第三章 液压挖掘机.docx

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第三章液压挖掘机

第三章液压挖掘机

挖掘机是用来开挖土方的一种施工机械，它是用铲斗上的斗齿切削土壤并装人斗内，装满土后提升铲斗并回转到卸土地点卸土，然后再使转台回转、铲斗下降到挖掘面，进行下一次挖掘。

挖掘机在建筑、筑路、水利、电力、采矿、石油、天然气管道铺设和军事工程中被广泛地使用。

挖掘机主要用于筑路工程中的堑壕开挖，建筑工程开挖基础，水利工程开挖沟渠、运河和疏浚河道，在采石场、露天开采等工程中剥离和矿石的挖掘等。

据统计，工程施工中约有60％左右的土石方量是靠挖掘机完成的。

此外，挖掘机更换工作装置后还可进行浇筑、起重、安装、打桩、夯土和拔桩、破碎等作业。

3.1挖掘机的分类及特点

1、挖掘机的分类

挖掘机械的类型较多，可按照挖掘机工作原理、作业过程、用途和构造特征进行分类。

按挖掘机作业过程分为周期作业式和连续作业式两类。

周期作业式挖掘机是指挖掘、铲运、卸载等作业依次重复循环进行的挖掘机，各种单斗挖掘机属于这一类。

连续作业式挖掘机是指挖掘、铲运、卸载等作业连续进行的挖掘机，包括多斗挖掘机、滚切式挖掘机及隧道挖进机（铣切式）。

按用途不同，单斗挖掘机分为通用型（或万能型）和专用型挖掘机。

在建筑工程中，建筑型单斗挖掘机是使用最多的、最基本的一种型式，通过更换工作装置；可进行挖掘、装载、起重和打桩等作业，故常称为通用型（万能型）挖掘机。

专用型单斗挖掘机包括采矿型、剥离型和隧洞式（短臂）。

这些挖掘机一般只有一个工作装置，用以完成某一特定作业。

按动力装置分，有电驱动、内燃机驱动、复合驱动。

其中内燃机驱动较为普遍。

按传动方式分，有机械传动式、液力机械传动式、全液压传动式。

后两种特别是全液压驱动式越来越多地被采用。

按行走机构的结构型式分，有履带式、轮胎式、汽车式、悬挂式、步行式和水陆两用式等，其中履带式挖掘机占的比例较大。

2、特点及应用范围

1）建筑型单斗挖掘机

建筑型单斗挖掘机的特点是，具有正铲、反铲、拉铲、抓斗、起重吊钩等3—5种工作装置，可进行多种作业，其中以反铲应用居多，斗容量一般在2m3以下。

单斗挖掘机一般用一台柴油机驱动，也有用一台或多台电动机驱动的。

行走机构有履带式和轮胎式两种。

履带式挖掘机的整机质心位置低，行驶、作业稳定性较好；轮胎式挖掘机的行驶速度较高，能较远距离的自行转场。

目前操纵方式主要采用液压。

适用于挖掘I—IV级土壤（工程上总共分五级，按各种工具如铁锹、镐等是否能挖动来衡量，I级土壤脚踩上去有脚印，用铁锹可轻易挖动。

）及爆破后的V—VI级岩石（按硬度分）。

2）采矿型单斗挖掘机

该挖掘机的主要工作装置为正铲，个别的配有拉铲和起重装置，斗容量一般为2~8m3，大多数采用机械传动，主要用于露天矿的挖掘和装载作业。

3）剥离型单斗挖掘机

该挖掘机有履带式和步行式两种，多用于露天矿表层剥离、大型基建工程、河道疏浚和挖掘、土壤改良等工程中。

履带式剥离型单斗挖掘机采用正铲，斗容量一般为4~53m3，可开挖I~IV级土壤；而步行式的多采用拉铲，斗容量一般为4~76.5m3，行走机构的接地比压小（当整机质量为160—1400t时，接地比压仅为78.4~147.1kPa），适宜于在松软、沼泽地面作业。

作业范围很广，被广泛用于露天矿表层剥离、砂砾石开采、河道开挖及大型工坝、路基、桥基、水电站基础开挖等工程。

4）隧道挖掘机

该挖掘机具有特种工作装置和较小的转台尾部回转半径，专用于隧道、坑道、地铁等狭窄的作业环境，可挖掘和装载I—IV级土壤或爆破后的V~VI级岩石。

5）多斗挖掘机

这是一种由若干个挖斗连续循环进行挖掘作业的施工机械，主要用于从VI级以下土壤中挖取土方、开挖沟渠、剥离采料场或露天矿场的表面土壤、修理坡道以及装卸松散物料等作业。

