買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 摘 要 本次設(shè)計的題目是履帶式液壓挖掘機挖掘機構(gòu)。與其它類型的挖掘機相比，這種類型的挖掘機因有良好通過性能應(yīng)用最廣，對松軟地面或沼澤地帶還可采用加寬、加長以及浮式履帶來降低接地比壓。 液壓挖掘機的主要特點為：能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大，能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，快速作用時，液壓元件產(chǎn)生的運動慣性小，加速性能好，并可作高速反轉(zhuǎn)，傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，可吸收沖擊和振動，操縱省力，易實現(xiàn)自動化控制，易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。 本次設(shè)計的主要參數(shù)是斗容量 屬于中小型液壓挖掘機，主要設(shè)計挖掘機的工作裝置 、液壓傳動原理。 在設(shè)計中，采用了履帶式行走裝置，來滿足要求。上部轉(zhuǎn)臺是全回轉(zhuǎn)式，因此它可在一個更大的范圍內(nèi)工作。又因采用液壓傳動控制而使整機性能得以改善。與機械式挖掘機相比，其挖掘力提高到 2 3 倍，整機質(zhì)量約為 5噸，挖掘力約為 30大卸載高度約為 大挖掘深度 大挖掘半徑約為 中可以看出整機作業(yè)能力有了很大的改進，不僅挖掘力大，且機器重量輕，傳動平穩(wěn)，作業(yè)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。另外，還對挖掘機的工作裝置 提出基于結(jié)構(gòu)推理的機構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計方法 。 關(guān)鍵詞 ：液壓挖掘機 ；挖掘 機構(gòu) ；液壓系統(tǒng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 is of to as as to or s a to be to is to is it is to s In to is it in a to to 3 0to is is to on 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 目 錄 1 緒論 . 1 . 2 . 2 . 3 . 4 . 4 . 4 . 5 . 5 . 6 2 總體設(shè)計方案 . 7 . 7 體） . 7 . 8 . 8 . 8 3 挖掘機的工作裝置設(shè)計 . 10 桿、鏟斗的結(jié)構(gòu)形式 . 10 . 10 . 11 定鏟斗的結(jié)構(gòu)形式和斗齒安裝結(jié)構(gòu) . 11 . 13 桿、鏟斗油缸的鉸點布置 . 14 . 14 . 17 . 17 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 桿、鏟斗機構(gòu)參數(shù)的選擇 . 18 . 18 . 19 . 22 臂機構(gòu)參數(shù)的選擇 . 26 . 32 臂參數(shù)的選擇 . 34 4 挖掘機液壓系統(tǒng)設(shè)計 . 35 . 35 . 36 . 36 . 36 . 44 計算 . 45 . 47 . 48 . 49 . 49 5 工作裝置的強度計算 . 51 . 51 . 61 6 液壓挖掘機機構(gòu)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計 . 62 . 63 . 64 結(jié) 論 . 71 參考文獻 . 72 致 謝 . 73 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 1 緒論 液壓挖掘機是在機械傳動挖掘機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的工作過程是以鏟斗的切削刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機是一種周期作業(yè)的土方機械。 液壓挖掘機與機械傳動挖掘機一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機械設(shè)備。 在建筑工程中，可用 來挖掘苦坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場地等。