2024年6月14日发(作者：丛天蓝)

2021/08总第546期

电动式移动破碎机的液压系统设计

魏宏星，李洪聪，刘成成，王洪伟，齐 欢

（柳工美卓建筑设备（常州）有限公司，江苏 常州 213000）

［摘要］本文在基本破碎机工作原理的基础上，根据节能环保和排放等要求设计了电动式移动破碎

机的液压系统；对该液压系统进行了原理性分析和相关的设计计算，发挥出了液压技术的特点，使破碎

机除了能够完成破碎工作外，还具有系统发热较小，更加高效节能的特点；采用液压系统的相关配置来

解决较大物料阻塞使破碎机工作效率较低的问题；通过破碎机在实际工作中的相关测试，验证了该破碎

机的实用性。

［关键词］移动破碎机；电动；液压系统；变量控制

［中图分类号］TD541 ［文献标志码］B ［文章编号］1001-554X（2021）08-0073-05

Design of hydraulic system of electric mobile crusher

WEI Hong-xing，LI Hong-cong，LIU Cheng-cheng，WANG Hong-wei，QI Huan

破碎机是集进料、破碎、筛分、除铁、输送

等工艺为一体的机械设备，通过对其工艺流程的优

化使其具有岩石破碎、骨料生产、露天采矿等多种

破碎作业功能

［1］

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

。

移动破碎机有柴油驱动式和电动驱动式两

种。电动驱动式破碎机工作时的动力源为外接用

电，整机行走和其他机构的运动通过液压系统来实

现。设备工作时能耗较低，而且更加环保。本文

开发设计了一种电动式移动破碎机的液压系统，

能够实现破碎机的整机性能需要，具有实际应用

价值。

本研究设计的电动式移动破碎机的整机重量

为52t，整机行走速度为0.7～1.2km/h，各油缸动作

时间不超过30s，系统压力不超过35MPa，冷却器

风扇转速为0～1700r/min。破碎主机工作时，防卡

料油缸需要同时工作。

1. 进料系统 2. 给料系统 3. 液压系统 4. 破碎主

机 5. 电气系统 6. 行走系统 7. 动力系统 8. 鼓风

机 9. 除铁系统 10. 筛分机 11. 输送系统组成

图1 电动式移动破碎机结构组成示意图

1.2 电动式移动破碎机的工作原理

电动式移动破碎机的进料系统为待破碎物料

进料的地方，简称进料斗。给料系统通过电机驱动

激振器产生离心力将进料斗内的物料输送至破碎主

机的仓室内。三相异步电机通过皮带轮驱动破碎主

机工作将待破碎物料破碎成需要的小粒径物料。通

过电机驱动的输送系统将破碎形成的小粒径物料输

送至筛分机内实现物料的筛分。筛分后的小粒径物

料进入输送系统被输送至成品区，而较大物料则被

返料输送系统输送至进料斗内再进入破碎主机进行

二次破碎作业。鼓风机将物料中的碎布、木屑、塑

料等吹出，达到净化物料的目的。除铁系统用于去

DOI:

10.14189/1981.2021.08.013

［收稿日期］2021-03-22

［通讯地址］魏宏星，江苏省常州市武进区淹城南路588号

1 电动式移动破碎机的结构与工作原理

1.1 电动式移动破碎机的结构

电动式移动破碎机多为履带式行走破碎机，

主要由进料系统、给料系统、液压系统、破碎主

机、电气系统、行走系统、动力系统、鼓风机、除

铁系统、筛分机与输送系统组成，结构组成如图1

所示。

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73

DESIGN & CALCULATION

设计计算

除物料中的金属物质，防止金属物质损伤输送皮

带。发动机为动力系统的动力源，为液压系统提供

动力输入。液压系统主要实现行走系统功能、输送

系统功能和各油缸的动作。电气系统控制破碎机各

电器元件的工作。

2.2 电动式移动破碎机的液压工作原理

（1）液压系统采用变量控制系统，通过控制

电比例阀的开口大小来控制液压泵的输出流量。变

量泵2通过比较电比例阀中的LS口压力与变量泵的

出口压力大小来输出执行机构需要的流量，系统没

有多余的流量损失去产生热量，整个系统更加节

能

［2-4］

。

（2）采用变量马达12与减速机来驱动履带行

走，通过控制电比例换向阀13可以实现破碎机的直

线行走、爬坡、转弯等动作并可以无级的控制运

动速度。当电动式移动破碎机需要转换工作场地

2 电动式移动破碎机的液压系统设计

2.1 电动式移动破碎机的液压原理设计

根据电动式移动破碎机的工作要求，设计液

压原理如图2和图3所示。

78

12

16

12

16

或者在拖车不能进入的复杂工况下进行较长距离

行走时，通过控制电比例换向阀15可以控制液压马

达的排量，实现破碎机的高速行走，速度由原来的

0.7km/h提高到1.2km/h。

6

9

14

1313

15

17

油

缸

组

件

5

4

1110

11

（3）采用液压马达7驱动冷却器21的冷却风

扇，通过控制电比例换向阀5可以实现控制冷却风

扇的转速达到控制冷却功率的目的，使液压系统、

动力系统工作在较佳的温度范围内。此外，通过控

制电比例换向阀5也可以实现冷却风扇的反转，方

便清理堵塞在冷却器表面的物质。

（4）通过控制电比例换向阀10完成液压油缸

8的动作可以实现除铁器高度的调节，方便清理堵

塞在除铁器位置的金属物质。平衡阀9是为防止油

缸动作时发生抖动而进行的配置

［5-8］

。

（5）通过控制电比例换向阀17的动作，可将

筛分机支腿油缸16伸出，借助油缸的支撑，可以将

筛分机降下，实现筛分机筛网的更换工作。

（6）采用液压油缸27驱动进料斗帆板完成进料

斗工作状态的切换。采用液控单向阀将油缸与帆板锁

住，防止管路破损后帆板与油缸动作带来的危险。

1818

21

1

24

25

23

2

M

19

22

3

2

3

20

1. 发动机 2. 变量泵 3. 单向阀 4. 主溢流阀 5、10、

13、15、17. 电比例换向阀 6. 冷却器马达阀组 7. 冷

却器马达 8. 除铁器油缸 9. 平衡阀 11、14、18. 溢

流阀 12. 行走马达 16. 筛分机油缸 19. 回油过滤

器 20. 旁通单向阀 21. 冷却器 22. 油箱 23. 液位计

24. 空气滤清器 25. 放油球阀

图2 电动式移动破碎机液压原理图

272727293133

32

28

26

30

34

（7）当破碎主机中的配件需要更换时，通过

控制电比例换向阀15的动作后，操作手阀28驱动油

缸31，完成破碎主机仓盖的开启，然后利用机械装

置进行安全限位后，可进行破碎主机中配件的更换

工作。平衡阀32是为防止破碎机仓盖开启和关闭时

发生抖动而进行的配置。

（8）通过控制电比例换向阀15的动作后，操

作手阀28驱动出料粒径控制油缸29，可以实现破碎

机出料粒径大小的控制。

泵

源

26、28、34. 手阀 27. 进料斗油缸 29. 出料粒径控制油

缸 30. 单向节流阀 31. 破碎主机仓盖油缸

32. 平衡阀 33. 返料折叠油缸

图3 电动式移动破碎机油缸组件液压原理图

74

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（9）通过控制电比例换向阀15的动作后，操

作手阀34驱动返料折叠油缸33，可以实现返料输送

机的折叠控制。

2.3 电动式移动破碎机的防卡料液压原理设计

电动式破碎机工作时，发动机处于不工作状

态。当超过破碎主机进料口的大粒径物料进入到进

料斗后，经过给料机的驱动，大粒径物料会卡在破

碎主机的进料口，造成进料的堵塞，影响整机的工

作效率，通过配置液压动力单元驱动防卡料油缸动

作可以解决这一问题。防卡料液压原理图见图4。

外接电源为电机4提供动力输入，电机4驱动

液压泵5工作输出具有压力能的液压油，液压油经

过控制阀组7后驱动油缸8动作将破碎主机进料口的

进料空间加大，使大粒径物料顺利进入破碎主机

仓内完成破碎作业。当大粒径物料进入破碎主机

完成破碎后，可以将控制阀组中的电磁阀断电并关

闭电机电源，破碎主机进料口机械装置通过自重带

动油缸回到初始位置。其中，因油缸的工作压力较