3.2液压挖掘机的主要参数和选择

1、液压挖掘机的主要参数

液压挖掘机的主要参数有以下几类：

1）尺寸参数如工作尺寸、机体外形尺寸和工作装置尺寸等。

2）质量参数如整机重量、各主要部件（或总成）的重量等。

3）功率参数如发动机、液压系统及主要机构功率、力和速度等。

4）经济指标参数如作业周期、生产率等。

液压挖掘机主要参数中最重要的参数有三个，即斗容量、机重和发动机功率。

关于主参数斗容量、机重和发动机功率的概念，各国标准所定的含义略有不同。

我国液压挖掘机标准定义为：

标准斗容量：

指挖掘Ⅲ级或容重为18000N/m3的土壤时，铲斗堆尖时的斗容量（m3）。

为充分发挥挖掘机的挖掘力，对于不同等级或容重的土壤可以配备相应不同斗容量的铲斗（m3）。

【注】容重：

容积重量，即单位体积土的重量，一般以N/m3或KN/m3计。

分为自然状态下的实土容重和松散状态下的容重。

土方工作量一般均按实土体积进行计算。

机重：

是指带标准反铲或正铲工作装置和标准行走装置时的整机工作质量（t）。

发动机功率：

指发动机的额定功率（12小时工作），即正常运转条件下本身消耗以外的净输出功率（KW）。

斗容量直接反映了挖掘机的挖掘能力和效果，据以选用施工中配套的运输车辆，而土石方工程量也以体积计算。

液压挖掘机也有采用标准斗容量作为分级标志的。

但也有认为，液压挖掘机工作装置多，同一机械可以设有多种不同斗容量的铲斗（按土质不同及施工尺寸要求），故斗容量分级不够明确。

功率反映了机械的动力级，与其它参数有函数关系，影响挖掘机的性能。

例如定量系统挖掘机0.1m3斗容量约需功率12~15kW，故也可作为挖掘机分级标志。

但也有认为由于液压系统不同，辅助设备能耗不同，或功率储备不同，以功率分级亦不妥。

机重则直接反映了机械本身的重量级，它对技术参数指标影响很大，因挖掘机挖掘能力的发挥、功率的充分利用、机械的稳定性都要以一定的机重来保证，因此机重反映了挖掘机的实际工作能力，可用作分级标志。

以上三个主参数在国外均有用作分级标志。

如联邦德国的O＆K公司、日本的日立建机等采用按标准斗容量分级；法国的Poclain公司采用以发动机功率圆整值作为系列分级标志；而联邦德国的Liebherr、Demag、Weyhausen以及法国的Richier公司等则以机重为系列分级标志。

我国按上述原因和国内习惯曾采用斗容量为系列分级的主要标志。

新修订的《液压挖掘机基本参数》标准采用机重与标准斗容为标志，液压挖掘机新产品设计或老产品的改进、整顿、变型设计等型式和参数的确定都应符合标准规定。

2、主要参数的选择

选择确定液压挖掘机主要参数的基本依据是：

1）设计任务书所规定的铲斗容量、用途和作业要求、工作条件等等；

2）有关国内外同类型、同等级液压挖掘机的技术资料，国家以及企业的系列标堆等；

3）理论分折或经验计算；

4）使用单位的要求和制造厂的生产条件等。

主要参数的选择确定是液压挖掘机总体方案设计中重要的环节，它与挖掘机整体和各主要机构的结构型式有密切关系，例如工作装置尺寸往往必须在选定工作装置结构型式和布置方案后才能确定，而工作装置的结构方案选择又必须满足工作装置尺寸的要求，因此结构方案的选择与主要参数的确定常常需要交叉反复进行、并通过方案比较后再确定。

在确定主要参数时，必须正确处理先进性、可靠性、经济性之间的关系，正确处理相互制约的有关参数间的关系，例如过分地减轻机重，将影响机械挖掘力的发挥并导致有效工作尺寸的减小，甚至影响机械的强度和刚度。

反之，则必然导致机械过于笨重，经济性很差。

因此要实事求是地分析和满足对各项性能指标的要求，盲目地提高或削弱某些参数都将带来不良的结果，因为挖掘机是个有机的整体，共性能的优劣不仅与各部件性能有关，更重要的是决定于各部件结构特性的协调匹配。