更換工作裝置后，可進行裝卸、安裝、打樁和拔除樹根等作業(yè)。 在水利施工中，可用來開挖水庫、運河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠，疏浚和挖深原有河道等。 在鐵路、公路建設(shè)中，用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝等。 在石油、電力、通信業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)及市政建設(shè)中，用來挖掘電纜溝和管道等。 在露天采礦場上，可用來剝離礦石或煤，也可用來進行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。 在軍事工程中，或用來筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。 所以，液壓 挖掘機作為工程機械的一個重要品種，對于減輕工人繁重的體力勞動，提高施工機械化水平，加快施工進度，促進各項建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都 起著很大的作用。據(jù)建筑施工部門統(tǒng)計，一臺斗容量 級土壤時 ，每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)于 300 400個工人一天的工作量。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機，對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 壓挖掘機的工作特點和基本類型 壓挖掘機的主要優(yōu)點 液壓挖掘機在動力裝置之間采用容積式液壓靜壓傳動，即靠液體的壓力能進行工作。液壓傳動與機械傳動相比 有許多優(yōu)點。 能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大，例如液壓馬達的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比可達 1000 1。 能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，例如柱塞式液壓馬達的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可低達1r/ 快速作用時，液壓元件產(chǎn)生的運動慣性小，加速性能好，并可作調(diào)整反轉(zhuǎn)。例如電動機在啟動時的慣性力矩比其平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時的驅(qū)動力矩大 50%，而液壓馬達則不大于 5%，加速中等功率電動機需 1加速液壓馬達只需 傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，可吸收沖擊和振動，操縱省力，易實現(xiàn)自動化控制。 易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。 基于液壓傳動的 上述 優(yōu)點，液壓挖掘機與機械傳動挖掘機相比，具有下列主要特點： 大大改善了挖掘機的技術(shù)性能，挖掘力大、牽引力大，機器重量，傳動平穩(wěn)，作用效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓挖掘機與同級機械傳動挖掘機相比，挖掘力約高 30%，例如 壓挖掘機鏟斗挖掘力 120 150同級機械傳動挖掘機只有 100 挖掘機在工作時的主要動作包括行走、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)和工作裝置的作業(yè)動作，其中動作最頻繁的是回轉(zhuǎn)和工作裝置的循環(huán)往復(fù)運動。這種往復(fù)運動一般速度不高，而所需作用力卻很大，要求在短時 間內(nèi)通過變速或換向來完成各種復(fù)雜動作。機械傳動挖掘機完成上述運動需通過磨擦離合器、減速器、制動器、逆轉(zhuǎn)機構(gòu)、提升和推壓機構(gòu)等配合來完成。因此，機械傳動挖掘力不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且還要產(chǎn)生很大的慣性力和沖擊載荷。而液壓挖掘機則不需要龐大和復(fù)雜的中間傳動，大大簡化了結(jié)構(gòu)，也減少了易損件。