第一篇：山河智能小型挖掘机克东县宣传单
山 河 智 能 挖 掘 机
庆祝：家力大型农机配件开业
湖南山河智能机械股份有限公司（股票简称：山河智能，证券代码002097），创立于1999年，是一家以工程机械为主业、具有鲜明“自主创新”特色的产学研一体化高新技术上市企业，公司总部位于湖南国家级长沙经济技术开发区。公司注册资本为2.7亿元，总资产超过28亿元，现有员工2000余人，其中硕士以上学历者100余人，各类专职技术人员750余人。
公司生产的SWE系列多功能液压挖掘机是公司集成创新、持续创新的成功典范。产品从SWE08到SWE150共20多种机型，形成全系列化。产品配置高，发动机、液压元件采用国际一流配套产品，性能可靠；整体设计特色鲜明，与国际潮流同行，外观时尚，机体结构紧凑，尾部回转半径小，操作简便舒适；先进的涂装技术保证了产品防腐蚀性好，配备了自主研发的独特的可伸缩底盘，使其通过性和工作稳定性同时得到保证。产品广泛应用于土石方施工，路面修复，埋设电缆、水管，园林栽培，河沟清理等工程。产品畅销全国，批量出口发达国家。
山河智能小型挖掘机享受五万元农业补助
山河智能挖掘机SWE50N9/60N9/70N9/80H/90N9/150LC特点 ·强劲省油的动力系统
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·舒适的操作环境
·先进的涂装技术
·超强的稳定性
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专为山河智能SWE系列设计匹配的发动机，动力强劲，性能可靠，油耗低，噪音小。·可靠的液压系统。
三泵全功率控制变量系统，能充分利用发动机功率。系统具有直线行驶、动臂锁止、动臂优先、动臂合流、辅助回路合流、斗杆流量再生等功能，合理利用流量，改善和提升整机性能。精心匹配操纵性。液压泵、主控阀、行走马达及回转马达全部采用原装进口产品，品质优良，工作稳定，整个系统运行可靠。
联系人：崔立军经理
联系电话：******
山河智能挖掘机付款方式：全款、按揭
大庆骏洋工程机械经销有限公司克东县经销处
地址：黑龙江省克东县南三道街路西
第二篇：小型挖掘机市场分析报告
小型挖掘机市场分析报告 小型挖掘机市场日益成为土方工程应用的理想设备，特别是在城市地区。英国工程机械咨询有限公司的大卫·菲利普斯以图表方式说明了该产品市场保有量的增长率。
20世纪90年代中期，小型挖掘机的全球需求量保持在6.5～7.0万台左右。小型挖掘机市场的生产能力已经被许多成熟的市场(特别是欧洲和日本)所认识到，但是庞大的北美市场对小型挖掘机产品的兴趣却不大，这是由于北美以及世界其他很多地区的强劲需求仍然完全倾向于挖掘装载机。1995年欧洲小型挖掘机市场销售量保持在2.3万台，而北美市场的销售量只有2000台。
像许多产品一样，小型挖掘机经常是市场无知和保守主义的受害者，同时许多新制造商在跻身于新的产品领域时营销手段欠佳。不过可喜的是目前北美市场呈指数趋势发展，并且中国的市场潜力也第一次被发掘出来。
小型挖掘机市场直到2000年之后才开始出现增长趋势，首先是欧洲，其次是北美市场在近期也开始活跃起来。小型挖掘机很受租赁行业的偏爱，租赁行业的服务对象覆盖了从最小到最大的工程承包商——小型挖掘机物超所值，目前是城市地区不可替代的高效设备。
在欧洲，挖掘装载机是传统的小型土方机械(至少在大多数国家是这样)，但在20世纪90年代早期，小型挖掘机在销售量上取代了挖掘装载机的地位。目前小型挖掘机和挖掘装载机的销量比为4:1。1995-2000年期间，遍及欧洲的线缆安装工程使小型挖掘机找到了专门的应用市场，并且从此之后需求量与日俱增。
在产品规模方面，欧洲不同国家的喜好也各不相同：在挖掘装载机畅销的国家(如英国、法国和意大利)，1～3吨级小型挖掘机产品是主流。而在挖掘装载机使用不很普遍的国家(如德国)，则更倾向于采用4～6吨级的产品。然而几乎所有国家都倾向于购买较大型设备，而2.7～3.0吨级产品畅销的原因是它们可以很容易地转场，只需选用通用的运输车辆即可。
在北美洲情况则完全不同，2～4吨级产品的销售量所占比重较高，而2t以下产品的销售量则相对较低(仅占13%)。
小型挖掘机市场市场领导者
英国工程机械咨询有限公司认为除中国外，目前全球共有25家小型挖掘机制造商(其数量正快速增长)，其中7家主要制造商的产量占世界总产量(不包括中国)的63%。令人意外的是:7家主要制造商中5家是日本制造商，第6家制造商是卡特彼勒，其生产技术的大部分源自其日本的合作伙伴三菱公司。只有英格索兰-山猫与日本毫无瓜葛。
小松(在日本、意大利以及中国设有工厂)和久保田(在日本和德国设厂)是实际上的最大制造商，但是洋马(在日本和法国设厂)和卡特彼勒(在日本和英国设厂)的发展速度非常值得关注。
不过值得一提的是，每家主要制造商在不同地区市场的优势存在较大差异。例如虽然小松是全球最大的小型挖掘机供应商(2004年领先于久保田)，但它只在两个最大的产品市场日本和意大利处于领先地位，而在其他主要地区的业绩相对薄弱。英格索兰-山猫的情况大致相同，其在本土市场中处于强势，但在其他地区市场的地位则薄弱得多。
小型挖掘机市场零部件供应
英国工程机械咨询有限公司认为，小型挖掘机市场为近几年数量不断增长的小型挖掘机制造商提供了巨大的发展空间。他们需要牢记的是，要想在欧洲和北美洲这样的关键性市场取得成功，出口的产品必须使用一些特定的关键性零部件——使用那些已经被对设备非常精通的最终用户屡次使用且倍加信任的零部件。
小型挖掘机市场出口机会
除了玉柴在20世纪90年代早期向欧洲出口小型挖掘机外，几乎没有中国制造商具有出口小型挖掘机的成功历史。目前这种情况正在发生改变，预计更多的公司将在未来数年内尝试增加出口量。山河智能成功地在欧洲市场上确立了地位，并且将在近期开始向北美洲市场
出口产品。其他公司如大连黑猫、福田、恒特力和南昌华工也将毫无疑问地把发展中心放在出口上。斗山在烟台设有全球零部件供应基地，无疑将成为愈来愈重要的出口商。尽管需要付出额外的运输成本，而且购买高性能国外零部件也使成本增加，但中国小型挖掘机在欧洲市场的售价仍然比国外竞争对手低30%左右。目前每年在欧洲和北美洲市场的总销售量达到9万台，如果中国制造商在当地选择信誉良好的代理商，他们的销售量将成功地达到每年至少1万台。小型挖掘机市场的终端客户对产品价格非常敏感，如果制造商提供良好的客户支持，廉价的中国小型挖掘机将成为强有力的竞争产品。
第三篇：小型挖掘机液压回路分析 论文1
xxx信息学院
毕业设计说明书(论文)
设计(论文)题目: 小型挖掘机液压回路分析 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导教师: 2015年 11 月 1
日
目 录
第一章 概论.......................................................1 1.1前言......................................................1 1.2 小型液压挖掘机简介........................................3 1.3挖掘机国内外发展趋势及研究现状............................4 1.3.1 国外发展情况........................................4 1.3.2 国内发展情况........................................5 1.4本文拟达到的要求..........................................5 第二章 挖掘机液压基本回路分析.....................................6 2.1 限压回路..................................................6 2.2 卸荷回路..................................................7 2.3 缓冲回路..................................................8 2.4 节流调速回路..............................................9 2.5 节流限速回路.............................................10 2.6 行走限速回路.............................................11 第三章 挖掘机液压系统的设计......................................12 3.1挖掘机的功用和对液压系统的要求...........................12 3.2挖掘机液压系统分析.......................................13 3.2.1挖掘机的液压系统原理图.............................13 3.2.2液压系统工作原理简述...............................15 3.2.3液压系统特殊部件作用...............................17 第四章 液压元件的计算与选择......................................18 4.1 液压元件的计算..........................................18 4.1.1液压缸内径.........................................18 4.1.2缸筒壁厚...........................................19 4.1.3缸筒壁厚验算.......................................19 4.1.4活塞杆计算.........................................19