合理的主要参数应该符合以下条件：

1）满足实际使用要求—实用性；

2）适合于生产厂的制造条件—可能性；

3）充分利用发动机功率—经济性；

4）与国内外同类型产品相比有较先进的技术经济指标和可靠的工作性能—先进性。

影响液压挖掘机参数的因素很多，各参数之间又彼此影响制约，关系复杂。

然而具有先进性能和技术经济指标的液压挖掘机其总体参数间存在着一定的内在联系的规律性。

最优化而简便的参数确定方法尚在研究之中。

目前，可利用电子计算机进行参数选择过程中的多种方案比较，从而能较快地得到较理想的参数值。

对于通用典型的挖掘机可用以下方法确定参数：

1）比拟法（或称类比法）：

即通过同类型机械的比拟（类比）得出参数值。

2）经验公式计算法（或称查表法）：

按概率统计归纳得到的经验公式进行概略的计算，得出参数值；

3）按标准选定法：

即按照国家颁布的液压挖掘机型式与基本参数系列标准规定的数假范围，结合拟采用的结构特点选定参数值；

4）理论分析计算法：

即按拟定的结构特点，在理论分析与试验数据的基础上进行分析计算，得出参数值。

按以上方法（尤其是前三种方法）得出的参数值不可能是完全确切合适的，必须在设计过程中按结构方案、强度以及挖掘机的特殊要求进行方案比较加以修正确定。

实际工作中还往往综合使用以上方法，如采用类比法或经验计算法后与标准进行比较，有的参数再通过理论分析进行核算来选定。

采用比拟法和查表法进行选择计算参数的依据都是以相似理论为基础，即认为性能完善的标准型通用挖掘机，其各种参数几乎都与它的主参数（机重）有一定的关系，而且相同结构型式的挖掘机，工作条件相近则彼此间参数的比值亦相近。

对于这类挖掘机，尤其是中小型的，其外形尺寸、工作尺寸和斗容量、功率等参数可以参照选定作为比拟样机的参数值，按相似原理用内插法决定。

按照相似原理，若相比拟两机之机重参数值改变y倍时，即相似系数为：

则其主要参数的比例为:

式中L1，F1,q1，N1及L0，F0,q0，N0分别为拟设计的液压挖掘机及比拟样机的：

线向尺寸，面积，斗容量和功率。

采用比拟法确定参数时，可选用国内外液压挖掘机先进产品作为典型样机或国内外有关挖掘机设计标准，求出相似系数y，按上述关系确定所设计液压挖掘机的各主要参数。

但应注意比拟法只适用于同类型产品，即结构型式、液压系统相似，工作对象、条件基本相同者。

轮胎式液压挖掘机大多数与履带式液压挖掘机采用通用的工作装置和上部转台（包括发动机、液压元件等），因此有些参数如发动机功率、斗容量等一般相同。

但由于底盘不同，也有些参数如工作尺寸，机体尺寸和机重有差别。

一般情况下，轮胎式挖掘机的机重比同等级履带式挖掘机略小，差别在10％以下。

比拟法中首先应初步确定机重参数。

而各部分重量亦可按比拟法初步估算。

经验公式计算法（查表法）是以液压挖掘机的机重为指标，对现代液压挖掘机的总体参数用概率方法得出各主要参数的经验系数，以公式来确定挖掘机的各种参数。

3.3单斗液压挖掘机的液压系统

3.3.1单斗液压挖掘机的工况特点和对系统的要求

1、主机工况特点

单斗液压挖掘机的作业过程包括以下几个间歇动作：

动臂升降、斗杆收放、铲斗装卸、转台回转、整机行走以及其他辅助动作。

除辅助动作（包括轮式挖掘的支腿收放、整机转向等）不需全功率驱动以外，其它都是挖掘机的主要动作，要考虑全功率驱动。

由于挖掘机的工作对象和工作条件变化较大，主机的工作有两项特殊要求：

1）由于实现各种主要动作时，阻力与作业速度随时变化，因此，要求液压缸和液压马达的压力和流量也能相应变化；

2）为了充分利用发动机功率和缩短作业循环时间，工作过程中往往要求有两个主要动作（例如挖掘与提升、提升与回转）同时进行（复合动作）。

图3.3-1所示是单斗液压挖掘机一个作业循环的组成和动作的复合，包括：

图3.3-1液压挖掘机的作业循环组成

1）挖掘通常以铲斗液压缸或斗杆液压缸进行挖掘，或两者配合进行挖掘，因此，在此过程中主要是铲斗和斗杆的复合动作，必要时，配以动臂动作。

2）满斗回转挖掘结束，动臂液压缸将动臂顶起，满斗提升，同时回转液压马达使转台转向卸土处，此时，主要是动臂和回转的复合动作。

3）卸载转到卸土点时，转台制动，用斗杆液压缸调节卸载半径，然后铲斗液压缸回缩，铲斗卸载，为了调整卸载位置，还要有动臂液压缸的配合，此时，是斗杆和铲斗的复合动作，间以动臂动作。