由于結(jié)構(gòu)簡化，液壓挖掘機的質(zhì)量大約比相同斗容量的機械傳動挖掘機輕 30%，不僅節(jié)省了鋼材，而且降低了接地比壓。液壓挖掘機上的各種液壓元件可相對獨立布置，使整機結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀，同時也易于改進或變型。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)有防止過載 的能力，所以使用安全可靠，操縱簡便。由于可采用液壓先導(dǎo)控制，無論驅(qū)動功率多大，操縱均很靈活、省力，司機的工作條件得到改善。更換工作裝置時，由于不牽連轉(zhuǎn)臺上部的其他機構(gòu)，因此更換工作裝置容易，而機械式挖掘機則受到提升機構(gòu)和推壓機構(gòu)的牽連和限制。 由于液壓傳動易于實現(xiàn)自動控制，因此現(xiàn)代液壓挖掘機普遍采用了以微處理器為核心的電子控制單元（ 使發(fā)動機、液壓泵、控制閥和執(zhí)行元件在最佳匹配狀態(tài)下工作，以實現(xiàn)節(jié)能和提高作業(yè)效率，同時還可實現(xiàn)整機狀態(tài)參數(shù)的電子監(jiān)控和故障診斷。 液壓元件易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列 化和通用化，便于組織大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，進一步提高質(zhì)量和降低成本。 壓挖掘機的基本類型及主要特點 液壓挖掘機種類繁多，可以從不同角度對其類型進行劃分。 根據(jù)液壓挖掘機主要機構(gòu)傳動類型劃分。 根據(jù)液壓挖掘機主要機構(gòu)是否全部采用液壓傳動，分為全液壓傳動和非全液壓（或稱半液壓）傳動兩種。若挖掘、回轉(zhuǎn)、行走等幾個主要機構(gòu)的動作均為液壓傳動，則為全液壓挖掘機。若液壓挖掘機中的某一個機構(gòu)采用機械傳動，則稱其為非全液壓（或半液壓）挖掘機。一般說來，這種區(qū)別主要表現(xiàn)在行走機構(gòu)上。對液壓挖掘機來說，工作裝置及回轉(zhuǎn) 機構(gòu)必須是液壓傳動，只有行走機構(gòu)有的為液壓傳動，有的為機械傳動。 根據(jù)行走機構(gòu)的類型劃分 根據(jù)行走機構(gòu)的不同，液壓挖掘機可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式及拖式。 履帶式液壓挖掘機應(yīng)用最廣，在任何路面行走均有良好的通過性，對土壤有足夠的附著力，接地比壓小，作業(yè)時不需設(shè)支腿，適用范圍較大。在土質(zhì)松軟或沼澤地帶作業(yè)的液壓挖掘機，還可通過加寬履帶來降低接地比壓。為防止對路面的碾壓破壞、有些液壓挖掘機還采用了橡膠履帶。通常，履帶行走的液壓挖掘機多為全液壓傳動。 輪胎式液壓挖掘機具有行走速度快，機動性好，可在多種 路面通行的特點。近年來，輪胎式挖掘機的生產(chǎn)量日漸增長。 懸掛式液壓挖掘機是將工作裝置安裝在輪胎式或履帶式拖拉機上，可以達到一機多用的目的。這種挖掘機拆裝方便，成本低廉。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 汽車式液壓挖掘機一般采用標(biāo)準(zhǔn)的汽車底盤，速度快，機動性好。 拖式液壓挖掘機沒有行走傳動機構(gòu)，行走時由拖拉機牽引， 根據(jù)工作裝置劃分 根據(jù)工作裝置結(jié)構(gòu)不同，可分為鉸接式和伸縮臂式挖掘機。鉸接式工作裝置應(yīng)用較為普遍。這種挖掘機的工作裝置靠各構(gòu)件繞鉸點轉(zhuǎn)動來完成作業(yè)動作。伸縮臂式挖掘機的動臂由主臂及伸縮臂組成，伸縮臂可在主臂臂內(nèi)伸縮，還可以變幅 。伸縮臂前端裝有鏟斗，適于進行平整和清理作業(yè)，尤其是修整溝坡。 壓挖掘機的發(fā)展概況 挖掘機械的最早雛形，主要用于河道。港口的疏浚工作，第一臺有確切記載的挖掘機械是 1796年英國人發(fā)明的蒸汽“挖泥鏟”。而能夠模擬人的掘土工作，在陸地上使用的蒸汽機驅(qū)動的“動力鏟”于 1835 年在美國誕生，主要用于修筑鐵路的繁重工作，被認為是現(xiàn)代挖掘機的先驅(qū)，距今已有 170多 年歷史。 1950 年，德國研制出世界上第一臺全液壓挖掘機。由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料不斷在挖掘機上得到應(yīng)用，尤其是電子技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng) 用使得液壓挖掘機在作業(yè)效率、可靠性、安全性和操作舒適性以節(jié)能、環(huán)保等方面有了長足的進步。