zl型装载机液压系统分析与改进设计(附件)
在ZL型装载机中，液压系统的工作性能对装载机的工作效率以及可靠性等有着很大的影响。本文首先简单地介绍了ZL型装载机的国内外发展现状以及液压技术。本文着重分析工作装置液压系统以及液压转向系统的工作原理。通过将转斗液压缸有杆腔与无杆腔对比，发现无杆腔没有相应的保护措施，容易产生无杆腔过载。因此对该油路增加了双作用安全阀，以达到过载保护作用。而液压转向系统与工作装置液压系统采用了合流，为了使合流更高效，在液压系统中增加了溢流阀。关键词 装载机，液压系统，双作用安全阀， 溢流阀目 录
1 绪论 1
1.1 装载机概况 1
1.2 装载机的液压系统概述 1
2 ZL型装载机液压系统 2
3 ZL型装载机工作装置液压系统分析与改进设计 5
3.1 ZL型装载机工作装置液压系统的常见故障分析 5
3.2 ZL型装载机工作装置液压系统的分析 6
3.3 ZL型装载机工作装置液压系统的改进设计 9
4 ZL型装载机液压转向系统分析与改进设计 10
4.1 ZL型装载机液压转向系统的常见故障分析 10
4.2 ZL型装载机液压转向系统的分析 11
4.3 ZL型装载机液压转向系统的改进设计 13
结论 15
致谢 16
参考文献 17
1 绪论
1.1装载机概况
装载机属于铲运机械，是运用极其广泛的工程机械。由于装载机的工作效率高，使其成为主要的施工机种。装载机在日常生活的交通及住房建设工程上都得到了广泛的使用。在建设工程中，它常常用来装载或卸下散料，偶尔也用于进行轻微的铲掘作业。当装载机使用辅助的工作装置时，还可以进行起重和推土等作业[1]。在路基工程中，装载机也至关重要。除此之外，装载机还用于完成堆砌运输土壤等作业。
装载机有单斗和多斗两种结构形式，但是单斗装载机在日常施工中运用较为广泛[2]。装载机的行走装置也会有所不同，常见的是轮胎式装载机，而履带式装载机比较罕见。装载机的车架类型不同所配备的转向方式也会有所差别。例如偏转车轮转向运用于整体式车架，铰接式转向运用于铰接式车架。
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以进行起重和推土等作业[1]。在路基工程中，装载机也至关重要。除此之外，装载机还用于完成堆砌运输土壤等作业。
装载机有单斗和多斗两种结构形式，但是单斗装载机在日常施工中运用较为广泛[2]。装载机的行走装置也会有所不同，常见的是轮胎式装载机，而履带式装载机比较罕见。装载机的车架类型不同所配备的转向方式也会有所差别。例如偏转车轮转向运用于整体式车架，铰接式转向运用于铰接式车架。
装载机行业在我国发展历史并不长，只有短短三十几年。但是在2003年，中国装载机企业的产销量取得了可观的成绩，遥遥领先于其他国家。从发展趋势上看，国内装载机行业是高速增长的，并且国内市场要好于出口市场。虽然国内装载机的发展前景较为乐观，但是目前国产装载机液压系统的生产技术没有大的创新与变革。绝大多数装载机仍然采用齿轮泵的定量系统，稍微先进点的液压系统就是先导系统和阀控负荷传感等系统。但是在生产过程中，这些系统往往可靠性较差且工作时噪音非常大。
此时，国外装载机的液压系统正在飞速的发展。若装载机作业时间过长，液压系统油温升高，严重影响了工作效率。为了解决这一问题，在上个世纪八九十年代国外就从功率利用的角度进行装载机液压系统的匹配设计，变量系统和负载敏感技术等就是在这个时期全面进入实施的[3]。而卡特彼勒的F、G型产品就是这种产品的典型代表。在装载机液压系统的发展上走在时代前列的，便是以卡特彼勒等厂家为代表的大型企业。随着电子技术的飞速发展，国外的大型企业全面从操纵的舒适和灵巧的角度进行研究和设计。液压行业中的领头企业开始将液压技术和电子技术紧密的结合起来进行研究，对装载机进行优化设计，使其操纵更加舒适和灵巧，从而真正达到机电液一体化。目前国外企业的研究方向是装载机液压系统中的电液控制、记忆功能等技术。
1.2 装载机的液压系统概述
装载机的工作装置与转向机构同为液压系统，其中工作装置属于四连杆机构。可根据液压系统的不同方面将其分为各种类型。根据油液循环方式，液压系统包括开式系统和闭式系统两种[4]。根据油泵数目，则有单泵系统和多泵系统两种。