4）返回卸载结束，转台反向回转，动臂液压缸和斗杆液压缸配合，把空斗放到新的挖掘点，此时是回转和动臂或斗杆的复合动作。

实践证明，除个别情况以外，挖掘机工作时很少出现两种以上的复合动作。

2、对液压系统的要求

单斗液压挖掘机的动作繁复，主要机构经常启动、制动，换向，外负荷变化很大，冲击和振动多，而且野外工作，温度和环境变化大，所以对液压系统的要求是多方面的。

根据挖掘机的工作特点，液压系统要满足主机正常工作要求，即：

1）要保证动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以互相配合实现复合动作；

2）主机工作过程中，要求工作装置的动作和转台的回转既能单独进行，又能作复合动作，以提高生产率；

3）履带式挖掘机的左、右履带要求分别驱动，使挖掘机行走方便，转向灵活，并且可以原地转弯；

4）挖掘机的一切动作都是可逆的，而且要求无级变速；

5）要求工作安全可靠，各种作业液压缸要有良好的过载保护，回转机构和行走装置要有可靠的制动和限速，要防止动臂因自重而快速下降和整机超速溜坡。

根据挖掘机的工作环境和条件，液压系统还应满足下列要求：

1）充分利用发动机功率，提高传动效率；

2）系统和元件应保证在外负荷变化大和急剧的振动冲击作用下，具有足够的可靠性；

3）力求减少系统总发热量，设置轻便耐振的冷却装置，使主机持续工作时，油温不超过85℃，或温升不大于45℃；

4）系统的密封性能要好。

由于工作场地尘土多，油液容易污染，要求所用元件对油液污染的敏感性低，整个系统要设置滤油器和防尘装置；

5）为了减轻司机操作强度，要考虑采用液压或电液伺服操纵装置。

3.3.2液压系统的类型

单斗液压挖掘机的液压系统根据系统压力和液压泵特性可以分为中高压和高压定量系统，高压变量系统。

中高压定量系统大多采用外啮合齿轮泵，系统工作压力为16MPa左右，这种液压泵具有结构简单，工作可靠，尺寸小，重量轻等特点，但是效率低。

国外单斗挖掘机的中商压定量系统也有采用双作用叶片泵作为动力元件。

高压定量系统采用径向偏心柱塞泵，系统工作压力为32MPa左右，这种液压泵结构不复杂，工作可靠，耐冲击和振动，压力高，寿命长，但调速困难。

高压变量系统大多采用恒功率调节的轴向柱塞泵，系统工作压力32MPa左右，当外负荷变化时液压泵能够自动调节流量，达到充分利用发动机功率的目的，而且效率高，在中型和大型挖掘机中得到广泛的应用。

在定量系统中，流量固定，不能因外负荷变化而使流量作相应的变化，因此负荷小时不能提高作业速度，功率得不到充分利用。

为了满足作业要求，定量系统的发动机功率要根据最大外负荷和作业速度来确定。

其缺点是系统功率不能充分利用，泵的特性很硬，挖掘硬土时引起很大的溢流损失。

定量泵简单可靠，价格低廉，耐冲击性能好，过去定量系统广泛应用于小型液压挖掘机上。

目前仅为了节省成本，少量用于小型液压挖掘机。

或者在双泵双回路系统中，其中一个泵采用定量泵，用于机身回转、大臂摆动、推土板起落。

必要时也可和主泵合流，参与工作装置的复合运动。

单斗液压挖掘机的变量系统，通常采用变量泵——定量马达（或液压缸）调速，实现无级变量。

变量泵在变量范围以内，功率基本上保持恒定，随着外负荷的变化，液压泵的输出流量相应变化，因此，负荷小时可以增大流量，加快作业速度，功率得到比较充分的利用。

变量系统挖掘机的发动机功率一般是根据挖掘机工作中需要克服的平均负荷和作业速度来确定。

变量系统由于下列特点，在液压挖掘机中得到广泛的应用：

1）作业速度与作业力之间可以自动调节，外负荷小时，可以减小作业力，增大作业速度，提高生产率；外负荷大时，可以增大作业力，降低作业速度，克服大负荷。

2）液压泵经常在满负荷状态工作，发动机功率利用比较充分。

但变量系统的元件较复杂，成本也高。

单斗液压挖掘机的变量系统大多是双泵双回路，根据两个回路的变量有无关联，分为分功率变量和全功率变量两种。

3）、系统比较

（1）功率利用

由于定量系统的发动机功率要按最大外负荷来确定，而变量系统的功率决定于平均负荷，当作业速度相同时，同等级挖掘机采用定量系统所需功率约为变量系统的1.3~1.4倍，而功率利用率平均约为60％。