4.1.5活塞杆强度计算.....................................20 4.1.6确定液压系统的工作压力.............................20 4.1.7确定液压缸的主要参数和工作压力.....................20 4.1.8确定液压马达的排量和工作压力.......................21 4.1.9计算液压缸与液压马达的流量.........................21 4.2液压元件的选用...........................................21 4.2.1液压阀的选用.......................................21 4.2.2辅助元件的选用.....................................22 4.2.3液压缸的选择.......................................23 4.2.4液压泵的选择.......................................23 4.2.5液压马达的选择.....................................23 4.2.6发动机的选择.......................................23 总 结............................................................25 展 望............................................................26 致 谢............................................................27 参考文献.........................................................28
摘 要
本次毕业设计课题是小型液压挖掘机的液压系统和工作装置。设计思路是根据液压挖掘机各部分的动作要求，参照同类型其他液压挖掘机来设计。工作装置结构图和液压系统图采用CAD绘制。
小型液压挖掘机主要由结构件、覆盖件、工作装置、行走装置、回转装置、液压系统、动力系统、电器系统等部分构成,最关键核心的是液压系统和动力系统。本文对小型液压挖掘机做了简要介绍，分析了液压挖掘机的主要动作，并根据动作要求设计了挖掘机的液压系统和工作装置。同时对回转装置、行走装置和各液压缸的参数进行初步估算。此液压系统采用液压先导控制，性能可靠，操纵强度低。
关键词：挖掘机；液压系统 ；液压
第一章 概 论
1.1前言
图1.1 挖掘机液压部分
挖掘机的液压系统是挖掘机上重要的组成部分，它是挖掘机工作循环的动力系统。挖掘机的工作环境恶劣，且动臂和底盘动作非常频繁，因此要求液压系统工作稳定，平均无故障时间长,如图1.1。因此，液压系统的性能优劣决定着挖掘机工作性能的高低。液压技术的发展直接关系挖掘机的发展，挖掘机与液压技术密不可分，二者相互促进。液压技术是现代挖掘机的技术基础，挖掘机的发展又促进了液压技术的提高。挖掘机的液压系统复杂，可以说目前液压传动的许多先进技术都体现在挖掘机上。挖掘机的液压系统都是由一些基本回路和辅助回路组成，它们包括限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流调速和节流限速回路、行走限速回路、支腿顺序回路、支腿锁止回路和先导阀操纵回路等，由它们构成具有各种功能的液压系统。随着科技的进步，挖掘机的液压系统将更加复杂，功能更加多样且便于操作控制，工作效率高，耗能少，先进的液压系统会使挖掘机在工程领域发挥更大的作用。
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液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。
挖掘机液压传动紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。由于挖掘机的工作条件恶劣，要求实现的动作很复杂，于是它对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。因此，对挖掘机液压系统的分析设计已经成为推动挖掘机发展中的重要一环。
目前液压技术的研究和发展动向主要体现在以下几个方面：（1）提高效率，降低能耗。（2）提高技术性能和控制性能。
（3）发展集成、复合、小型化、轻量化元件。（4）开展液压系统自动控制技术方面的研究与开发。（5）加强以提高安全性和环境保护为目的研究开发。（6）提高液压元件和系统的工作可靠性。（7）标准化和多样化。
（8）开展液压系统设计理论和系统性能分析研究。
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1.2 小型液压挖掘机简介
图1.2 小型挖掘机
业界对小挖没有比较明确的定义，一般认为标准斗容量在0.25m以下或者整机重在13T以下的挖掘机都是小型挖掘机，如图1.2。在公路养护、园林绿化、小区建设、市政工程及农田建设等土方量分散、作业空间狭窄的工况下，小型挖掘机以其体积小、机动性好等优点受到广大用户的青睐。
近几年来，我国的经济活动建设带动了以挖掘机为代表的工程机械行业的快速发展，小挖作为其中一个重要力量也取得了迅速的发展。小挖以其价格便宜、功能多样、机动灵活、作业效率高等优势，逐渐成为挖掘机这个子行业版块的主力军，受到大家的青睐。
小型液压挖掘机价格低、质量轻、保养维修方便，具有独特优势。小型液压挖掘机体积小，机动灵活，非常适用于城镇的各种管道开挖、基础施工、公用事业以及房屋维修等作业。其紧凑的体积、特殊的设计使其能够在大型挖掘机无法施工的第3页
环境中进行作业。由于有相关的液压动力系统，小挖能够安装许多辅助作业工具。尾部旋转半径为零的设计应用，使得小型挖掘机在作业空间有限的环境下作业时挖掘机操作人员无须考虑施工现场是否有障碍物阻碍挖掘机的转动，从而使操作人员能够更专心于铲斗的操作，这也防止了施工现场周围建筑物以及挖掘机自身的损坏。小型挖掘机的动臂与机身铰接的设计，使其能够在一个很大的范围内进行摆动。使得挖掘机在周围有障碍物时也能避开障碍物进行作业而无需经常移动机身。同时，这也使得挖掘机能够便于在墙壁或是围墙的旁边进行挖掘作业。小型液压挖掘机便于各个施工现场间的转移，无需大型拖车或是重型卡车来进行运输，小型的运输工具就可将其运载。不但能够方便运输，还可以大大降低机器的运输费用。
小型工程机械在市政工程、交通等施工中发挥较大优势并得以迅速发展。小型挖掘机在这些工程中为节省人力、物力做出了较大贡献，满足了城市各种作业要求，在城市狭窄的工作空间内能够最大限度地发挥其生产能力，逐步成为城市施工中具有代表性的施工机械。
从全球范围看，小型挖掘机市场已处于成熟发展期，需求稳定并呈缓慢上升趋势，中国的小型挖掘机产业仍处于市场导入和发展的初级阶段，需求持续快速增长。小型挖掘机的发展主要依赖于城市建设的发展，由于城市的改造、建设施工较多，要求施工时间短、施工机械对周围环境影响小、安全、低污染、回转半径小、便于运输以及具有与城市景色相协调的外观。
1.3挖掘机国内外发展趋势及研究现状
1.3.1 国外发展情况
国外小型挖掘机的生产始于二十世纪70年代，1985年以后，由于技术的不断成熟，这种产品得到了快速发展。目前国外小挖产品在可靠性、操作的流畅性和舒适性等方面已经非常完美，而且其驾驶室里美观的内饰及舒适的质感也可与家用轿车媲美。
国外专业生产小挖的公司主要分布在美国、日本、欧洲等国家，比较有代表性的公司比如日本的久保田、小松、洋马等，美国的凯斯和山猫，德国的英孚和英国的JCB等。
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目前国外的小挖主要向着以一机多用的多功能化、以提高操作性能的智能化、以功率匹配控制的节能化、以有限元分析的可靠性设计、以基于微电子技术的智能监控系统设计和以符合人机工程学的驾驶室设计等方向发展。
1.3.2 国内发展情况
目前国内已形成1.5T至13T全系列规格型号的小型挖掘机，在国内占据了大部分市场份额，而且出口量在逐年攀升，其中国内生产小挖比较著名企业的是玉柴和山河智能。现阶段国内小挖的技术水平相比于国外来说还有很大差距，主要体现在整机的功率匹配、操作的稳定性和精确性、产品质量的可靠性以及人性化设计等方面。
现阶段处于仿制后自主提高阶段，生产的大部分是标准型小挖，缺乏自主创新开发能力，特别是在核心液压元件和动力方面受制于人，大部分配件都需要进口。而且很多技术都来自于较成熟的大中型液压挖掘机，在动力匹配和技术创新方面有待进一步突破，特别是国产液压元件要替代进口液压元件还得不断努力。
1.4本文拟达到的要求
本文设计的小型液压挖掘机斗容量为0.23m，整机重量为6吨。挖掘土壤级别为Ⅲ级以下。本文主要对由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构组成的工作装置和液压系统进行设计，设计的工作装置和液压系统要能满足挖掘机基本动作要求，并能完成复杂的复合动作。本文主要的设计内容包括小挖工作装置的总体设计和机构挖掘力分析，液压系统的整体设计和设计完成后对关键液压元件进行设计计算并校核。
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第二章 挖掘机液压基本回路分析
图2.1 挖掘机液压控制回路
基本回路是由一个或几个液压元件组成、能够完成特定的单一功能的典型回路，它是液压系统的组成单元。液压挖掘机液压系统中基本回路有限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流回路、行走回路、合流回路、再生回路等，如图2.1。
液压系统基本回路是由一个或者几个液压元件有机连接而成的、能够完成特定动作的典型液压回路，它是挖掘机液压系统的组成单元。液压系统是由基本回路组成的一个有机整体，主要包括限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流调速回路和节流限速回路、行走限速回路、支腿顺序回路和锁紧回路等。
2.1 限压回路
限压回路是用来限制系统压力的，使压力值不超过其一调定值。限压的目的有两个：
一、限制系统的最高压力，避免液压系统和液压元件因过载而损坏，通常用安全阀来实现限压，安全阀设置在液压泵出油口附近油路上；
二、保证系统中某部分的压力保持定值或不超过特定值，通常用溢流阀来实现。溢流阀在调定系统压力