目前液壓挖掘機已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，成為土石方施工不可缺少的重要機械設(shè)備。 外液壓挖掘機目前水平及發(fā)展趨勢 工業(yè)發(fā)達國家的液壓挖掘機生產(chǎn)較早，產(chǎn)品線齊全，技術(shù)成熟。美國、德國和日本是液壓挖掘機的主要生產(chǎn)國，具有較高市場占有率。 20世紀(jì)后期開始，國際上液壓挖掘機的生產(chǎn)從產(chǎn)品規(guī)格上看，在穩(wěn)定和完善主力機型的基礎(chǔ)上向大型化、微型化方向發(fā)展；從產(chǎn)品性能上看，向高效節(jié)能化、自動化、信息化、智能化的方向發(fā)展。 內(nèi)液壓挖掘機的發(fā)展概況 我國從 1967 年開始研制液壓挖掘機。早期開發(fā)成功的產(chǎn)品主要有上海建筑機械廠的 陽礦山機器廠的 60、合肥礦山機器廠的 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 等。到 20 世紀(jì) 70 年代末 80 年代初，長江挖掘機廠和杭州重型機械研制成功了 液壓挖掘機產(chǎn)品。從 1994 年開始，美國的卡特彼勒公司、日本的神戶制鋼所、日本的小松制作所、日本的日立建機株式會社、韓國大宇重工、韓國現(xiàn)代重工業(yè)以及德國利勃海爾、德國雪孚、德國阿特拉斯、瑞典沃爾沃等公 司先后在中國建立了中外合資、外商獨資挖掘機 生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)具有世界先進水平的多種型號和規(guī)格的液壓挖掘機產(chǎn)品。近年來我國經(jīng)濟增長迅速， 液 壓挖掘機市場需求不斷擴大，形成了巨大的挖掘機市場空間 ，但該行業(yè)主要由合資企業(yè)和外資企業(yè)所壟斷。國內(nèi)一些工程機械待業(yè)的上市股分公司合資的方式介入了挖掘機產(chǎn)業(yè)，同時國內(nèi)還有眾多的企業(yè)也在生產(chǎn)液壓挖掘機，但在生產(chǎn)規(guī)模、品種、質(zhì)量等方面與國外大公司相比還有一定差距。為了發(fā)展民族挖掘機產(chǎn)業(yè)，必須瞄準(zhǔn)國際先進水平，圍繞國內(nèi)外兩個市場，在充分利用國際化配套的國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，增強自主創(chuàng)新意識，掌握核心設(shè)計制造技術(shù)，發(fā)揮性價比優(yōu)勢 ，提高產(chǎn)品競爭力，把我國液壓挖掘機產(chǎn)品做大做強。 次設(shè)計概述 本 次設(shè)計斗容量為 液壓履帶式挖掘機型號為 于履帶式液壓挖掘機 有良好通過性能應(yīng)用最廣，對松軟地面或沼澤地帶還可采用加寬、加長以及浮式履帶來降低接地比壓。 鏟裝置的工作原理 反 鏟工作裝置是液壓挖掘機的一種主要工作裝置，如圖 1 1所示。 87654321買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 圖 1 1 整體式彎動臂 液壓反鏟工作裝置一般由動臂 1、動臂液壓缸 2、斗桿液壓缸 3、斗桿 4、鏟斗液壓缸 5、鏟斗 6、連桿 7 和搖桿 8 等組成。其構(gòu)造特點是各構(gòu)件之間全部采用鉸接連接 ，并通過改變各液壓缸行程來實現(xiàn)挖掘過程中的各種動作。動臂 1的下鉸點 與回轉(zhuǎn)平臺鉸接，并以動臂液壓缸 2來支承動臂，通過改變動臂液壓缸 的行程即可改變動臂傾角，實現(xiàn)動臂的升降。 斗桿 4鉸接于動臂的上端，可繞鉸點轉(zhuǎn)動，斗桿與動臂的相對轉(zhuǎn)角由斗 液壓缸 5控制，當(dāng)斗桿液壓缸伸縮時，斗桿即可繞動臂上鉸點轉(zhuǎn)動。 鏟斗 6則鉸接于斗桿 4的末端，通過鏟斗液壓缸 5的伸縮來使鏟斗繞鉸點轉(zhuǎn)動。為了增大鏟斗的轉(zhuǎn)角，鏟斗液壓缸一般通過連桿機構(gòu)（即連桿 7 和搖桿 8）與鏟斗連接。液壓挖掘機反鏟工作裝置主要用于挖掘 停機面以下的土壤，如挖掘溝壕、基坑等，其挖掘軌跡取決于各液壓缸的運動及其組合。反鏟液壓挖掘機的工作過程為，先下放動臂至挖掘位置，然后轉(zhuǎn)動斗桿及鏟斗，當(dāng)挖掘至裝滿鏟斗時，提升動臂使鏟斗離開土壤，邊提升邊回轉(zhuǎn)至卸載位置，轉(zhuǎn)斗卸出土壤，然后再回轉(zhuǎn)至工作裝置開始下一次作業(yè)循環(huán)。動臂液壓缸主要用于調(diào)整工作裝置的挖掘位置，一般不單獨直接挖掘土壤；斗桿挖掘 可獲得較大的挖掘行程，但挖掘力小一些。