变量系统在变量范围以内理论上可得到100％的功率利用。

双回路变量系统中，功率利用情况比较复杂。

在双泵双回路系统合流状态下，不管是全功率变量或分功率变量，功率利用是一样的。

但是，当分流状态下，单一动作时，全功率变量的分流功率利用要优于分功率变量的分流功率利用，而且调节范围大。

（2）主机工作性能和液压泵寿命

定量泵流量固定，所驱动执行元件的运动速度稳定，不因外负荷变化而变化，所以元件工作稳定，运动轨迹容易控制，有利于开挖平面或斜面等规则表面。

同时由于定量泵不是永远在满负荷情况下运转，泵的寿命比较长。

分功率变量系统的功率利用较好，然而由于各回路的流量要分别调整，动作的配合比较困难，尤其是挖掘机行走时，司机必须经常手控调速，使两条履带动作协调。

全功率变量系统的功率利用很好，两台泵的流量始终相等，司机易于掌握调速，尤其是履带式挖掘机的左、右两条履带，由于行走马达转速相同，不管两者阻力如何不同，仍能同步运行，保证了主机的直线行驶性能。

复合动作时，尽管一个回路上外负荷很大，由于流量相等，作业速度仍可加快。

因此，全功率变量系统是目前采用最普遍的液压系统。

但是，全功率变量系统中两泵负荷不等，当一泵空载时，另一泵仍可全负荷运转，甚至超载运转，因此，液压泵寿命较短。

2、恒功率与恒压组合调节的变量系统

为了充分利用发动机功率，降低能量损失和减少系统发热，目前挖掘机液压系统广泛采用了以下形式：

a）恒功率变量系统；

柱塞泵的压力和流量近似地按恒功率关系变化，负载变化引起泵的工况改变时不会影响原动机的工况，使原动机仍在高效率区运转，充分发挥原动机的功率，并且提高了低负载时液压执行机构的速度。

恒功率泵配备较小的原动机便可得到同样的最大流量和最高压力（因为恒功率泵中压力与流量的最大值不是同时出现的）。

由于上述优点，恒功率泵被大量地应用在液压挖掘机上。

b）恒压控制变量系统；

恒功率变量系统中，系统最大压力pmax由安全溢流阀的调定压力限定，若压力超过pmax，压力油经过安全溢流阀流回油箱。

由于挖掘机的外负荷有时会大幅度增长，使回路中油压升高到超过最大压力，这时；液压功率就以溢流形式无谓地损耗，结果，系统发热、功率浪费。

这种现象在矿用正铲挖掘机中更为严重，若是大型机，攻率损失是十分可观的。

恒压控制的变量系统使主回路上的流量基本无溢流损失，当压力大于系统最大工作压力时，液压泵不再输出流量，作近似无溢流；无能量损失地自动卸荷；这种系统一般适用于功率大于220kW（300马力）的大型矿用液压挖掘机。