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时，其多余的流量最终通过此阀流回到油箱，因此溢流阀阀口是常开的。
限压回路不仅能限制系统压力，对系统进行卸荷，还能保证挖掘机正常工作。如图2.2所示来说明限压回路的工作原理，当换向阀l处在中位时，液压泵与主回路断开，处于不工作位置；若换向阀处于左位时，液压泵与主回路接通，液压缸上有负载W，则液压缸无杆腔会受到很大的闭锁压力，当此压力很大的话，就有可能损坏管路和液压元件，因此，液压缸的进出油路处都要安装溢流阀2和3。当闭锁压力大于溢流阀的调定压力时，溢流阀2和3就都打开，液压油流回油箱，从而实现卸荷；换向阀处于右位同理。溢流阀的调定压力与液压系统的压力无关，通常溢流阀的调定压力越大，液压缸的闭锁力就越大，对挖掘机的作业就越有利，但过高的压力则会损坏管路和元件，所以一般情况下，高压系统限压阀的压力调定值通常为系统压力的125%上下，若是中高压系统的话比125%还要高。
1.换向阀 2、3.溢流阀 4.液压缸
图2.2 限压回路
2.2 卸荷回路
卸荷回路是设计是为了让挖掘机在不工作时液压泵能以最低的功率运行，从而
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减少发动机的燃料消耗。液压挖掘机卸荷回路通常有换向阀中位卸荷回路（2.2(a)）和穿越换向阀卸荷回路图2.3(b)两种。
在换向阀中位卸荷回路中，通常采用中位机能是M型的三位四通换向阀，当挖掘机不工作时，换向阀处于中位，进油口和出油口联通，油液经过系统能各个换向阀后流回油箱，实现卸荷功能。这种回路通常用于高压的串联液压系统，结构简单，但受系统冲击影响大而且操作很不稳定。
在穿越换向阀卸荷回路中，换向阀采用的是带有过油通路三位六通换向阀，当挖掘机不工作时，换向阀处于中位，液压油液依次经过换向阀通路以最低压力流回油箱，最终实现卸荷。这种回路常用于高压并联系统，受液压换向冲击小，操作时比较平稳而且工作可靠。
（a）换向阀中位卸荷（b）穿越换向阀卸荷
图2.3 卸荷回路
2.3 缓冲回路
当挖掘机的上转台在满斗情况下回转或者在启动、突然间换向和制动时会对液压系统产生很大的液压冲击，从而产生振动和噪音，损坏液压元件。挖掘机的缓冲回路就是为了解决这个液压冲击问题而设置在回转回路中的，原理是挖掘机液压系
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统中回转马达中的高压油压力过大时和低压油路连通，而且还能对马达进行补油。如下图2.4所示为几种比较常见的缓冲回路。
（a）直动缓冲阀式（b）并联缓冲阀式（c）成对单向阀式
1.高压油路 2.低压油路 3、4.缓冲阀 5、6、8、9.单向阀 7.换向阀
图2.4缓冲回路
如图（a）中所示，缓冲阀3和4安装在回转马达的两个油路1和2上，正常工作状态下缓冲阀处于关闭状态。当出现马达停转这种情况时，在高压油路1上的压力油油压会升高，压力油则会打开缓冲阀3流回油箱，实现卸载和消除液压冲击；若马达反转时，不仅缓冲阀3会卸载和消除液压冲击，同时单向阀6打开从油箱吸油对马达进行补油，而且补油量很大。通常缓冲阀的调定压力要低于系统工作的最高压力。
如图（b）中所示，两个缓冲阀是并联在高低压油路1和2之间的，当回转马达停止转动或者反转时，高压油路的高压油就会经过缓冲阀留到低压油路，实现卸荷和消除液压冲击，同时在发转时还能通过单向阀进行补油，但补油量较少。
如图（c）中所示，由四个单向阀5、6和8、9成对的并联在回路里，只有一个缓冲阀3，当马达停转时，高压油先经单向阀5留到缓冲阀3把3打开实现卸荷和消除液压冲击，若马达反转时还可经过单向阀9补油。
2.4 节流调速回路
在定量系统中为了改变执行元件的流量通常是利用带有可变截面的节流阀来实现节流调速的，按照节流阀安装位置不同，节流调速回路一般分为两种：进油节流调速回路，如图2.5（a）和回油节流调速回路，如图2.5（b）。
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（a）进油节流调速回路（b）回油节流调速回路 1.定量泵 2.液压缸 3.节流阀 4.溢流阀 5.换向阀 6.滤油器
图2.5节流调速回路
（a）进油节流调速回路。液压泵前面有过滤,6，液压泵后面安装有溢流阀4和节流阀3，节流阀3和液压泵串联安装在高压油路上，液压油先经节流阀和换向阀再进入液压缸左侧，然后液压缸往右移。如果外负载变大，导致液压缸大腔压力变大，节流阀两端压差减小，流过节流阀的压力油减少，最后液压缸右移速度变慢；若外负载变小，同理可知，活塞缸移动速度变快。这种回路由于油液先经过节流阀，油温会升高，发热量大，泄露会增大，而且工作不稳定，效率低。
（b）回油节流调速回路。与进油节流调速回路想比，主要是节流阀安装在了回油路上，其他工作原理相同。由于节流阀安在了回油路上，油液经过节流阀后直接流回油箱，冷却效果好，而且工作较稳定，效率高。
2.5 节流限速回路
节流限速回路是在液压挖掘机的回油路上安装单向节流阀，从而来保证挖掘机
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工作装置安全作业的，如图2.6所示。动臂缸、斗杆缸和铲斗缸三个液压缸的回油路上都有单向节流阀，可以防止动臂等因自重而下降速度过快而导致危险的发生。
图2.6 节流限速回路
2.6 行走限速回路
为了防止履带式液压挖掘机下坡时因自重而加速行走导致溜车和行走马达吸空，常在液压系统加入行走限速回路，对行走马达进行限速和补油，如图2.7所示。
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1.换向阀 2、3.压力阀 4、5、6、7.单向阀 8、9.安全阀 10.行走马达
图2.7 行走限速回路
当换向阀处于左位1时，行走马达10顺时针转动。若履带式挖掘机下坡时，挖掘机超速行走马达超速旋转，则马达左边油路油压将下降，从而使压力阀3的截面开口变小，经过压力阀3的油液流量将减少，从而实现回油节流，达到限制挖掘机速度的目的；挖掘机行走马达吸空时，进油侧油路上的压力油不够，单向阀7将打开，从油箱里吸油进行补油。若行走马达发生故障停转时，进油侧的油液压力过高，安全阀9将打开，高压油经过安全阀9流回油箱，实现卸荷。当换向阀处于2位时，同理。
第三章 挖掘机液压系统的设计
3.1 挖掘机的功用和对液压系统的要求
挖掘机主要用来开挖堑壕，基坑，河道与沟渠以及用来进行剥土和挖掘矿石。他在筑路，建筑，水利施工，露天开采矿作业中都有广泛的应用。
液压挖掘机的液压系统是由动力元件(各种液压泵),执行元件(液压缸.液压马达),控制元件(各种阀)以及辅助装置(冷却器.过滤器)用油管按一定方式连接起来组合而成。它将发动机的机械能,以油液作为介质,经动力元件转变为液压能,进行传递,然后再经过执行元件转返为机械能,实现主机的各种动作。由于液压系统的功能是传递,分配和控制机械动力,因此是液压挖掘机的关键部分。，液压挖掘机的液压系统都是由一些基本回路和辅助回路组成，它们包括限压回路、卸荷回路、缓冲回路、节流调速和节流限速回路、行走限速回路、支腿顺序回路、支腿锁止回路和先导阀操纵回路等，由它们构成具有各种功能的液压系统。
液压挖掘机的工作过程,包括作业循环和整机移动两项主要动作。
挖掘机一般工作在施工场合,因此工作环境恶劣,这就要求挖掘机的液压系统和执行元件要有足够的强度和非常好的密封性能。由于挖掘机的动作频繁,因此,液压
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元件和管路要能够承受频繁的液压冲击,以保证挖掘机能够长时间安全稳定的工作。设计出便于操作，更加人性化，工作效率高，耗能少的挖掘机，才会在工程领域发挥更大的作用。
3.2 挖掘机液压系统分析
要了解和设计挖掘机的液压系统，首先要分析液压挖掘机的工作过程及其作业要求，掌握各种液压作用元件动作时的流量、力和功率要求以及液压作用元件相互配合的复合动作要求和复合动作时油泵对同时作用的各液压作用元件的流量分配和功率分配。
3.2.1 挖掘机的液压系统原理图
挖掘机的液压系统原理图如下：
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图3.1 液压原理图
Ⅰ、Ⅱ.多路阀组 Ⅲ.先导控制阀组
1.斗杆液压缸 2.动臂液压缸 3、4.左右行走马达 5.铲斗液压缸 6.回转马达 7.限速阀 8、9、10.多路阀组 11.梭阀 12—合流阀 13、14、15.多路阀组 16.压力表 17、18.液压泵 19.冷却器 20.滤油器 21.蓄能器 22.齿轮泵 23.节流阀 24、25、26、27、28、29.先导控制阀
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3.2.2液压系统工作原理简述
如图3.1所示，图中Ⅲ是低压控制回路，Ⅰ和Ⅱ是高压控制回路。通过低压回路对高压回路进行控制，这样能使操作者更安全便捷的控制挖掘机动作。
主机启动后，当先导控制阀组Ⅲ不工作时，液压泵17、18提供的压力油分别通过多路换向阀组Ⅰ、Ⅱ以及限速阀7返回油箱。齿轮泵22为先导控制油路供压，压力过大时则压力油通过溢流阀流回油箱。
先导控制阀26、27中的电磁铁6Y、7Y同时通电，来自齿轮泵22的压力油控制多路换向阀组Ⅱ中的10、13换向阀，液压挖掘机左右行走马达开始工作，使挖掘机移动到工作位置（先导阀26、27单独控制时液压挖掘机单侧行走）。
到达工作地点后，通过控制先导控制阀24、25、28中的电磁铁调整液压挖掘机斗杆、动臂和铲斗液压缸，使铲斗调整到合适的切削角度。
调整好铲斗工作位置后，先导控制阀24中的电磁铁1Y通电，斗杆液压缸伸出，完成挖掘动作。
挖掘完成后，先导控制阀25中的电磁铁4Y通电，动臂油缸伸出，使动臂提升到指定位置。
控制先导控制阀29使机身回转，令铲斗回转到指定卸载位置。先导控制阀中28中的电磁铁10Y通电，铲斗油缸收回，完成卸载（复杂的卸载动作需要斗杆、动臂和铲斗液压缸的复合动作）。
卸载结束后，控制先导控制阀29使机身反方向回转。同时斗杆、动臂、铲斗液压缸配合动作使空斗置于新的挖掘位置。
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图3.2 小挖操作位置
如图3.2是小挖上的座位，在这里通过操作杆和脚踏板可以对小挖进行控制，对左边的操作杆移动，操作杆向下接通先导控制阀1Y，操作杆向左接通先导控制阀2Y，控制斗杆液压缸，如图3.3。