小，动作时间为5～8s，所以油缸的控制采用差动

整机行走速度

V

/（km/h）

整机行走速度

V

/（km/h）

冷却器马达扭矩

M

/N·m

除铁器油缸推力

F

/kN

进料斗油缸推力

F

/kN

破碎主机仓盖油缸推力

F

/kN

筛分机油缸推力

F

/kN

出料粒径控制油缸推力

F

/kN

防卡料油缸推力

F

/kN

返料折叠油缸推力

F

/kN

0.7

1.2

51.3

14

17.2

80

425

12.5

2.4

23

控制形式，即采用较小排量的泵即可满足速度要

求

［9-11］

。这样设计既减小了液压动力单元的外

形尺寸，又方便液压动力单元在整机上进行布置

安装。

8

7

6

4

M

5

2

3

1

9

1. 油箱 2. 空气滤清器 3. 放油螺堵 4. 电机 5. 液压

泵 6. 测压接头 7. 控制阀组 8. 防卡料油缸 9. 管路

图4 电动式移动破碎机防卡料液压原理图

2.4 设计计算

液压系统已知技术参数如表1所示。

牵引力

R

/kN

牵引力

R

/kN

转速/（r/min）

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

163.5

45.5

<1700

250

400

300

550

173

200

400

表1 液压系统技术参数表



30MPa

（1）行走马达计算。

选取减速机的减速比

i

=123，马达排量

q

1

=

104.8ml/r，

q

2

=59.1ml/r，驱动轮分度圆直径

D

=

650mm，可得液压马达压力与流量

3

n

1

马达



10



v



i

(60





D



10



3

)

163.5



650



D



M

max

R



53137.5N



m

2

2

2

2

2



3.14



53137.5

2



M

max



P



1

q

1

i



m



v

104.8



123



0.92



0.94



30MPa

10

3



0.7



123



703r/min



3

60



3.14



650



10

60



3.14



650



10

Q

1



n

马达



q

马达

(1000



v

)

703



104.8



78.4L/min

1000



0.94

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75

DESIGN & CALCULATION

设计计算

1000



0.94

45.5



650



D



M

max

R



14787.5N



m

2

2

2

2

2



M



P

2



max



q

2

i



m



v



14..8MPa

2

60



3.14

（

63

）

10



6



400

2

Q



S



L



t

10



7.48L/min

2



3.14



14787.5

59.1



123



0.92



0.94

59.1



123



0.92



0.94

（5）破碎主机仓盖油缸计算。

选取油缸缸径

D

=70mm，动作时间

t

=25s，则

80



1000



P



F



20.8MPa

2

S

3.14



70

（）

2

2

（

70

）

10



6



30060



3.14



2

Q



S



L



t

25



2.8L/min

n

2

马达

3



10



v



i

10

3



1.2



123



1205r/min



3

60



3.14



650



10

60



3.14



650



10

Q

1



n

马达



q

马达

(1000



v

)

(60





D



10



3

)

1205



59.1



75.8L/min

1000



0.94

（2）冷却器马达计算。

选取液压马达排量

q

=35ml/r，马达扭矩

M

max

=

51.3N·m，可得液压马达压力与流量

1000



0.94

2



M



P



max

q



m



r

（6）筛分机油缸计算。

选取缸径

D

=90mm，动作时间

t

=15s，则

42.5



1000



P



F



6.7MPa

2

S

3.14



90

（）

2

2

（

90

）

10



6



55060



3.14



2

Q



S



L



t

15



14L/min

2



3.14



51.3



10.6MPa



0.92





0.9435



Q

3



n

马达



q

马达

（

1000



v

)

