大，应力
及应变分布更加合理，提高了工作装置的设计水平，达到了改进设计的

目的，为挖掘机工作装置同类共性问题的解决提供具有参考价值的分析
方法。

［

参考文献

］

[1]

石沛林

苗立新

张子达

邹广德

装载机工作装置有限元分析及横梁位置

确定

[J].

工程机械

,1999.

[2]

牛多青

液压挖掘机工作装置虚拟样机设计及其有限元分析

[D].

安徽农

业大学

,2008.

换向阀进入油箱，俯仰油缸缩回并带动取料斗轮开始下降，同样，其下
降的速度也可通过调速阀在 2m～4m/min 的范围内进行无级调速。安
装改造完成后，对俯仰液压系统进行试压，试验压力分级升高，每升一
级运行 30 分钟，并检查一次，要求系统不产生振动和噪声，各接头与
密封面不许有渗漏，高压胶管无异状，钢管无变形，油缸来回动作 8～

次，运动平稳灵活，无卡死和爬行，油温正常。分级试压按顺序

（表 3）进行：

表３３０ｍｉｎ分级试压

改造后液压系统的主要特点是：

）电液换向阀是采用 M 型中位机能，系统在非工作状态下时，油

泵可以自动卸荷，系统开启压力仅为 0.3MPa，电机为轻载运转，经测
算，改造后的系统比原系统可节约电耗达 30%。且由于系统几乎没有
溢流损失，系统发热少、温升低，液压油氧化慢，经抽样化验，液压油
的换油周期可延长 5 个月，液压油消耗量降低达 40%以上。

）液压系统中增加一组单向调速阀来调节俯仰油缸的上升速度，

且调速方式均改造为回油路调速，这样一来，系统的工作压力可以降低
至 12MPa 左右，低于系统安全压力：14MPa，不仅消除了悬臂下降
的过程中，取料斗轮出现的“点头”现象给设备带来的冲击，使悬臂的
俯仰动作匀速、平稳，而且斗轮的升、降速度还可以在 2m～4m/min
的范围内进行无级调速。

）在油泵出口处的滤油器旁并联一个开启压力为 0.25MPa 的单

向阀，这样不仅可以进行在线更换滤油器和滤芯，还可在滤油器堵塞或
故障时，油泵仍然能够向系统提供足够的压力和流量；在油泵与电液换
向阀之间串联一个单向阀，使系统与泵之间逆向隔离，以防止因操作失
误等特殊情况下由于负载压力的突变而影响到油泵的平稳运行。

）分别在 2 个俯仰油缸的有杆腔与无杆腔之间连接一个压差指示

表，可以方便地检测出 2 个俯仰油缸因密封磨损而导致的内泄程度，防
止两侧油缸动作不同步而造成受力不均，最终引发悬臂架整体移位事故

的发生。

）改造后系统的主要技术参数：

悬臂俯、仰角：±15°
最高工作压力：14MPa
空载压力

：≤0.5MPa

俯仰速度（上升）：3.5m/min （斗轮中心线）
俯仰速度（下降）：4.0m/min （斗轮中心线）
额定排量

：63ml/r

液压介质

：L- HM46 抗磨液压油

油液清洁度要求：NASII 级
工作油温范围：5℃～60℃

结论

经优化改造后的 DQL 型斗轮堆取料机俯仰机构液压系统，完全克

服了原系统所存在的缺点，具备系统在非工作状态时的保压及自动卸荷
功能，特别是在悬臂上升及下降的过程中，由于采用可靠的回油路调速
方式，使设备运行的平稳性增强，工作压力及系统温升下降，使用寿命
延长，维护量减少，不仅起到了节能降耗的作用，还大幅提高了斗轮堆
取料机堆、取料的工作效率。

［

参考文献

］

[1]

周恩涛

液压系统设计元器件选型手册

北京

机械工业出版社

,2007.

[2]

雷天觉

液压工程手册

北京

机械工业出版社

,1998.

[3]

杨国平

工程机械液压系统的故障诊断排除及实例

湖南科学技术出版

社

,2002.

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