图3.3 斗杆液压缸控制回路
操作杆向右接通先导控制阀3Y，操作杆向上接通先导控制阀4Y，控制动臂液压缸，如图3.4。
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图3.4 动臂液压缸控制回路
右边的操作杆移动，控制挖掘机的回转马达以及铲斗液压缸，操作杆向下接通先导控制阀9Y，操作杆向左接通先导控制阀10Y，控制挖斗挖掘，如图3.5。
图3.5 铲斗液压缸控制回路
操作杆向右接通先导控制阀11Y，挖掘机工作室向左边旋转，操作杆向上接通先导控制阀12Y，挖掘机工作室向右边旋转，如图3.6。
图3.6 回转马达控制回路
两个踏板分别控制左右履带行走马达，左边踏板向上踩接通5Y，控制左侧履带前行，左边踏板向下踩接通6Y，控制左侧履带后退。右边踏板向上踩接通7Y，控制右边履带前行；右边踏板向下踩接通8Y，控制右边履带后退，如图3.7。
图3.7 左右行走马达控制回路
3.2.3液压系统特殊部件作用
限速阀：两组多路换向阀采用串联油路，其回油路并联。油液经过限速阀7流
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回邮箱。限速阀7的液控作用着由梭阀11提供给的17、18两油泵的最大压力。当挖掘机下坡行走出现超速情况时，油泵出口压力降低，限速阀7自动对回油路进行节流，防止溜坡现象，保证液压挖掘机安全。
合流阀：多路换向阀组Ⅱ不工作时候通过合流阀，液压泵17输出的压力油经过合流阀进入多路换向阀Ⅰ。以加快动臂或斗杆的移动速度。
蓄能器：保持先导油路油压稳定和熄火后提供油压还能完成几个动作的控制。节流阀：防止动臂、斗杆、和铲斗发生因重力超速现象，起限速作用。缓冲阀：用于缓冲惯性负载所引起的压力冲击。
节流阀：进入回转马达6内部和壳体内的液压油温度不同，会造成液压马达各零件热膨胀程度不同，引起密封滑动面卡死的热冲击现象。为此，在液压马达壳体上设有两个油口，一个油口直接接回油箱，另一个油口经节流阀与有背压回路（背压单向阀）相通，使部分回油进入壳体。由于液压马达壳体内经常有循环油流过，带走热量，因此可以防止热冲击的发生。此外，循环油还能冲洗壳体内磨损物。
第四章 液压元件的计算与选择
4.1 液压元件的计算
液压元件的性能分析包括：液压缸内径，缸筒壁厚，活塞杆强度，液压缸的工作压力，液压马达的排量和工作压力，液压缸与液压马达排量。
4.1.1液压缸内径
由《机械设计手册》表知铲斗油缸内直径：
D=式中 F—液压缸负载 P—系统压力
D—液压缸内径 取液压缸负载为：F=231.853KN
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4FgP
代入数据得D=186.4mm。参考液压缸系列尺寸取D=200mm。对斗杆缸:
D=
4FgP= 231.674mm 取D=200mm 4.1.2缸筒壁厚
缸筒的壁厚对于液压系统的稳定性和安全性有很大的影响，所以对它的设计非常重要。查《机械设计手册》得：
0c1c2 0Pmax*D
2*[]其中： Pmax--缸内最高工作压力MPa
[]--缸筒材料许用应力MPa C1--为缸筒外径公差余量m C2--腐蚀余量m 代入数据0=24 由D1:020得，查《机械设计手册》知D1=225mm。
4.1.3缸筒壁厚验算
额定工作压力应低于一定极限值以保证工作安全。
0.35*s(D1D2)PnD1材料选2G330-450，S =330 N/mm2 得Pn=30.8Mpa 选定系统工作压力为28Mpa，可以满足要求。
24.1.4活塞杆计算
dD1 第19页
其中数比由《机械设计手册》表选取＝2再由表得d=150mm。
4.1.5活塞杆强度计算
P*4*106＝105.4N/mm2 2*d式中 P：活塞杆作用力N；
d:活塞杆直径m,=100~110N/mm2
4.1.6确定液压系统的工作压力
在不考虑能量损耗的情况下，系统的功率为：
PpQ10（KW）
式中 P――液压泵的出口压力Pa； Q――液压泵的输出流量m3/s。
由上式可知，当系统传递的功率一定时，提高系统的工作压力就可减少系统中通过液压元件的流量，从而减小相应各液压元件以及整个液压系统的结构尺寸和质量。因此，目前液压挖掘机液压传动多采用中高压和高压系统。根据以上内容对此液压系统的工作压力取P＝28Mpa。
4.1.7确定液压缸的主要参数和工作压力
液压缸的有效工作压力Pg是指液压缸用于克服外载荷所需要的那一部分压力，其数值为：
pgpbpjph式中
pb――液压泵出口压力Mpa；
Ah（Mpa）Aj
pj――进油管路压力损失Mpa;
ph――回油背压力Mpa；
Aj,Ah――液压缸进油腔和回油腔有效工作面积m2。
上式中的压力损失pj，包括压力油从液压泵出口流过管道和各种液压元件（主要是阀类元件）时的压力损失。比较仔细的计算要在管路装配图画出之后才能进行。
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初步计算时，可参考同类液压挖掘机的经验数据来确定，可取pj＝3MPa～4Mpa。
4.1.8确定液压马达的排量和工作压力
液压马达的排量由给定的数值可知q=140mL/r，液压马达的有效工作压力pm按下式计算：
pm＝pb－pj－ph
式中的压力损失，可按前面介绍的经验数据确定。回油背压力ph的数值应根据马达所需的背压力来确定。
根据液压马达驱动的最大载荷力矩Ｍ、排量q、有效工作压力pm、最高转速nmax和最低稳定转速nmin以及系统工作条件等，即可选择液压马达的型号和规格。
4.1.9计算液压缸与液压马达的流量
通常根据最大移动速度和最高转速来计算液压缸和液压马达的流量。(1)液压缸所需流量：
QmaxAgvmax
（m3/s）
式中 Ag――液压缸的有效工作面积m2；
vmax――液压缸的最大速度m/s；
(2)液压马达所需流量：
Qmaxq0max1v（m3/s）
式中 q0――马达的理论排量mL/L；
max――马达的最高转速rad/s； v――马达的容积效率。
4.2液压元件的选用
4.2.1液压阀的选用
（1）溢流阀.溢流阀的基本功能是限定系统的最高压力，防止系统过载或维持压力近似恒定。本系统中选用二级同心先导式溢流阀，安装在泵的出油口处，用来恒定系统压力，防止超压，保护系统安全运行。
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（2）过载阀.安装在液压缸和行走马达的管路上，防止超载，用来保护液压系统和工作的液压缸和行走马达。
（3）单向阀.系统中多处要用到单向阀，也是必不可少的元件，它用来防止油液倒流，从而使执行元件停止运动，或保持执行元件中的油液压力。还可是保持一定的背压。
（4）换向阀.在系统中要用到两组四联换向阀，每个阀为三位四通换想阀。在系统中换向阀的主要作用是改变压力油进入执行元件的方向，进而实现不同的动作要求，在三位四通的换向阀中，左右阀位要求能够进回油，中间的阀位要求禁止油液流通，以达到执行元件动作达到要求后停止或悬停在任意位置。
4.2.2辅助元件的选用
（1）油管.由于系统工作压力高，所以在系统中没有相对运动的管路中选用无缝钢管，它能承受高压，价格低廉，耐油，抗腐蚀，刚性好，装拆方便，所以适合用在高压管道。在系统中有相对运动的压力管道选用高压橡胶管。
（2）管接头.在采用无缝钢管的管路中，管接头采用锥密封焊接式管接头，他除了具有焊接头的优点外，由于它的O形密封圈装在锥体上，使密封有调节的可能，密封更可靠。工作压力为34.5MP工作温度为-25到+80摄氏度。在橡胶管的接头处选用扣压式胶管接头，安装方便，与钢丝编织胶管配套总成，适合在油温为-30到+80摄氏度的环境工作。
（3）密封装置.在液压系统中密封装置非常重要，它是用来防止工作介质泄露及外界灰尘和异物的侵入，以保证系统建立起必要的压力，使其能够正常工作。密封装置应满足在一定的压力.湿度范围内具有良好的密封性能。密封装置和运动件之间的摩檫力要小，摩檫系数要稳定，抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，磨损后在一定程度上能自动补偿，结构简单，使用维护方便，价格低。其于以上几点，在有相对运动且有摩檫的元件上使用Y型密封圈，其截面小，结构紧凑。且Y型密封圈能随压力增高而增大，并能自动补偿磨损。在相对摩檫不严重或无相对摩檫的元件上用O型密封圈，其结构简单，容易制造，密封性能好，摩檫力小，安装方便。
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（4）滤油器.在液压系统中，不允许液压油含有超过限制的固体颗粒和其他不溶性赃物。因为这些杂质可以使间隙表面划伤，造成内部泄露量增加，从而降低效率增加发热。这些杂质还会使阀芯卡死，小孔或缝隙堵塞，润滑表面破坏，造成液压系统故障，胶状物和淤渣等杂质，将会引起元件粘着，酸类还将加速运动件的腐蚀因此要采用滤油器对油液进行过滤，以保证油液质量符合标准。因此选用网式滤油器安装在泵吸油管上，这种滤油器压力损失不超过0.04*10五次方MPa，以满足泵的流量，清洗方便。
4.2.3液压缸的选择
液压缸在液压系统中有着重要的地位，是整个液压系统的起始循环点，所以对液压缸的选择很重要，根据以上计算的结果，对液压缸的选择就明确了，选择材料为2G330-450的内径为100mm壁厚为21mm的液压缸。
4.2.4液压泵的选择
液压泵的选择时根据液压系统工作压力（即液压泵出口压力）来选定液压泵的形式，选择液压泵的额定压力要比系统压力大25％以上，使液压泵由一定的压力储备，在这为了经济考虑，选择液压泵的额定压力为35Mpa的液压泵。型号为：2ZBZ140的液压泵。
4.2.5液压马达的选择
根据关于液压马达的计算，计算所得的液压马达的参数（液压马达的排量、液压马达的工作压力、液压马达的流量）来选择。型号为：ZM732的液压马达。
4.2.6发动机的选择
发动机是液压挖掘机的核心部件，对挖掘机的要求高，对发动机的要求也就高。选发动机先确定发动机的功率。
液压挖掘机用柴油机驱动，柴油机的功率必需能够充分满足主机工作过程中的动力要求。发动机功率Pf根据系统方案确定，在变量系统中，考虑使用情况的最大限度，可取发动机的功率为：
Pf＝（1.0～1.3）P（KW）式中 P――液压泵的输出功率KW。