（7）出料粒径控制油缸计算。

选取油缸缸径

D

=40mm，动作时间

t

=10s，则

12.5



1000



P



F



10MPa

2

S

3.14



40

（）

2

2

（

40

）

10



6



17360



3.14



2

Q



S



L



t

10



1.3L/min

1700



35



63.3L/min

1000



0.94

（3）除铁器油缸计算。

D

=40mm，动作时间

t

=5s，则选取油缸缸径



0.941000

14



1000



P



F



11.2MPa

S

3.1420



20

2

3.14

60



3.14



20

2



10



6



250

L

Q



S



t

5



3.77L/min

（4）进料斗油缸计算。

选取油缸缸径

D

=63mm，动作时间

t

=10s，则

17.2



1000



P



F



5.5MPa

2

S

3.14



63

（）

2

（8）防卡料油缸计算。

选取油缸缸径

D

=60mm，活塞杆直径

d

=

32mm，动作时间

t

=5s，则

2.4



1000



P



F



2

S

3.14



{(

60

)

2



[(

60

)

2

（

32

）

]}

222



3MPa

76

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Q



S



L

222

60



3.14

（

{

60

）

[

60

）

]}



10



6



200

（（

32

）

222



1.93L/min

5

t

（9）返料折叠油缸计算。

选取油缸缸径

D

=60mm，动作时间

5

t

=10s，则

23



1000



P



F



8.1MPa

2

S

3.14

（

60

）

2

经验证，此款电动式移动破碎机在某碎石厂

工作，整机性能稳定，工作可靠。

3 结论

此电动式移动破碎机的液压系统采用变量控

制系统，系统能耗较低，安全实用，效率较高，充

分满足了破碎机的使用要求。此款电动式移动破碎

机已在某碎石场经过验证，取得了满意的效果。随

着城市化进程的加快与资源再利用的持续需求，此

款电动式移动破碎机将有更广阔的市场前景。

［参考文献］

［1］ 苏明，朱东敏，刘劲松，等. 移动破碎机液力传动装

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［3］ 顾临怡，谢英俊. 多执行器负载敏感系统的分流控制

（

60

）

10



40060



3.14



2

Q



S



L



t

10



6.8L/min

2



6

（10）液压泵计算。

综合上述计算，破碎机行走时，两个履带马

达与冷却器马达同时工作时需要的流量最大，即

Q

max

2Q

1

马达

Q

3

马达

156.863.3220.1L/min

，

选取发动机转为

n

发动机

=2000r/min，液压泵数量为

2，则

q

泵



Q

max

（

2

n

发动机



v

)

发展综述［J］. 机床与液压，2001（3）：3-6.

［4］ 景俊华. 负载敏感系统的原理及其应用［J］. 流体传

动与控制，2010（6）：21-24.

［5］ 管传宝，罗瑜，黄昕，等. 液压平衡回路动态特性仿

真分析及实验研究［J］. 液压与气动，2018（09）：

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速度稳定性研究［J］. 液压与气动，2020（04）：

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［9］ 刘银水，李壮云. 液压元件与系统［M］. 北京：机

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［10］ 吴根茂，等编著. 实用电液比例技术［M］. 杭州：

浙江大学出版社，2006.

［11］ 张利平编著.液压元件选型与系统成套技术

［M］. 北京：化学工业出版社，2018.