轉(zhuǎn)斗挖掘的行程較短，為使鏟斗在轉(zhuǎn)斗挖掘結(jié)束時裝滿鏟斗，需要較大的挖掘力以保證能挖掘較大厚度的土壤， 因此挖掘機的最大挖掘力一般由鏟斗 液壓缸實現(xiàn)的。由于挖掘力大且挖掘行程短， 因此轉(zhuǎn)斗挖掘可用于清除障礙或提高生產(chǎn)率。在實際工作中，熟練的液壓挖掘機人員可根據(jù)實際情況，合理操縱各個液壓缸，往往是各液壓缸聯(lián) 合 工作，實現(xiàn)最有效的挖掘作業(yè)。例如，挖掘基坑時由于挖掘深度較大，并要求有較陡而平整的基坑壁，則采用動臂和斗桿同時工作；當(dāng)挖掘基坑底時， 挖掘行程將結(jié)束，為加速裝滿鏟斗，或挖掘過程中調(diào)整切削角時，則需要鏟斗液壓缸和斗桿液壓缸同時工作。 次設(shè)計任務(wù) 本次設(shè)計斗容量 工作裝置及液壓系統(tǒng) ，采用履帶式行走裝置，全液壓驅(qū)動，挖及以下土壤。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 2 總體 設(shè)計方案 作裝置 設(shè)計方案 原則 設(shè)計合理的工作裝置應(yīng)能滿足下列要求： 主要工作尺寸及作業(yè)范圍能滿足要求，在設(shè)計通用反鏟裝置時要考慮與同類型、同等級機器相比的先進性。 考慮國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并注意到結(jié)構(gòu)參數(shù)受結(jié)構(gòu)碰撞限制等的可能性。 整機挖掘力的大小及其分布情況應(yīng)滿足使用要求，并具有一定的先進性。 功率利用情況盡可能好，理論工作時間盡可能短。 確定鉸點布置，結(jié)構(gòu)型式和截面尺寸形狀時盡可能使受力狀態(tài)有利，在保證強度、剛度和連接剛性的條件下盡量減輕結(jié)構(gòu)自重。 作業(yè)條件 復(fù)雜，使用情況多變時應(yīng)考慮工作裝置的通用性。采用變鉸點構(gòu)件 或配套構(gòu)件時要注意分清主次，在滿足使用要求的前提下力求替換構(gòu)件種類少，結(jié)構(gòu)簡單，換裝方便。 運輸或停放時工作裝置應(yīng)有合理的姿態(tài)，使運輸尺寸小，行駛穩(wěn)定性好，保證安全可靠，并盡可能使液壓缸卸載或減載。 工作裝置液壓缸設(shè)計應(yīng)考慮三化。采用系列參數(shù)，盡可能減少液壓缸零件種類，尤其是易損件的種類。 工作裝置的結(jié)構(gòu)型式和布置便 于裝拆和維修，尤其是易損件的更換。 要采取合理措施來滿足特殊使用要求。 壓系統(tǒng)設(shè)計方案原則（總體） 按照挖掘機各個機構(gòu)和裝置的傳動要求，把各種液壓元件用管路有機連接起來的組合體叫 做挖掘機的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的功能是把發(fā)動機的機械能以油液為介質(zhì)，利用液壓泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗苓M行傳送，然后通過液壓缸和液壓馬達等 執(zhí)行元件轉(zhuǎn)換 為機械能，實現(xiàn)各種動作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 斗液壓挖掘機作業(yè)過程 液壓挖掘機的作業(yè)過程 包括下列幾個間歇動作：動臂升降、斗桿收放、鏟斗裝載、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、整機行走，以及其它輔助動作，除輔助動作不需要功率 驅(qū)動外，其它都是挖掘機的主要動作，要考慮全功率驅(qū)動。 由于挖掘機的作業(yè)對象和工作條件變化較大，主機的工作有兩項特殊要求： 實現(xiàn)各種主要動作時，阻力與作業(yè)速度隨時變化。因此，要求液壓缸和 液壓馬達的壓力和流量也能相應(yīng)變化。 為了充分利用發(fā)動機功率和縮短作業(yè)循環(huán)時間，工作過程中往往要求有兩個主要動作同時進行，叫做復(fù)合動作，這兩項要求需要由液壓系統(tǒng)來保證。 液壓系統(tǒng)作業(yè)動作 要求 液壓挖掘機的動作復(fù)雜，機構(gòu)經(jīng)常啟動、制動、換向，負載變化大，沖擊和振動頻繁，而且野外施工作業(yè)，溫度變化和地理條件差別大，因此，應(yīng)根據(jù)液壓挖掘機的工作特點和環(huán)境特點，對其液壓系統(tǒng)提出一些有別于其他應(yīng)用的基本要求。 液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足的作業(yè)動作要求如下。 