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在定量系统中，由于发动机功率利用低，一般为60％左右，损失功率全部转变为热量，因此，确定发动机功率时可以取得低一些，对于双泵双回路定量系统，发动机功率可取为：
Pf＝（0.8～1.1）P（KW）
计算时，发动机功率可按以上两式计算，或将两式合并得：
Pf＝17.7+92.7q（KW）式中 q――液压挖掘机的标准斗容量m3。得此液压挖掘机的发动机功率为：
Pf＝17.7+92.7*1.6＝166.02KW 此时可根据发动机功率选择发动机的型号。
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总 结
在本次毕业设计之中，我对液压挖掘机的液压系统做了简单的设计，以其主要的液压元件为研究的对象，进行计算和分析，然后又根据这些得出的结论对液压元件分析，总结之后再对液压系统中的液压元件选型。
从液压缸的计算开始，液压缸的工作压力，液压马达的排量和工作压力，液压缸与液压马达排量，发动机功率的系统计算，根据这些计算得到的数据，对液压缸，液压马达，液压泵等进行选择。
液压元件的选定是液压回路设计的基础，对液压马达，液压泵的回油路的设计是根据所选定的液压元件来设计的。
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展 望
现在挖掘机的研发生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展，这就对液压系统的密封性能提出了更高的要求。本次液压系统的设计用到了很多液压领域的知识，在这个过程中也学到了很多办公软件和绘图软件的知识。
在本次毕业设计中，我感觉我做的还有许多需要完善的地方，有些地方的设计不够合理，还有许多没有做到的部分，例如：发动机具体型号的选定，和液压阀的选择，因为我能找到的资料有限，一些具体的原始数据无法找到，所有只能做到此。我希望在我以后的工作中能找到这些数据和资料来完善我的这个设计。
本次设计内容中可能会有一些谬误和欠缺，希望各位老师指正，也请各位老师见谅。
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致 谢
在设计完成之际，我向给予我莫大帮助的老师和同学，大学三年一直默默支持和关心我的亲人和朋友，表达由衷的感谢。
感谢老师，在设计上他给予我精心的指导，他严谨的治学态度，渊博的学识，深邃的思想和远见卓识，引导我一步一步进入复杂的设计中去。我的设计是在导师的悉心指导下完成的，从设计选题、资料收集、设计框架、一直到最后定稿，他都倾注了大量的心血，在此谨向导师表示诚挚的谢意。
同学的热情鼓励与互相帮助、领导的亲切关怀以及亲朋好友的大力支持使我最终完成学业，再次向关心和支持我的所有老师、同学和领导表示深深的谢意。
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参考文献 高衡.张全根.液压挖掘机；中国建筑工业出版社.1981年 2 张利平.现代液压技术应用；化学工业出版社.2004年 孔德文.赵克利.徐宁生.液压挖掘机；化学工业出版社.2007年 4 成大先.机械设计手册；化学工业出版社.1993年 5 何存兴.液压元件；机械工业出版社.1982年 张利平.液压传动系统及设计；化学工业出版社.2005年 7 高衡.张全根.液压挖掘机；中国建筑工业出版社.1981年 8 张利平.现代液压技术应用；化学工业出版社.2004年
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第四篇：小型液压挖掘机液压系统的设计解读
独创性声明
本毕业设计（论文）是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明；其他同志对本设计（论文）的启发和贡献均已在谢辞中体现；其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。
论文作者签名： 日期： 关于论文使用授权的说明
本人完全了解福州大学至诚学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅；学院可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规定。
论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 小型液压挖掘机液压系统的设计 摘要
近年来，有关挖掘机液压系统方面的文献并不少见，但文献的内容大多针对某一专题进行研究，系统地论述现代液压挖掘机液压系统的论文却较少，因此研究和设计液压挖掘机液压系统具有重要的现实意义和理论意义。
本论文主要概述挖掘机液压技术的发展史及其目前在国内的外发展情况，简述了液压挖掘机发展趋势，本文对液压挖掘机的常用液压回路进行了简单阐述和分析，对课题要求设计的小型液压挖掘机液压系统进行了方案设计及分析，并通过进一步计算确定了需要的液压元件完成选型。运用AutoCAD 绘制液压系统原理图、工作油箱总成、液压布置图、油箱零件图。最后通过验算证明了本设计的可行性。
关键词：液压系统，挖掘机，Mini Hydraulic Excavator Hydraulic System of Design Abstract.In recent years, the excavator hydraulic systems, the literature is not uncommon, but most of the content documents of a topic for research, systematic exposition of modern hydraulic excavator hydraulic system of the paper is less, so the research and design of hydraulic excavator system has important practical and theoretical significance.Hydraulic excavator of this thesis outlines the history of technology and its current developments in the foreign country, outlines the development trend of hydraulic excavators, hydraulic excavators used this hydraulic circuit for a simple set and analysis, subject to design small hydraulic excavator hydraulic system design and analysis, and by further calculation to determine the need for complete selection of hydraulic components.AutoCAD drawing using hydraulic system diagram, work tank assembly, hydraulic layout, tank parts diagram.Finally, tests prove the feasibility of this design.Keywords ：Hydraulic System，Excavator 目 录 绪论......................................................................1 1.1 选题意义...............................................................................................................................................1 1.2 挖掘机及其液压技术概述...................................................................................................................1
1.3 国内外研究现状...................................................................................................................................2 1.4 挖掘机发展趋势...................................................................................................................................3 2 挖掘机液压系统概述........................................................5 2.1 挖掘机液压系统的基本组成及其基本要求.......................................................................................5 2.2 挖掘机液压系统的基本动作分析.......................................................................................................6 2.3 挖掘机液压系统的基本回路分析.......................................................................................................6 2.3.1 限压回路....................................................................................................................................6 2.3.2 缓冲回路..................................................................................................................................7 2.3.3 节流回路....................................................................................................................................8 2.3.4 行走限速回路............................................................................................................................9 2.3.5 合流回路.................................................................................................................................11