220.1



1000



58.5ml/r

2



2000



0.94

选取液压泵

q

泵

=60ml/r。

（11）液压动力单元计算。

选取液压动力单元的电机为4极，

n

电机

=1430r/

min，则

2



2000



0.94

1.93



1000



1.43ml/r

q

泵

Q

（

n

电机



v

)

1430



0.94

选取液压泵

q

泵

=1.6ml/r。

（

n

电机



v

)

1430



0.94

P

泵





q

泵

n

电机



p



10



3

（

60



v



m

)



3

1.6



1430



3



10

60



0.94



0.93



0.13kW

选取电机

P

电机

=0.18kW。

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机的液压系统；对该液压系统进行了原理性分析和相关的设计计算，发挥出了液压技术的特点，使破碎

机除了能够完成破碎工作外，还具有系统发热较小，更加高效节能的特点；采用液压系统的相关配置来

解决较大物料阻塞使破碎机工作效率较低的问题；通过破碎机在实际工作中的相关测试，验证了该破碎

机的实用性。

［关键词］移动破碎机；电动；液压系统；变量控制

［中图分类号］TD541 ［文献标志码］B ［文章编号］1001-554X（2021）08-0073-05

Design of hydraulic system of electric mobile crusher

WEI Hong-xing，LI Hong-cong，LIU Cheng-cheng，WANG Hong-wei，QI Huan

破碎机是集进料、破碎、筛分、除铁、输送

等工艺为一体的机械设备，通过对其工艺流程的优

化使其具有岩石破碎、骨料生产、露天采矿等多种

破碎作业功能

［1］

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

。

移动破碎机有柴油驱动式和电动驱动式两

种。电动驱动式破碎机工作时的动力源为外接用

电，整机行走和其他机构的运动通过液压系统来实

现。设备工作时能耗较低，而且更加环保。本文

开发设计了一种电动式移动破碎机的液压系统，

能够实现破碎机的整机性能需要，具有实际应用

价值。

本研究设计的电动式移动破碎机的整机重量

为52t，整机行走速度为0.7～1.2km/h，各油缸动作

时间不超过30s，系统压力不超过35MPa，冷却器

风扇转速为0～1700r/min。破碎主机工作时，防卡

料油缸需要同时工作。

1. 进料系统 2. 给料系统 3. 液压系统 4. 破碎主

机 5. 电气系统 6. 行走系统 7. 动力系统 8. 鼓风

机 9. 除铁系统 10. 筛分机 11. 输送系统组成

图1 电动式移动破碎机结构组成示意图

1.2 电动式移动破碎机的工作原理

电动式移动破碎机的进料系统为待破碎物料

进料的地方，简称进料斗。给料系统通过电机驱动

激振器产生离心力将进料斗内的物料输送至破碎主

机的仓室内。三相异步电机通过皮带轮驱动破碎主

机工作将待破碎物料破碎成需要的小粒径物料。通

过电机驱动的输送系统将破碎形成的小粒径物料输

送至筛分机内实现物料的筛分。筛分后的小粒径物

料进入输送系统被输送至成品区，而较大物料则被

返料输送系统输送至进料斗内再进入破碎主机进行

二次破碎作业。鼓风机将物料中的碎布、木屑、塑

料等吹出，达到净化物料的目的。除铁系统用于去

DOI:

10.14189/1981.2021.08.013

［收稿日期］2021-03-22

［通讯地址］魏宏星，江苏省常州市武进区淹城南路588号

1 电动式移动破碎机的结构与工作原理

1.1 电动式移动破碎机的结构

电动式移动破碎机多为履带式行走破碎机，

主要由进料系统、给料系统、液压系统、破碎主

机、电气系统、行走系统、动力系统、鼓风机、除

铁系统、筛分机与输送系统组成，结构组成如图1

所示。

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73

DESIGN & CALCULATION

设计计算

除物料中的金属物质，防止金属物质损伤输送皮

带。发动机为动力系统的动力源，为液压系统提供

动力输入。液压系统主要实现行走系统功能、输送

系统功能和各油缸的动作。电气系统控制破碎机各

电器元件的工作。

2.2 电动式移动破碎机的液压工作原理

（1）液压系统采用变量控制系统，通过控制

电比例阀的开口大小来控制液压泵的输出流量。变

量泵2通过比较电比例阀中的LS口压力与变量泵的

出口压力大小来输出执行机构需要的流量，系统没

有多余的流量损失去产生热量，整个系统更加节

能

［2-4］

。

（2）采用变量马达12与减速机来驱动履带行

走，通过控制电比例换向阀13可以实现破碎机的直

线行走、爬坡、转弯等动作并可以无级的控制运

动速度。当电动式移动破碎机需要转换工作场地

2 电动式移动破碎机的液压系统设计

2.1 电动式移动破碎机的液压原理设计

根据电动式移动破碎机的工作要求，设计液

压原理如图2和图3所示。

78

12

16

12

16

或者在拖车不能进入的复杂工况下进行较长距离

行走时，通过控制电比例换向阀15可以控制液压马

达的排量，实现破碎机的高速行走，速度由原来的

0.7km/h提高到1.2km/h。

6

9

14

1313

15

17

油

缸

组

件

5

4

1110

11

（3）采用液压马达7驱动冷却器21的冷却风

扇，通过控制电比例换向阀5可以实现控制冷却风

扇的转速达到控制冷却功率的目的，使液压系统、

动力系统工作在较佳的温度范围内。此外，通过控

制电比例换向阀5也可以实现冷却风扇的反转，方

便清理堵塞在冷却器表面的物质。

（4）通过控制电比例换向阀10完成液压油缸

8的动作可以实现除铁器高度的调节，方便清理堵

塞在除铁器位置的金属物质。平衡阀9是为防止油

缸动作时发生抖动而进行的配置

［5-8］

。

（5）通过控制电比例换向阀17的动作，可将

筛分机支腿油缸16伸出，借助油缸的支撑，可以将

筛分机降下，实现筛分机筛网的更换工作。

（6）采用液压油缸27驱动进料斗帆板完成进料

斗工作状态的切换。采用液控单向阀将油缸与帆板锁

住，防止管路破损后帆板与油缸动作带来的危险。

1818

21

1

24

25

23

2

M

19

22

3

2

3

20

1. 发动机 2. 变量泵 3. 单向阀 4. 主溢流阀 5、10、

13、15、17. 电比例换向阀 6. 冷却器马达阀组 7. 冷

却器马达 8. 除铁器油缸 9. 平衡阀 11、14、18. 溢

流阀 12. 行走马达 16. 筛分机油缸 19. 回油过滤

器 20. 旁通单向阀 21. 冷却器 22. 油箱 23. 液位计

24. 空气滤清器 25. 放油球阀

图2 电动式移动破碎机液压原理图

272727293133

32

28

26

30

34

（7）当破碎主机中的配件需要更换时，通过

控制电比例换向阀15的动作后，操作手阀28驱动油

缸31，完成破碎主机仓盖的开启，然后利用机械装

置进行安全限位后，可进行破碎主机中配件的更换

工作。平衡阀32是为防止破碎机仓盖开启和关闭时

发生抖动而进行的配置。

（8）通过控制电比例换向阀15的动作后，操

作手阀28驱动出料粒径控制油缸29，可以实现破碎

机出料粒径大小的控制。

泵

源

26、28、34. 手阀 27. 进料斗油缸 29. 出料粒径控制油

缸 30. 单向节流阀 31. 破碎主机仓盖油缸

32. 平衡阀 33. 返料折叠油缸

图3 电动式移动破碎机油缸组件液压原理图

74

建筑机械

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2021/08总第546期

（9）通过控制电比例换向阀15的动作后，操

作手阀34驱动返料折叠油缸33，可以实现返料输送

机的折叠控制。

2.3 电动式移动破碎机的防卡料液压原理设计

电动式破碎机工作时，发动机处于不工作状

态。当超过破碎主机进料口的大粒径物料进入到进

料斗后，经过给料机的驱动，大粒径物料会卡在破

碎主机的进料口，造成进料的堵塞，影响整机的工

作效率，通过配置液压动力单元驱动防卡料油缸动

作可以解决这一问题。防卡料液压原理图见图4。

外接电源为电机4提供动力输入，电机4驱动

液压泵5工作输出具有压力能的液压油，液压油经

过控制阀组7后驱动油缸8动作将破碎主机进料口的

进料空间加大，使大粒径物料顺利进入破碎主机

仓内完成破碎作业。当大粒径物料进入破碎主机

完成破碎后，可以将控制阀组中的电磁阀断电并关

闭电机电源，破碎主机进料口机械装置通过自重带

动油缸回到初始位置。其中，因油缸的工作压力较