保證液壓挖掘機動臂、斗桿和鏟斗可以各自單獨 動作，也可以相互配合實現(xiàn)復(fù)合動作。 保證工作裝置的動作與回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)動作既能單獨動作，又能作復(fù)合動作，以提高液壓挖掘機的作業(yè)效率。 履帶式液壓挖掘機的左、右履帶應(yīng) 能分別驅(qū)動，使挖掘機行走轉(zhuǎn)彎方便靈活，并能實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，以提高 挖掘機的機動性。 保證液壓挖掘機工作安全可靠，對各機構(gòu)及液壓執(zhí)行元件應(yīng)具有完善的安全保護措施。例如，對回轉(zhuǎn)機構(gòu)和行走裝置有可靠的制動和限速；防止動臂因自重而下降過快；防止機器下坡行駛時超速溜坡等。 液壓系統(tǒng) 基本的要求 根據(jù)液壓挖掘機的作業(yè)動作和環(huán)境特點，對液壓系統(tǒng)提 出如下要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)應(yīng)具有較高效率，以充分 發(fā)揮 發(fā)動機的動力性和燃油經(jīng)濟性。 液壓系統(tǒng)和液壓元件在大負載和劇烈振動沖擊作用下，應(yīng)具有足夠的可靠性。 選擇輕便、適用、耐振的冷卻散熱系統(tǒng)，減少系統(tǒng)總發(fā)熱量，使液壓系統(tǒng)工作溫度及溫升在規(guī)定范圍內(nèi)。 由于液壓挖掘機作業(yè)現(xiàn)場塵土多，液壓油被污染，因此液壓系統(tǒng)的 密封性能要好，整個液壓系統(tǒng)要設(shè)置濾油器和防塵裝置。 在必要時采用液壓先導(dǎo)或電液伺服操縱裝置，提高液壓挖掘機操作的舒適性，減輕操作人員的勞動強度。 在液壓系統(tǒng)中采用先進的自動控制技術(shù)，提高液 壓挖掘機的技術(shù)性能指標(biāo)，使液壓挖掘機具有節(jié)能、高效和自動適應(yīng)負載變化的特點。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 3 挖掘機的工作裝置 設(shè)計 定動臂、斗桿、鏟斗的結(jié)構(gòu)形式 定動臂的結(jié)構(gòu)形式 動臂是工作裝置中的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往決定于動臂的結(jié)構(gòu)形式。反鏟動臂分為整體式和組合式兩類。 直動臂構(gòu)造簡單、輕巧、布置緊湊，主要用于懸掛式挖掘機 ,如圖 3 1 所示。 圖 3體式直動臂 采用整體式彎動臂有利于得到較大的挖掘深度，它是專用反鏟裝置的常見形式。整體式彎動臂在 彎曲處的結(jié)構(gòu)形狀和強度值得注意，有時采用三節(jié)變動臂有利于降低彎曲處的應(yīng)力集中。 整體式變動臂結(jié)構(gòu)簡單、價廉，剛 度相同時結(jié)構(gòu)重量較組合式動臂輕。它的缺點是替換工作裝置少，通用 性較差。為了擴大機械通用性，提高其利用率。往往需要配備幾套完全 不通用的工作裝置。一般說，長期用于作業(yè)相買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 似的反鏟采用整體式動臂結(jié)構(gòu)比較合適。 如圖 1 1 所示。 組合式動臂一般都為彎臂形式。其組合方式有兩類，一類用輔助連桿（或液壓缸）連接，另一類用螺栓連接。 組合式動臂與整體式動臂相比各有優(yōu)缺點，它們分別適用于不同的作業(yè)條件。組合式動臂的主 要優(yōu)點是： 1工作尺寸和挖掘力可以根據(jù)作業(yè)條件的變化進行調(diào)整。當(dāng)采用螺栓或連桿連接時調(diào)整時間只需十幾分鐘，采用液壓缸連接時可以進行無級調(diào)節(jié)。 2較合理地滿足各種類型作業(yè)裝置的參數(shù)和結(jié)構(gòu)要求，從而較簡單地解決主要構(gòu)件的統(tǒng)一化問題。因此其替換工作裝置較多，替換也方便。一般情況下，下動臂可以適應(yīng)各種作業(yè)裝置要求，不需拆換。 3裝車運輸比較方便。 由于上述優(yōu)點，組合式動臂結(jié)構(gòu)雖比整體式動臂復(fù)雜，但得到了較廣泛的應(yīng)用。尤以中小型通用液壓挖掘機作業(yè)條件多時采用組合式動臂較為合適。 本次設(shè)計 作業(yè)條件比較單一，所以選用整體式彎動臂。 定斗桿的結(jié)構(gòu)形式 斗桿也有整體式和合式兩種，大多數(shù)挖掘機都采用整體式斗桿，當(dāng)需要調(diào)節(jié)斗桿長度或杠桿時采用更換斗桿的辦法，或者在斗桿上設(shè)置 2 4個可供調(diào)節(jié)時選擇的與動臂端部鉸接的孔。