2.3.6 闭锁回路................................................................................................................................12 2.3.7 再生回路..................................................................................................................................12 3 挖掘机液压系统设计.......................................................13 3.1 挖掘机的功用和对液压系统的要求.................................................................................................13 3.2 挖掘机液压系统分析.........................................................................................................................13 3.2.1 挖掘机的液压系统原理图......................................................................................................13 3.2.2 系统工作循环分析..................................................................................................................14 3.2.3 主要液压元件在系统中的作用..............................................................................................15 3.2.4 液压系统中几种低压回路的作用..........................................................................................16 3.3 液压元件的选用.................................................................................................................................16 3.3.2 液压阀的选用..........................................................................................................................16
3.3.4 辅助元件的选用......................................................................................................................17 4参数计算及选择...........................................................18 4.1 计算所需要的泵的流量.....................................................................................................................18 4.2回转台启动力矩和制动力矩..............................................................................................................19 4.2泵的选择..............................................................................................................................................22 4.3油箱容积计算......................................................................................................................................22 4.4油管尺寸计算......................................................................................................................................23 4.5热平衡验算..........................................................................................................................................24 5 结论.....................................................................25 参考文献...................................................................27 致谢.......................................................................27 绪论 1.1 选题意义
随着国民经济的快速发展，液压挖掘机在各种工程建设领域，特别是基础设施建设中所起的作用越来越明显，液压挖掘机作为一类快速、高效的施工机械愈来愈被人们所认识。据统计，国内主要23家主要挖掘机制造公司2009年挖掘机市场总计销售各级别挖掘机约95,000台，同比2008年大幅增长23%，再次创造中国挖掘机销量记录。
挖掘机的发展与液压技术密不可分，二者相互促进，一方面，液压技术是现代挖掘机的技术基础，另一方面，挖掘机的发展又促进了液压技术的提高。挖掘机的液压系统复杂，其性能的优劣决定着挖掘工作性能的高低，可以说目前液压传动的许多先进技术都体现在挖掘机上。近年来，有关挖掘机液压系统方面的文献并不少见，但文献的内容大多针对某一专题进行研究，系统地论述现代液压挖掘机液压系统的论文却较少，因此研究挖掘机液压系统具有重要的现实意义和理论意义。
1.2 挖掘机及其液压技术概述
挖掘机的发展史可追溯到 19 世纪三四十年代。美国实施西部大开发工程催生了以蒸汽机作为动力，模仿人体大臂、小臂和手腕构造，能行走和扭腰的挖掘机。随后的一百多年中，挖掘机并没有得到很大发展，其原因一是当时的工程主要是国土开发、大规模的筑路和整修场地等，平面作业较多，使铲土运输机械成为当时的主力机种，二是挖掘机作业装置动作多、运动范围大、采用多自由度机构，机械传动难以适应这些要求，而当时的液压技术还不成熟，不能大规模地应用到实际工业中。随着社会的不断进步，工程建设和施工形式逐渐向土木施工方向发展，同时液压技术也逐步得以完善，这些因素的变化反过来又促进挖掘机的不断更新换代。20 世纪 40 年代有了在拖拉机上配装液压铲的悬挂式挖掘机，50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机，60 年代，当液压传动技术成为成熟的传动技术时，液压挖掘机进入了推广和蓬勃发展吉阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快（见表 1—1），产量猛增。1968～1970年间液压挖掘机产量
已占挖掘机总产量的 83%，目前已接近100%，所谓挖掘机在现代主要是指液压挖掘机，机械式挖掘机已很少见，液压传动技术为挖掘机的发展提供了强有力的技术支撑。
液压传动是挖掘机的重要组成部分之一，目前常用的传动方式有机械传动、电力传动和流体传动。流体传动包括液体传动和气体传动，液体传动又分为液压传动和液力传动。所谓液压传动是指在密闭的回路中，利用液体的压力能来进行能量的转换、传递和分配的
液体传动。在现代工业中液压传动技术几乎应用于所有机械设备的驱动、传动和控制，如操纵车辆转向和制动，控制和驱动飞机、机床、工程机械、农业机械、采矿机械、食品机械和医疗机械等