小，动作时间为5～8s，所以油缸的控制采用差动

整机行走速度

V

/（km/h）

整机行走速度

V

/（km/h）

冷却器马达扭矩

M

/N·m

除铁器油缸推力

F

/kN

进料斗油缸推力

F

/kN

破碎主机仓盖油缸推力

F

/kN

筛分机油缸推力

F

/kN

出料粒径控制油缸推力

F

/kN

防卡料油缸推力

F

/kN

返料折叠油缸推力

F

/kN

0.7

1.2

51.3

14

17.2

80

425

12.5

2.4

23

控制形式，即采用较小排量的泵即可满足速度要

求

［9-11］

。这样设计既减小了液压动力单元的外

形尺寸，又方便液压动力单元在整机上进行布置

安装。

8

7

6

4

M

5

2

3

1

9

1. 油箱 2. 空气滤清器 3. 放油螺堵 4. 电机 5. 液压

泵 6. 测压接头 7. 控制阀组 8. 防卡料油缸 9. 管路

图4 电动式移动破碎机防卡料液压原理图

2.4 设计计算

液压系统已知技术参数如表1所示。

牵引力

R

/kN

牵引力

R

/kN

转速/（r/min）

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

油缸行程

L

/mm

163.5

45.5

<1700

250

400

300

550

173

200

400

表1 液压系统技术参数表



30MPa

（1）行走马达计算。

选取减速机的减速比

i

=123，马达排量

q

1

=

104.8ml/r，

q

2

=59.1ml/r，驱动轮分度圆直径

D

=

650mm，可得液压马达压力与流量

3

n

1

马达



10



v



i

(60





D



10



3

)

163.5



650



D



M

max

R



53137.5N



m

2

2

2

2

2



3.14



53137.5

2



M

max



P



1

q

1

i



m



v

104.8



123



0.92



0.94



30MPa

10

3



0.7



123



703r/min



3

60



3.14



650



10

60



3.14



650



10

Q

1



n

马达



q

马达

(1000



v

)

703



104.8



78.4L/min

1000



0.94

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75

DESIGN & CALCULATION

设计计算

1000



0.94

45.5



650



D



M

max

R



14787.5N



m

2

2

2

2

2



M



P

2



max



q

2

i



m



v



14..8MPa

2

60



3.14

（

63

）

10



6



400

2

Q



S



L



t

10



7.48L/min

2



3.14



14787.5

59.1



123



0.92



0.94

59.1



123



0.92



0.94

（5）破碎主机仓盖油缸计算。

选取油缸缸径

D

=70mm，动作时间

t

=25s，则

80



1000



P



F



20.8MPa

2

S

3.14



70

（）

2

2

（

70

）

10



6



30060



3.14



2

Q



S



L



t

25



2.8L/min

n

2

马达

3



10



v



i

10

3



1.2



123



1205r/min



3

60



3.14



650



10

60



3.14



650



10

Q

1



n

马达



q

马达

(1000



v

)

(60





D



10



3

)

1205



59.1



75.8L/min

1000



0.94

（2）冷却器马达计算。

选取液压马达排量

q

=35ml/r，马达扭矩

M

max

=

51.3N·m，可得液压马达压力与流量

1000



0.94

2



M



P



max

q



m



r

（6）筛分机油缸计算。

选取缸径

D

=90mm，动作时间

t

=15s，则

42.5



1000



P



F



6.7MPa

2

S

3.14



90

（）

2

2

（

90

）

10



6



55060



3.14



2

Q



S



L



t

15



14L/min

2



3.14



51.3



10.6MPa



0.92





0.9435



Q

3



n

马达



q

马达

（

1000



v

)