有些反鏟采用組合式斗桿。 定鏟斗的結(jié)構(gòu)形式和斗齒安裝結(jié)構(gòu) 定鏟斗的結(jié)構(gòu)形式 鏟斗結(jié)構(gòu)形狀和參數(shù)的合理選擇對挖掘機的作業(yè)效果影響很大。鏟斗的作業(yè)對象繁多，作業(yè)條件也不同，用一個鏟斗來適應(yīng)任何作業(yè)對象和條件較困難。為了滿足各種特定情況，盡可能提 高作業(yè)效率，通用反鏟裝置常配有甚至十多種斗容量不同，結(jié)構(gòu)形式各異的鏟斗。 目前，對鏟斗結(jié)構(gòu)形式的研究還處于現(xiàn) 場試驗、實驗室試驗或模型試驗買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 階段，未建立起較系統(tǒng)的理論。 將兩只 果如表 3 1所示。由于砂的挖掘阻力較小，對鏟斗設(shè)計的合理性反映不靈敏，所以這兩種鏟斗的試驗結(jié)果差別不大。而對頁巖作業(yè)效果就大不一樣，其中一個鏟斗的切削前緣中間略微凸出，不帶側(cè)齒，側(cè)臂略呈凹形，這些因素使頁巖挖掘阻力降低。另一個鏟斗的情況則相反。 對各種鏟斗結(jié)構(gòu)形狀的共同要 求是： 1有利于物料的自由流動，因此鏟斗內(nèi)壁 不宜設(shè)置橫向凸緣、棱角等。斗底的縱向剖面形狀要適合各種物料的運動規(guī)律。 2要使物料易于卸凈。用于粘土的鏟斗卸載時不易卸凈，因此延長了作業(yè)循環(huán)時間，降低了有效斗容量。國外采用設(shè)有強制卸土的粘土鏟斗。 反 鏟 斗 對 比 試 驗 結(jié) 果 表 3業(yè)條件 鏟斗 編號 鏟斗充滿時間 （ s） 生產(chǎn)率 （ 10kN/h） 效率 （ %） 在頁巖中 作 業(yè) 鏟斗 1 鏟斗 2 00 砂中 作 業(yè) 鏟斗 1 鏟 斗 2 00 為了使裝進鏟斗的物料不易掉出，鏟斗寬度與物料顆粒直徑之比應(yīng)大于 4： 1。當(dāng)此比值大于 50： 1時顆粒尺寸的影響可不考慮，視物料為勻質(zhì)。 4裝設(shè)斗齒有利于增大鏟斗與物料剛接觸時的挖掘線比壓，以便切入或破碎阻力較大有物料。挖硬土或碎石時還能把石塊從土壤中耙出。斗齒的材料、形狀、安裝結(jié)構(gòu)及其尺寸參數(shù)都值得研究，對它的主要要求是挖掘阻力小，耐磨，易于更換。 目前，國產(chǎn)挖掘機斗齒安裝方式主要有兩類，斗容量 q 多采用螺栓連接（圖 3 2a），斗容量 q 時多采用橡膠卡銷結(jié)構(gòu)（圖 3買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 2b）。 本次設(shè)計斗容量為 0.2 以斗齒安裝方式為螺栓連接 . 斗與鏟斗液壓缸的連接方式 鏟斗與鏟斗液壓缸有三種型式（圖 3 3），其區(qū)別主要在于液壓缸活塞桿端部與鏟斗的連接方式不同，圖 3 3斗、斗桿與鏟斗液壓缸組成四連桿機構(gòu)。圖 3 3和連桿 2與鏟斗相連，它們與斗桿一起組成六 連桿機構(gòu)。圖 3 3 3 3別在于前者液 壓缸活塞桿端接于搖桿兩端之間。圖 3 3 圖 3 2 斗齒安裝方式 但鏟斗擺角位置順時針方向轉(zhuǎn)動了一個角度。 六連桿方式與四連桿方式相比在同樣的液壓缸行程下能得到較大的鏟斗轉(zhuǎn)角，改善了機構(gòu)的傳動特性。六連桿方式 b和 d 在液壓缸行程相同時，后者能得到更大的鏟斗轉(zhuǎn)角。但其鏟斗挖掘力的平均值較小。 a)1234b)a ) 螺 栓 連 接 方 式 ； b ) 橡 膠 卡 銷 連 接 方 式1 - 卡 銷 ； 2 - 橡 膠 卡 銷 ； 3 - 齒 座 ； 4 - 斗 齒買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 本設(shè)計中選用圖 3 3 定動臂、斗桿、鏟斗油缸的鉸點布置 反鏟工作裝置實際上是多個連桿機構(gòu)的組合。在發(fā)動機功率、整機質(zhì)量和鏟 斗容量等主要參數(shù)及工作裝置基本形式初步確定的情況下，工作裝置各鉸點在布置及各工作油缸參數(shù)的選擇是否合理，會直接影響液壓挖掘機的實際挖掘能力。 圖 3斗與鏟斗液壓缸的連接方式 臂油缸的布置 動臂油缸一般布置在動臂前下方，下端與回轉(zhuǎn)平臺鉸接，常見的有兩種具體布置方式。 油缸前傾布置方案，如圖 3 4 所示，動臂油缸與動臂鉸接于 E 點。當(dāng)動臂油缸全伸出，將動臂舉升至上極限位置，動臂油缸軸線向轉(zhuǎn)臺前方傾斜。 