装载机的液压系统一般包括工作装置、液压转向和变速箱液压系统三个部分。但由液压驱动行走机构全液压装载机是个特例，它的液压系统比一般液压系统多了一个油路。动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及液压油共同组成了装载机的液压系统[5]。下面就对它的组成进行简单的介绍。
液压系统的动力元件通常是指油泵。油泵将自身的机械能转换成油液的压力能，从而向整个液压系统提供动力。齿轮泵、柱塞泵和叶片泵是液压泵的三种常见结构。叶片泵仅用在小型装载机上。柱塞泵则应用在大型装载机上。齿轮泵因其工作较为平稳、体积小、制造成本低及液压油污染对其影响较小的特征，在各种类型的装载机上广泛应用。随着科技水平的发展提高，齿轮泵逐渐向高压化发展，预计未来将进一步扩大它的应用。
执行元件将系统中油液的能量转化成机械能，从而驱动负载运动。液压缸的耐磨、耐压、耐热及密封性要好。这样就能满足装载机在尘土较大的工作环境中工作，以及液压缸进行频繁的往复运动，活塞杆承受冲击的工作要求。液压缸内外漏泄对装载机的工作有一定的影响，因此要尽量降低液压缸的内外泄露。
液压系统中油液的压力、流量及方向都由控制元件来调节和掌控。液压阀的控制功能不同，一般有开关式控制阀、比例控制阀和定值控制阀三种[6]。
辅助元件由油箱、滤油器、密封圈、油管及管接头和压力表等组成。而液压油则是液压系统中用于传递能量的工作介质。
装载机中非常重要的系统便是液压系统。液压系统的好坏与整机匹配是否合理，对装载机性能有着直接的影响。装载机所应用的液压技术逐渐成熟，市场对于系统可靠性方面的追求也越来越高。目前的首要任务就是全面地分析装载机的液压系统，从而掌握液压元件和系统的测试方法，使得装载机液压系统达到各项技术指标和工作性能的要求，进一步提高工作效率并且方便维修，让装载机变得更节能、更舒适、更环保、更可靠。
2 ZL型装载机液压系统
液压技术应用在ZL型装载机的传动系统、工作装置及转向系统等方面。
1）传动系统
装载机的传动系统包括变速器、驱动桥和传动轴三大组成部分[7]。传动系统分为四大类，即机械传动、全液压传动、电力传动和液力机械传动。①采用机械传动难以适应装载机的工作工况。②全液压传动的传动效率高，总体布置和操作性能较好。但是全液压系统存在一些缺点：成本比液力机械传动高；与液力机械传动相比，自动调节速度和转矩的范围较小，其中对功率大、速度与转矩变化范围大的系统，影响较大，需要较高的成本；在外载荷变化时，输出转矩变换延迟、反应较慢。③电力传动的载
1 绪论 1
1.1 装载机概况 1
1.2 装载机的液压系统概述 1
2 ZL型装载机液压系统 2
3 ZL型装载机工作装置液压系统分析与改进设计 5
3.1 ZL型装载机工作装置液压系统的常见故障分析 5
3.2 ZL型装载机工作装置液压系统的分析 6
3.3 ZL型装载机工作装置液压系统的改进设计 9
4 ZL型装载机液压转向系统分析与改进设计 10
4.1 ZL型装载机液压转向系统的常见故障分析 10
4.2 ZL型装载机液压转向系统的分析 11
4.3 ZL型装载机液压转向系统的改进设计 13
结论 15
致谢 16
参考文献 17
1 绪论
1.1装载机概况
装载机属于铲运机械，是运用极其广泛的工程机械。由于装载机的工作效率高，使其成为主要的施工机种。装载机在日常生活的交通及住房建设工程上都得到了广泛的使用。在建设工程中，它常常用来装载或卸下散料，偶尔也用于进行轻微的铲掘作业。当装载机使用辅助的工作装置时，还可以进行起重和推土等作业[1]。在路基工程中，装载机也至关重要。除此之外，装载机还用于完成堆砌运输土壤等作业。
装载机有单斗和多斗两种结构形式，但是单斗装载机在日常施工中运用较为广泛[2]。装载机的行走装置也会有所不同，常见的是轮胎式装载机，而履带式装载机比较罕见。装载机的车架类型不同所配备的转向方式也会有所差别。例如偏转车轮转向运用于整体式车架，铰接式转向运用于铰接式车架。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
以进行起重和推土等作业[1]。在路基工程中，装载机也至关重要。除此之外，装载机还用于完成堆砌运输土壤等作业。
装载机有单斗和多斗两种结构形式，但是单斗装载机在日常施工中运用较为广泛[2]。装载机的行走装置也会有所不同，常见的是轮胎式装载机，而履带式装载机比较罕见。装载机的车架类型不同所配备的转向方式也会有所差别。例如偏转车轮转向运用于整体式车架，铰接式转向运用于铰接式车架。