（7）出料粒径控制油缸计算。

选取油缸缸径

D

=40mm，动作时间

t

=10s，则

12.5



1000



P



F



10MPa

2

S

3.14



40

（）

2

2

（

40

）

10



6



17360



3.14



2

Q



S



L



t

10



1.3L/min

1700



35



63.3L/min

1000



0.94

（3）除铁器油缸计算。

D

=40mm，动作时间

t

=5s，则选取油缸缸径



0.941000

14



1000



P



F



11.2MPa

S

3.1420



20

2

3.14

60



3.14



20

2



10



6



250

L

Q



S



t

5



3.77L/min

（4）进料斗油缸计算。

选取油缸缸径

D

=63mm，动作时间

t

=10s，则

17.2



1000



P



F



5.5MPa

2

S

3.14



63

（）

2

（8）防卡料油缸计算。

选取油缸缸径

D

=60mm，活塞杆直径

d

=

32mm，动作时间

t

=5s，则

2.4



1000



P



F



2

S

3.14



{(

60

)

2



[(

60

)

2

（

32

）

]}

222



3MPa

76

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2021/08总第546期

Q



S



L

222

60



3.14

（

{

60

）

[

60

）

]}



10



6



200

（（

32

）

222



1.93L/min

5

t

（9）返料折叠油缸计算。

选取油缸缸径

D

=60mm，动作时间

5

t

=10s，则

23



1000



P



F



8.1MPa

2

S

3.14

（

60

）

2

经验证，此款电动式移动破碎机在某碎石厂

工作，整机性能稳定，工作可靠。

3 结论

此电动式移动破碎机的液压系统采用变量控

制系统，系统能耗较低，安全实用，效率较高，充

分满足了破碎机的使用要求。此款电动式移动破碎

机已在某碎石场经过验证，取得了满意的效果。随

着城市化进程的加快与资源再利用的持续需求，此

款电动式移动破碎机将有更广阔的市场前景。

［参考文献］

［1］ 苏明，朱东敏，刘劲松，等. 移动破碎机液力传动装

置研制［J］. 液压与气动，2012（10）：112-115.

［2］ 徐志刚. 负载敏感泵控系统流量控制方法研究

［J］. 液压与气动，2014（12）：51-54.

［3］ 顾临怡，谢英俊. 多执行器负载敏感系统的分流控制

（

60

）

10



40060



3.14



2

Q



S



L



t

10



6.8L/min

2



6

（10）液压泵计算。

综合上述计算，破碎机行走时，两个履带马

达与冷却器马达同时工作时需要的流量最大，即

Q

max

2Q

1

马达

Q

3

马达

156.863.3220.1L/min

，

选取发动机转为

n

发动机

=2000r/min，液压泵数量为

2，则

q

泵



Q

max

（

2

n

发动机



v

)

发展综述［J］. 机床与液压，2001（3）：3-6.

［4］ 景俊华. 负载敏感系统的原理及其应用［J］. 流体传

动与控制，2010（6）：21-24.

［5］ 管传宝，罗瑜，黄昕，等. 液压平衡回路动态特性仿

真分析及实验研究［J］. 液压与气动，2018（09）：

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速度稳定性研究［J］. 液压与气动，2020（04）：

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浙江大学出版社，2006.

［11］ 张利平编著.液压元件选型与系统成套技术

［M］. 北京：化学工业出版社，2018.

220.1



1000



58.5ml/r

2



2000



0.94

选取液压泵

q

泵

=60ml/r。

（11）液压动力单元计算。

选取液压动力单元的电机为4极，

n

电机

=1430r/

min，则

2



2000



0.94

1.93



1000



1.43ml/r

q

泵

Q

（

n

电机



v

)

1430



0.94

选取液压泵

q

泵

=1.6ml/r。

（

n

电机



v

)

1430



0.94

P

泵





q

泵

n

电机



p



10



3

（

60



v



m

)



3

1.6



1430



3



10

60



0.94



0.93



0.13kW

选取电机

P

电机

=0.18kW。

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