油缸后傾布置方案，如圖 3 5 所示，當(dāng)動臂油缸全伸出，將動臂舉升到上極限位置時，動臂油缸軸 線向后方傾斜。 當(dāng)兩方案的動臂油缸安裝尺寸 鏟斗最大挖掘高度 b)c)2121 d)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 掘半徑 傾方案的最大挖掘深度比前傾方案小，即 2h 1h 。此外，在后傾方案中，動臂 此動臂所受彎矩也比買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 3臂油缸前傾布置方案 圖 3臂油缸后傾布置方案 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 較大。以上為動臂油缸后傾方案的缺點。然而，后傾方案動臂下鉸點 的距離 前傾方案的大，則動臂在上下兩極位置時，動臂油缸的作用 力臂 較大。因此，在動臂油缸作用力相同時，后傾方圖為了增大后傾方案的挖掘深度，有的挖掘機將長動臂 F改換成短動臂F（圖 3 5），并配以長斗桿。在最大深度處挖掘時，采用鏟斗挖掘而還是斗桿挖掘，這樣得到的最大挖掘深度為 2h 2h 。 顯然，不論是動臂油缸前傾還是后傾方案，當(dāng) C、 E 長度均不變時，通過加大動臂油缸長 度可以增大動臂仰角，從而增大最大挖掘高度，但會影響到最大挖掘深度 。所以，在布置油缸時， 應(yīng)綜合考慮動臂的結(jié)構(gòu)、工作裝置的作業(yè)尺寸及動臂舉升力的挖掘力等因素。 本設(shè)計選用動臂油缸前傾布置方案。 桿油缸的布置 確定斗桿油缸鉸點、行程及斗桿力臂比時應(yīng)該考慮下列因素。 保證斗桿油缸產(chǎn)生足夠的斗齒挖掘力。即油缸從最短長度開始推伸時和油缸最大伸出時產(chǎn)生的斗齒挖掘力應(yīng)該大于正常挖掘阻力。油缸全伸時的力矩應(yīng)該足以支承滿載鏟斗和斗桿靜止不動。油缸力臂最大時產(chǎn)生的最大斗齒挖掘力應(yīng)大于要求克服的最大挖掘范圍可以取得越小一些。 保證斗桿的擺角范圍。斗桿擺角范圍一般取 100 130。在斗桿油缸和轉(zhuǎn)斗 油缸同時伸出最長時，鏟斗前壁和動臂之間的距離應(yīng)大于 10般來說，斗桿越長，則其擺角范圍可以取得越小一些。 鉸點位置的確定需要反復(fù)進行。在計算中初定鉸點位置，如不夠合理，應(yīng)進行適當(dāng)修改。 斗油缸的布置 確定鏟斗油缸鉸點應(yīng)考慮以下因素。 保證轉(zhuǎn)斗挖掘時產(chǎn)生足夠大的斗齒挖掘力，即在鏟斗油缸全行程中產(chǎn)生的斗齒挖掘力應(yīng)大于正常工作情況下的挖掘阻力。當(dāng)鏟斗油缸作用力臂最大時，所產(chǎn)生的最大斗齒挖掘應(yīng)能使?jié)M載鏟斗靜止不動 。 保證鏟斗的擺角范圍。鏟斗的擺角范圍一般取 140 160，在特殊作業(yè)時可以 大于 180，擺角位置可以按圖 3鏟斗油缸全縮時，鏟斗與斗桿軸線夾角（在軸線上方）應(yīng)大于 10 ,常取 15 25，鏟斗油缸買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 全伸、鏟斗滿載回轉(zhuǎn)時，應(yīng)使土壤不從斗中撒落。 鏟斗從位置到位置時（圖 3 6），鏟斗油缸作用力臂最大，這里能得到斗齒最大切削角度的 1/2左右，即當(dāng)鏟斗挖掘深度最大時，正好斗齒挖 圖 3斗擺角范圍 掘 力也最大。實際上鏟斗的切削轉(zhuǎn)角是可變的。在許多情況下，特別是進行復(fù)合動作挖掘時，鏟斗的切削轉(zhuǎn)角一般都小于 100，而且鏟斗也不一定都在初始位置開始挖掘。因此，目前一般 取位置至位置的轉(zhuǎn)角為 3050，在這個角度范圍內(nèi)可以照顧到鏟斗在挖掘過程中能較好地適應(yīng)挖掘阻力的變化，又可以使鏟斗在開始挖掘時就有一定的挖掘力。 臂、斗桿、鏟斗機構(gòu)參數(shù)的選擇 鏟裝置總體方案的選擇 反鏟方案選擇的主要依據(jù)是設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的使用要求，據(jù)以決定工作裝置是通用或是專用的。以反鏟為主的通用裝置應(yīng)保證反鏟使用要求，并照顧到其它裝置的性能。專用裝置應(yīng)根據(jù)作業(yè)條件決定結(jié)構(gòu)方案，在滿足主要作業(yè)條件要求的同時照顧其它條件下性能。 反鏟裝置總體方案的選擇包括以下方面： 壓缸的布置 確定用組合式或整體式動臂，以及組合式動臂的組合方式或整體式動臂 4 5 1 4 0 5 0 1 5 2 5 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 的形狀。確定動臂液壓缸的布置為懸掛式或是下置式。 前面已