1650 年法国帕斯卡提出的封闭静止流体中压力传递的帕斯卡原理成为液压传动的理论基础，此后液压传动理论不断得以丰富和完善，如 1686 年牛顿揭示了粘性流体的内磨擦定律，18 世纪建立了流体力学的两个重要方程：连续性方程和伯努利方程。丰富的理论和实践的需要促进了液体应用技术和成果的不断涌现。1795 年英国人约瑟夫步拉默发明了世界上第一台水压机；随后出现在英国的工业革命促进了液压技术的迅速发展；到 1870 年液压传动技术已经被用来驱动各种液压设备，如液压机、起重机、绞车、挤压机、剪切机和铆接机等； 1900 年，世界上出现了第一台轴向柱塞泵；1910 年及 1922 年海勒.肖及汉斯.托马斯研制出用油作工作介质的径向柱塞泵；1926 第一套由泵﹑控制阀和执行元件组成的集成液压系统在美国诞生；1936 年哈里威克斯又发明了先导式液流阀。第二次世界大战之后，美国麻省理工学院的布莱克本、李诗颖等人对液压伺服控制问题作了深入的研究，于 1958 年制造了喷嘴挡板型电液伺服阀；20 世纪六十年代末，电液比例阀应运而生；70 年代后期，德美等国相继研制成负载敏感泵及大功率电磁阀；近年来，为适应机电一体化、控制柔性化和计算机集中控制的要求，液压系统的研究已由手动控制转向数字控制和信号控制。目前液压技术的研究和发展动向主要体现在以下几个方面：（1）提高效率，降低能耗。（2）提高技术性能和控制性能。（3）发展集成、复合、小型化、轻量化元件。（4）开展液压系统自动控制技术方面的研究
与开发。（5）加强以提高安全性和环境保护为目的研究开发。（6）提高液压元件和系统的工作可靠性。（7）标准化和多样化。
（8）开展液压系统设计理论和系统性能分析研究。1.3 国内外研究现状
我国挖掘机生产起步较晚，从 1954 年抚顺挖掘机厂生产第一台机械式单斗挖掘机至今，大体经历了测绘仿制、自主研发和发展提高三个阶段。
新中国成立初期，以测绘仿制前苏联 20 世纪 30～40 年代的机械式单斗挖掘机为主，开始了我国的挖掘机生产历史，由于当时国家经济建设的需要，先后建立起十多家挖掘机生产厂，到 20 世纪 80 年代末，我国的中小型液压挖掘机已形成系列，但总的说来，我国的挖掘机生产批量小，产品质量不稳定，与国际先进水平相比，差距较大。改革开放以来，生产企业积极引进、消化、吸收国外先进技术，促进了我国挖掘机行业的发展，目前国产液压挖掘机的产品性能指标已达到 20 世纪 80 年代的国际水平，部分产品达到了 90 年代的水平。
国外挖掘机生产历史较长，液压技术的不断成熟使挖掘机得到全面发展。德国是世界上较早开发研制挖掘机的国家，1954 年和 1955 年德国的德马克和利渤海尔两家公司分
别开发了全液压挖掘机；美国是继德国以后生产挖掘机历史最长、数量最大、品种最多和技术水平处于领先地位的国家；日本挖掘机制造业是在二次大战后发展起来的，其主要特点是在引进、消化先进技术的基础上，通过大胆创新发展起来的；韩国是液压挖掘机生产的后起之秀，20 世纪 70 年代开始引进技术，由于产业政策支持，很快进入国际市场，并已挤入国际液压挖掘机的主要生产国之一。世纪 60 年代，挖掘机进入成熟期，各国挖掘机制造商纷纷采用液压技术并与其它技术相结合，使产品的适应性得到较快发展，产品寿命和质量不断提高操纵更加舒适，产品更加节能。例如美国卡特彼勒公司 1995 年以后推出的 300B系列液压挖掘机，采用一种命名为 maestro 的系统，通过载荷传感液压装置，控制发动
机的输出功率，实现与液压泵的严格匹配。Maestro 控制面板在机型上安装两种功率模式和四种工况状态，允许用户自行决定功率工况模式。再如韩国现代公司生产的 ROBEX450-3 型液压挖掘机，有四种功率模式，通过集成化的电子控制系统自动确定最佳的发动机转速和液压泵的输出参数，使得发动机、液压泵的速度及液压系统压力与实际工况相适应，从而获得最高的生产率和最佳的燃油消耗。此种技术在日本小松、日立建机、神钢、韩国大宇重工、德国的利渤海尔、英国的 JCB等公司均得到普遍应用，代表了当代液压挖掘机的最高水平。
1.4 挖掘机发展趋势
随着液压挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化方向发展，挖掘机对液压技术的要求不断提高并呈现如下特点：
（1）迅速发展全液压挖掘机并进一步改进液压系统。中、小型液压挖掘机的液压系统有向变量系统转变的明显趋势。因为变量系统在油泵工作过程中，压力减小时用增大流量来补偿，使液压泵功率保持恒定，亦即装有变量泵的液压挖掘机可经常性地充分利用油泵的最大功率；当外阻力增大时则减少流量（降低速度），使挖掘力成倍增加；采用三回路液压系统，产生三个互不成影响的独立工作运动，实现与回转机构的功率匹配，将第三泵在其他工作运动上接通，成为开式回路第二个独立的快速运动。液压技术在挖掘机上的普遍使用，为电子技术、自动控制技术在挖掘机上的应用与推广创造了条件，液压、电子和自动化技术日益结合，共同促进挖掘机的控制性能不断提高。挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。在危险地区或水下作业采用无线电操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现了挖掘机作业操纵的完全自动化。20 世纪 70 年代，为了节省能源消耗和减少对环境的污染，使挖掘机的操作更加轻便和安全作业，降低挖掘机噪音，改善驾驶员工作条件，电子和自动控制技术逐步应用在挖掘机上。随着对挖掘机的工作效率、节能环保、操作轻便、安全舒适、可靠耐用等方面性能要求的提高，机电一体化技术在挖掘机上得以广泛应用，并使其各种性能有了质的飞跃。20 世纪 80 年代，以微电子技术为核心 的高新技术，特别是微机、微处理器、传感器和检测仪表在挖掘机上的应用，推动了电子控制技术在挖掘机上应用和推广，并已成为挖掘机现代化的重要标志，亦即目前先进的挖掘机上设有发动机自动怠速及油门控制系统、功率优化系统、工作模式控制系统、监控系统等电控系统。所有这一切，都是挖掘机的全液压化奠定的基础并为挖掘机的全面发展创造了美好的前景。
（2）重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度。例如美国林肯贝尔特公司新 C 系列 LS-5800 型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统，可自动调节流量，避免了驱动功率的浪费，还安装了 CAPS（计算机辅助功率系统），提高了挖掘机的作业功率，更好地发挥液压系统的功能；日本住友公司生产的 FJ 系列五种新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅助功率控制系统，利用精控模式选择系统，减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗，并延长了零部件的使用寿命；德国奥加凯（O&K）公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；日本神钢公司在新型的 904、905、907、909 型液压挖掘机上采用智能型控制系统，即使无经验的驾驶员也能进行复杂的作业操作；德国利勃海尔公司开发了 ECO（电子控制作业）的操纵装置，可根据作业要求调节挖掘机的作业性能，取得了高效率、低油耗的效果；美国卡特匹勒公司在新型 B系统挖掘机上采用最新的3114T 型柴油机以及扭矩载荷传感压力系统、功率方式选择器等，进一步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。韩国大宇公司在 DH280 型挖掘机上采用了 EPOS 即电子功率优化系统，根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，即发动机始终以全功率运转，这样既充分利用了发动机的功率、提高挖掘机的作业效率，又防止了发动机因过载而熄火。
第五篇：我国小型挖掘机市场发展现状与分析
我国小型挖掘机市场发展现状与分析
2008-07-25来源：中国工程机械信息网
1小型挖掘机产品概况
1.1产品定义及性能
由中国工程机械工业协会挖掘机械分会在组织制定的新的挖掘机国家标准(初稿)中提出小型挖掘机的定义，即整机重量小于等于13T的履带式或轮式挖掘机统称小型挖掘机，其中整机重量小于6T的挖掘机称之谓微型挖掘机。
小型挖掘机主要由结构件总成、覆盖件总成、行走装置、回转装置、液压系统、动力系统、电器系统和空调装置等8大部分构成,其中最为关键核心的是液压系统和动力系统。小型挖掘机主要用于小型土石方工程、市政工程、路面修复、混凝土破碎、埋设电缆、自来水管道的铺设、园林栽培及河道河沟清淤工程。小型挖掘机具有中型挖掘机的多项功能，又具有运输、能耗、灵活性、适应、高效率等方面的优势，非常适用于空间狭小的施工场地作业。
1.2产品应用特点
小型挖掘机价格低、质量轻、保养维修方便，具有独特优势。由于其小巧、灵活、多功能和高效率等特点，极受用户的欢迎。
第一，广泛的适用性。小挖体积小，机动灵活，非常适用于城镇的各种管道开挖、基础施工、公用事业以及房屋维修等作业。小挖紧凑的体积、特殊的设计使其能够在大型挖掘机无法施工的环境中进行作业。
第二，多功能性。小挖的真正优点在于它的多功能性。由于有相关的液压动力系统，小挖能够安装许多辅助作业工具，如安装滚筒、平板夯用于沟槽的填埋压实;安装破碎锤、液压钳用于轻量级的拆除作业;安装旋挖钻具用于钻孔，钓钩用于起吊重物;安装夹指钳用于清除工作等等。
第三，鲜明的作业特点。尾部旋转半径为零的设计应用，使得小型挖掘机在作业空间有限的环境下作业时挖掘机操作人员无须考虑施工现场是否有障碍物阻碍挖掘机的转动，从而使操作人员能够更专心于铲斗的操作，这也防止了施工现场周围建筑物以及挖掘机自身的损坏。小型挖掘机适合狭窄区域作业的最主要的特点就是其特殊动臂和斗杆的设计。小型挖掘机的动臂是与机身铰接的，这就使其能够在一个很大的范围内进行摆动。这一设计使得挖掘机在周围有障碍物时也能避开障碍物进行作业而无需经常移动机身。同时，这也使得挖掘机能够便于在墙壁或是围墙的旁边进行挖掘作业。小型挖掘机的橡胶履带有助于减少挖掘机施工时对狭窄施工范围内的景观区域以及道路的损坏。
第四，便于运输和转移作业场地。小挖便于各个施工现场间的转移，无需大型拖车或是重型卡车来进行运输，小型的运输工具就可将其运载。这样不但能够方便运输，还可以大大降低机器的运输费用。