装载机行业在我国发展历史并不长，只有短短三十几年。但是在2003年，中国装载机企业的产销量取得了可观的成绩，遥遥领先于其他国家。从发展趋势上看，国内装载机行业是高速增长的，并且国内市场要好于出口市场。虽然国内装载机的发展前景较为乐观，但是目前国产装载机液压系统的生产技术没有大的创新与变革。绝大多数装载机仍然采用齿轮泵的定量系统，稍微先进点的液压系统就是先导系统和阀控负荷传感等系统。但是在生产过程中，这些系统往往可靠性较差且工作时噪音非常大。
此时，国外装载机的液压系统正在飞速的发展。若装载机作业时间过长，液压系统油温升高，严重影响了工作效率。为了解决这一问题，在上个世纪八九十年代国外就从功率利用的角度进行装载机液压系统的匹配设计，变量系统和负载敏感技术等就是在这个时期全面进入实施的[3]。而卡特彼勒的F、G型产品就是这种产品的典型代表。在装载机液压系统的发展上走在时代前列的，便是以卡特彼勒等厂家为代表的大型企业。随着电子技术的飞速发展，国外的大型企业全面从操纵的舒适和灵巧的角度进行研究和设计。液压行业中的领头企业开始将液压技术和电子技术紧密的结合起来进行研究，对装载机进行优化设计，使其操纵更加舒适和灵巧，从而真正达到机电液一体化。目前国外企业的研究方向是装载机液压系统中的电液控制、记忆功能等技术。
1.2 装载机的液压系统概述
装载机的工作装置与转向机构同为液压系统，其中工作装置属于四连杆机构。可根据液压系统的不同方面将其分为各种类型。根据油液循环方式，液压系统包括开式系统和闭式系统两种[4]。根据油泵数目，则有单泵系统和多泵系统两种。
装载机的液压系统一般包括工作装置、液压转向和变速箱液压系统三个部分。但由液压驱动行走机构全液压装载机是个特例，它的液压系统比一般液压系统多了一个油路。动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件及液压油共同组成了装载机的液压系统[5]。下面就对它的组成进行简单的介绍。
液压系统的动力元件通常是指油泵。油泵将自身的机械能转换成油液的压力能，从而向整个液压系统提供动力。齿轮泵、柱塞泵和叶片泵是液压泵的三种常见结构。叶片泵仅用在小型装载机上。柱塞泵则应用在大型装载机上。齿轮泵因其工作较为平稳、体积小、制造成本低及液压油污染对其影响较小的特征，在各种类型的装载机上广泛应用。随着科技水平的发展提高，齿轮泵逐渐向高压化发展，预计未来将进一步扩大它的应用。
执行元件将系统中油液的能量转化成机械能，从而驱动负载运动。液压缸的耐磨、耐压、耐热及密封性要好。这样就能满足装载机在尘土较大的工作环境中工作，以及液压缸进行频繁的往复运动，活塞杆承受冲击的工作要求。液压缸内外漏泄对装载机的工作有一定的影响，因此要尽量降低液压缸的内外泄露。
液压系统中油液的压力、流量及方向都由控制元件来调节和掌控。液压阀的控制功能不同，一般有开关式控制阀、比例控制阀和定值控制阀三种[6]。
辅助元件由油箱、滤油器、密封圈、油管及管接头和压力表等组成。而液压油则是液压系统中用于传递能量的工作介质。
装载机中非常重要的系统便是液压系统。液压系统的好坏与整机匹配是否合理，对装载机性能有着直接的影响。装载机所应用的液压技术逐渐成熟，市场对于系统可靠性方面的追求也越来越高。目前的首要任务就是全面地分析装载机的液压系统，从而掌握液压元件和系统的测试方法，使得装载机液压系统达到各项技术指标和工作性能的要求，进一步提高工作效率并且方便维修，让装载机变得更节能、更舒适、更环保、更可靠。
2 ZL型装载机液压系统
液压技术应用在ZL型装载机的传动系统、工作装置及转向系统等方面。
1）传动系统
装载机的传动系统包括变速器、驱动桥和传动轴三大组成部分[7]。传动系统分为四大类，即机械传动、全液压传动、电力传动和液力机械传动。①采用机械传动难以适应装载机的工作工况。②全液压传动的传动效率高，总体布置和操作性能较好。但是全液压系统存在一些缺点：成本比液力机械传动高；与液力机械传动相比，自动调节速度和转矩的范围较小，其中对功率大、速度与转矩变化范围大的系统，影响较大，需要较高的成本；在外载荷变化时，输出转矩变换延迟、反应较慢。③电力传动的载
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