c）恒功率与恒压组合调节的变量系统；

将上述恒压控制应用到恒功率变量系统中去，就是恒功率与恒压组合调节的变量系统。

该系统也有分功率调节和总功率调节两种。

图3.3-2所示是这种系统的特性曲线，其特点是：

图3.3-2恒功率恒压调节变量组合的特性曲线

（1）当系统工作压力p在开始变量压力p0和恒压控制顺序阀开启压力pm之间时（p0

（2）当外负荷使系统工作压力p超过顺序阀开启压力pm时（pm

因此，在一般负荷下，可以无级调速，充分利用功率，而当大负荷时、可以使液压泵输出油量与执行元件需要油量相平衡，基本上无溢流损失。

大型液压挖掘机在大负荷或回转起动过程中都会发生溢流现象，功率损失很大，。

采用恒功率恒压组合调节以后，可以大大改善这种情况。

3.3.3合流方式

图3.3-3手控合流

单斗液压挖掘机的双泵双回路系统中，为了提高生产率，要求动臂提升、斗杆收放和铲斗转动有较快的工作速度，因此，需要考虑双泵合流问题。

即双泵虽然各自构成独立的回路，但必要时，可以向一个执行元件共同供油。

在中、小型挖掘机中，动臂液压缸和斗杆液压缸均能合流，大型挖掘机的铲斗液压缸也能合流。

据统计，合流以后，可以缩短作业循环时间20%~50%。

双泵合流有手控和自动两种方式。

（1）手控合流手控合流就是利用手控或电磁操纵的合流阀使回路合流。

图所示是一种复合回路的手控合流。

该液压系统中，除回转换向阀3采用顺序单动以外，其余均为串联回路。

泵1的压力油通过此阀与泵2的压力油合流，经换向阀8导入动臂液压缸。

或经换向阀9导入斗杆液压缸。

手控合流方式可以根据需要使两个回路进行合流或分流。

例如，挖掘机动臂举升时，通过合流阀，可以加快举升速度。

如果挖掘机动臂举升和回转同时动作，可以截断两泵通路，保证两个独立的复合动作。

这种合流方式工作可靠、灵活性大。

缺点是增加一个操作动作，如利用电磁操纵合流阀，可以减轻司机操作劳动强度。

（2）自动合流

图3.3-5液压自动合流

自动合流不需要独立的合流阀，当换向阀移位时，两个回路的压力油自动合流。

液压自动合流（图3.3-5）大多是阀内合流，即换向阀移动以后，两条回路自动接通而合流。

三位八通换向阀4右移到位时，泵1和泵2的压力油在阀内合流以后，通往斗杆液压缸大腔。

同样，阀7或阀8在Ⅰ位时，双泵在阀内合流，压力油导入动臂液压缸或铲斗液压缸。

若操纵回转换向阀3或行走换向阀5和6，有一泵卸载，对液压马达不合流。

自动合流不要合流阀，省去一个操作动作，减轻了司机工作强度，工作也很可靠。

但是，这种合流方式，只要挖掘机实现单一的挖掘动作（动臂升降、斗杆收放、铲斗转动中任何一项动作），液压系统就双泵合流，无法保证单一挖掘动作的单泵供油（即分流状态的供油），灵活性较差。

3.3.4WY60型履带式单斗液压挖掘机液压系统

全功率变量系统是目前液压挖掘机采用最普遍的液压系统。

国产WY60型单斗液压挖掘机采用双泵双回路全功率变量系统，先导操纵。

WY60型液压挖掘机液压系统如图3.3-6所示。

该液压系统的特点是：

采用对流式顺序单动和并联相结合的主回路；各工作液压缸都能双泵合流；液压马达装有多功能的液压制动阀；设有油温及油液污染指示信号器，以便及时对油液进行冷却和清洗滤油器。

1、动力源

发动机1带动斜轴式双联轴向往塞泵2、3和齿轮泵4，系统最大工作压力为25MPa，变量起始压力为10MPa，最大流量为2×1251／min。

双联泵带有全功率调节机构，根据整个系统的压力进行变量。

2、先导操纵

液压挖掘机的作业操纵回路主要是操纵换向阀移位，以改变各个机构的动作方向或速度。

由于挖掘机工作时动作频繁，作业条件多变，需要经常变换各个换向阀的位置，尤其是大型挖掘机，操作频繁而费力，司机易于疲劳，工作效率随之降低，故一般要求手柄上操纵力小于40~60N、踏板上操纵力低于80~100N。

目前液压挖掘机大多采用先导操纵。

即利用手柄操纵先导阀，使具有一定压力的控制油进入各个换向阀，推动阀杆移位，实现主机各机构的动作。

先导操纵的回路控制油压力一般为3~5Mpa。

图3.3-6WY60型液压挖掘机液压系统

先导操纵的优点是：

1）操纵轻便，作用在手柄上的力一般在25N以内，减轻司机工作强度、提高工作效率；

2）传动与操纵利用同样介质，装置简单、尺寸小；

3）先导装置可以与换向阀分开设置，用油管连接，便于管路布置；

4）整套先导装置是一个独立单元，可以成为一个完整的控制系统，通用于一切工程机械；

但是，先导操纵由于压力低、控制油流经管路时，受阻力影响而延迟反应时间、减低控制精度，因此，操纵距离不宜太长。

WY60型液压挖掘机液压系统的先导阀操纵系统自成独立油路，由齿轮泵