第五，投资回报率高。小挖的价格便宜，成本回收快。以6吨级小挖为例，美欧日品牌机的价格在40万左右，韩国的机器价格在32万左右，国产机器价格在30万～32万左右;而20吨级的中挖价格在70万～100万左右。一般情况下，一台1.5～2.0吨的小挖能够取代大约6个成年人用铁铲和一辆手推车工作土方工程量.小挖不仅工作效率高，而且作业成本低，在小型土方工程中有很强的竞争力。较高的投资回报率使得小型挖掘机深受广大中小土方工程施工承包业主的欢迎。正是由于小挖所具备的这些特点，小挖才开辟了自己广泛的市场，并得以迅速发展。2我国小型挖掘机市场现状
2.1行业市场概况
自20世纪90年代以来，中国经济快速发展，中国工程机械行业也步入了快速发展期。近几年来，小型工程机械作为后起之秀，在施工中，开始部分取代中大型机械的位置，受到用户的普遍欢迎。目前，我国小型挖掘机市场正处在高速发展阶段。随着我国城镇化进程向深度和广度的发展，道路和市政设施的修缮维护及城市小型工程项目的增多，其工程业务量占社会施工总量的比重越来越大。据测算，一台10吨位小型挖掘机的作业效率可以替代30～50个劳动力，极大地降低了施工成本和管理成本，使得多功能小型挖掘机的需求量不断上升。2002年行业销售量只有1400多台，到2006年达到了1.7万余台，到2007年就已经达到了2万余台，增长了十几倍，2008年刚刚过去几个月，就已经呈现出了长足增长的态势。
许多国外企业在中国加大投资，进军小挖产业正是他们看好中国工程机械市场的具体表现。从市场份额来讲，国内小型挖掘机主要还是以斗山、现代、小松、日立等日韩品牌为主，约占行业销量的一半以上。本土小型挖掘机经过山河智能、玉柴等供应商多年的努力，正在逐步扩大市场占有率，目前中国本土小挖企业市场份额每年都在大幅攀升。
近几年，小型挖掘机市场持续强力增长，特别是在出口方面，小型挖掘机对我国工程机械行业出口市场起到了一定引领作用。我国本土小型挖掘机质优价廉，性价比方面具有比较高的优势，受到海外市场的普遍青睐。2007年我国小型挖掘机市场销量首次突破2万台大关，其中近20%左右小挖销量是出口海外市场的，其中国内某些小挖制造商的出口比例达到40%以上，甚至某些企业生产的小型挖掘机全部用来出口，满足海外市场的需求。目前出口正成为拉动国内小型挖掘机行业业绩增长的一个主要动力，前景十分看好。
2.2存在问题
我国小挖发展态势良好，但依然存在很多问题。
一、国内企业技术水平、质量、可靠性参差不齐，仅有少数企业质量技术水平与国际先进水平接近，这主要是国内大部分企业的体系建设相对落后所致。国内众多的小型挖掘机制造企业普遍存在机制、资金、人才、管理等综合实力不足的现象，难以形成核心竞争力和规模化发展。目前小型挖掘机零部件国产化率达到70%，占采购成本的50%。各大挖掘机制造商背后都有世界知名的零部件商作技术支撑，零部件技术的进步带动整机性能和可靠性的提高。
小型挖掘机的液压系统中泵、阀、马达等关键技术、工艺和知识产权基本掌握在日本、德国等少数国家的厂商手中，采购成本约占据了整机成本的40%。与挖掘机相配套的小型发动机技术也掌握在日本、美国、德国等发达国家手中。随着国内小挖市场的持续升温，国产小挖关键配套件缺失的矛盾进一步升级。制约我国工程机械品质提升的一个重要因素，就是基础配套件的落后以及上游供应链的薄弱。迫于竞争的加剧，挖掘机制造企业对配套件质量的要求越来越高，国产小挖企业几乎都选择进口的关键零部件。从国外进口零部件，不仅供货期不能保证，导致企业无法进一步提高产量。同时，从国外采购的全套液压系统，占到了整机成本的30%，而且价格没有商量的余地。加上售前、售后服务不到位等因素，大大制约了国产小挖的快速发展。
二、进口二手挖掘机对国内小型挖掘机行业的影响也很大。目前国内存在大量进口的二手设备，以挖掘机数量最为巨大，其中包括了相当比例的小型挖掘机，对国内本行业的发展产生了相当大的冲击。
3我国小型挖掘机行业发展影响因素分析
3.1行业发展有利因素
首先，小挖当前的发展态势良好。从2000年起，我国小挖市场迅速地发展起来，平均以每年120%的速度递增，直接到达2005年的1.2万台高峰，这中间几乎呈直线上升发展。而且5年的时间里小挖销量翻了4番多。2006年我国小挖市场又是捷报连连，前9个月小挖销量就达到了13275台。我国小挖市场目前如此良好的发展态势，是吸引众多投资者染指该领域的一个重要原因。其次，我国小挖市场客观存在着巨大的发展空间和潜力。目前，我国国内小挖市场仅占到全球小挖市场的9%左右，与日本19%、北美19%、欧洲35%的占有量相去甚远。而且该占有量与我国广阔的国土面积和超常速的经济发展很不匹配。另外，我国已经是世界上最大的挖掘机市场，根据国际挖掘机市场发展惯例，小挖与大中挖市场保有量之比一般保持在0.5∶1左右，由此比例数可以推算出，到2010年我国小挖的市场容量将达到4-5万台左右。显而易见，我国小挖客观存在着巨大的市场容量，具有广泛的发展空间和潜力。
再次，我国小挖市场真实的存在着巨大需求因素。小挖与其它工程机械一样受国家固定资产投资和基础设施建设的影响比较大。十一五期间，我国进一步加大了对交通、水利、核电等基础设施建设的投资力度。所有的这些基础设施投入都为工程机械行业，同样也为小挖市场带来了巨大的市场需求。另外，在十一五期间，国家大力倡导“社会主义新农村建设”，对包括农村公路建设在内的各项农村基础设施建设加大了投入，并且还进一步推进小城镇建设。而且，我国在前几年大量投入使用的高速公路等基础设施，正越来越多的进入到了维护保养期。同时，城市建设也逐渐向“精雕细刻”转变，因此小型化的土方工程施工会越来越多，都会对小挖的市场需求产生巨大带动作用。
还有，小挖自身所具有其它挖掘机所没有的性能、性价比等优势。小挖产品在市政工程、交通等施工中发挥了较大优势，并为众多工程节省人力、物力做出了较大贡献。在价格方面，小挖比大中型挖掘机要便宜10～20万左右，而且在使用上，有些工程大中型挖掘机能做的，小挖照样胜任，使小挖在众多工程机械中脱颖而出。用户的青睐就是市场，这些因素吸引着投资者进入该领域。
3.2行业发展风险因素
良好的发展趋势、广阔的发展潜力、巨大的利润空间对小挖市场形成了巨大的诱惑，然而诱惑中隐藏着风险。投资小挖市场的风险因素主要体现在以下几方面：
首先，小挖市场看好，众多厂家加入，导致市场竞争激烈。目前，国内外众多厂家纷纷看好我国小挖市场。世界上大部分著名的小挖制造商已经或者正在我国设立独资、合资企业，生产或销售各种类型的小挖产品。到目前为止，国内涉足小挖生产的企业也达到60余家，并且还不断有新的企业加入。“青岛竹内”就是一个例证，目前，该专业小挖生产企业已经开始投入生产，正图谋着我国10%左右的小挖份额。还有，久保田也希望能占领我国20%的小挖市场;石川岛也想占有我国10%的小挖市场份额。而且斗山、现代、小松、日立、JCB、凯斯等众多外国企业也正在不断加大技改与新产品研发，希望在我国小挖市场保持原有的地位。另外，我国国产品牌的玉柴、山河智能、众友、柳工、徐挖等一大批企业也正在异军突起，不断扩大小挖生产能力。而且更为严重的是甚至连一些非工程机械行业的企业也加入到小挖生产的行列中来。由此看来，我国小挖市场可谓“狼多肉少”，竞争是异常的激烈。
其次，国家固定资产投入对于小挖的发展是一把双刃剑，影响小挖发展。国家的固定资产投入既能促进小挖市场的发展，同样也能制约小挖市场的发展。国家的固定资产投资加大时，就会促进小挖发展;国家固定资产投入减少时，就会影响小挖市场的发展。而国家的固定资产投入政策是处于变动之中的，而导致了小挖的发展也处于变动之中。
再次，小挖受到国家宏观调政策的影响。目前，虽然我国经济发展平稳，但存在着很多不确定因素。国家随时都有可能根据国家经济的状况启动宏观调控政策，导致小挖市场发展处于波折状态。还有，未来一段时间，国家有可能出台针对小挖发展的严厉的政策规范。在国内小挖市场看好的条件下，众多厂家往往是比较盲目的扩大生产规模，很难在技术、性能创新上有所突破，进而导致产品结构重复、单一，导致国家资源的重复浪费。这与国家目前倡导的“建设创新节约型社会”相违背。因此，可以预测未来一段时间内，国家可能会出台相关政策规范小挖生产企业的盲目扩大和市场的发展。
3.3相关建议
振兴小挖产业，首先应通过资本运作，国内企业间进行兼并、重组、联盟，在国内联合组建新一代挖掘机的企业集团，整合业内人才、设备资源，形成合力。在企业集团内，建立强有力的技术中心，加大产品研发投入，加大营销和服务网络的投入。未来小型挖掘机市场的竞争将是企业综合实力的竞争，即技术创新、制造、管理、品牌、营销及金融手段等全方位的竞争。只有在行业内组建企业集团，才能在未来的竞争中与跨国公司相抗衡。
其次，提高关键零部件的制造技术和工艺，提高核心部件的国产化，这需要主机厂商和零部件配套厂商共同投入。健全的配套体系是一个产业形成工业化生产的基础。所以，零部件的国产化率尤其是液压元件的国产化供应，是振兴和发展国产小挖产业和挖掘机产业的基础和关键所在。行业协会和相关政府部门应该出台政策，加以引导和扶持，国内大型企业应该肩负责任，支持国内另部件企业或进行联合开发。
第三，重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度。更新设计理论，提高可靠性，延长使用寿命。迅速拓展电子化、自动化技术在挖掘机上的应用。
第四，国内企业要选择恰当的市场战略和品牌战略。这方面不妨借鉴日本和韩国厂商的策略，专注于小型挖掘机和小型机械设备，形成这一领域的核心竞争力和全球化市场。另一方面，国内综合实力较强的工程机械企业集团、汽车行业延伸至工程机械领域的企业集团，通过资产重组、兼并，集中存量资产和优秀专业人才，引进战略投资，形成现代化制度的企业集团和超强的企业实力，将各自品牌塑造成世界级的多元化产品的品牌。
结论
小型土方施工越来越多，小挖用户需求不断扩大，市场前景光明。小挖性价比高、经济实用，将更具竞争力。同时，经济发达城市的劳动力成本较高，用机械代替人工，提高了劳动效率，而且小挖更适宜在空间有限的城市中施展。这就决定了小挖高速发展时代的来临，市场前景诱人，潜力巨大。这也给工程机械生产企业带来了难得的机遇，在深入了解用户需求和市场定位之后，无论是生产企业还是经销商，都将在这个市场中获得很大的利益。国内小挖行业发展迅猛，但是依然存在不少瓶颈，可谓任重而道远。（编辑 吴鹏）
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