液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理分析目錄TOC\o"1-3"\h\u7425液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理分析 1156701.1液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能 173681.2液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu) 280501.3液壓挖掘機(jī)的工作循環(huán)過程 3198431.4液壓挖掘機(jī)工作裝置三維建模 447591.4.1鏟斗的建模 4166921.4.2斗桿的建模 5145251.4.3動(dòng)臂的建模 71.1液壓挖掘機(jī)整機(jī)性能液壓挖掘機(jī)功能系統(tǒng)包括：動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。挖掘機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)不能片面考慮單個(gè)系統(tǒng)的作用，要把系統(tǒng)聯(lián)系到一起考慮，再分析性能是否能滿足。(1)動(dòng)力系統(tǒng)液壓挖掘機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)在溫度變化劇烈、揚(yáng)塵多，承載變化范圍較廣的場(chǎng)合，挖掘機(jī)經(jīng)常傾斜作業(yè)，維修保養(yǎng)間隔時(shí)間久，由于所需要的驅(qū)動(dòng)力比一般機(jī)械的大，所以動(dòng)力部分一般需要柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供充足動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)要運(yùn)行可靠、功率特性曲線將會(huì)表現(xiàn)得剛度大、相較于汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性普遍較好。為了在惡劣工作環(huán)境與負(fù)載變動(dòng)較大的要求下工作，挖掘機(jī)額定負(fù)載量與卡車的負(fù)載模型有相似之處，與拖拉機(jī)的負(fù)載方式不一致。(2)機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)成液壓挖掘機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)簡而言之就是一種完成挖掘、行走、轉(zhuǎn)向這些基本,主要由以下幾點(diǎn)組成:行走設(shè)備是整臺(tái)挖掘機(jī)最重要的支持部分。在承載整個(gè)挖掘機(jī)重量與對(duì)工作設(shè)備的相互摩擦力與反作用力同時(shí),可以促進(jìn)挖掘機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在一定的短距離內(nèi)。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)指的是一臺(tái)挖掘機(jī)沿著回轉(zhuǎn)中心線進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。其中包含了驅(qū)動(dòng)設(shè)備和回轉(zhuǎn)式支架，工作裝置是挖掘機(jī)進(jìn)行實(shí)際工作的主要部件。常用于反鏟、裝載、提升等裝置，同一裝置可以有多種結(jié)構(gòu)形式。上述反鏟裝置使用最廣泛。(3)液壓系統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)液壓變量泵將帶有壓力的液壓油供給到閥體，由挖掘機(jī)司機(jī)控制。壓力油經(jīng)過管路輸送至液壓馬達(dá)和液壓油缸。挖掘機(jī)要完成：鏟斗的挖土、斗桿的收放、動(dòng)臂的俯仰、回轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)和行走馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)等。都是經(jīng)過壓力油的做功，根據(jù)這些要求設(shè)計(jì)出最基本的液壓系統(tǒng)。根據(jù)這套系統(tǒng)把柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成帶有壓力的壓力能，再經(jīng)過執(zhí)行元器件的轉(zhuǎn)化變?yōu)闄C(jī)械能。然后將機(jī)械能，然后將這些機(jī)械能直接傳遞到油缸、柴油機(jī)等,轉(zhuǎn)化成其他的機(jī)械動(dòng)力學(xué),液壓系統(tǒng)的制造對(duì)于挖掘機(jī)的工作性能也有著重要而決定性的影響。挖掘機(jī)在各個(gè)部位的性能隨著系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而有所差別。液壓控制系統(tǒng)通常根據(jù)其數(shù)量分別進(jìn)行各種油泵、功率調(diào)整方式及各個(gè)回路次數(shù)。(4)控制系統(tǒng)液壓式挖掘機(jī)的控制傳動(dòng)系統(tǒng)主要是隨著我國現(xiàn)代信息電子技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和飛速發(fā)展,對(duì)于電機(jī)、液壓泵、多路控制閥及其液壓缸、液壓馬達(dá)而采用的一種控制傳動(dòng)系統(tǒng)。挖掘機(jī)已經(jīng)開始具備越來越先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化管理控制系統(tǒng),這也就使得挖掘機(jī)研究方向正在向智能化方向發(fā)展。1.2液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)(1)液壓挖掘機(jī)組成為了能夠?qū)崿F(xiàn)挖掘機(jī)挖掘作業(yè)的基本功能，液壓挖掘機(jī)需要兩個(gè)基礎(chǔ)部分配合實(shí)現(xiàn)：即挖掘機(jī)主體構(gòu)件和工作裝置。要有操縱系統(tǒng)以及輔助設(shè)備設(shè)置在回轉(zhuǎn)臺(tái)的上方。通過旋轉(zhuǎn)支架與行走機(jī)構(gòu)（也稱為下部）相連，平臺(tái)可在上面順時(shí)針與逆時(shí)針全方位旋轉(zhuǎn)。根據(jù)挖掘機(jī)工作工作地作業(yè)性質(zhì)的多樣性，鏟斗可進(jìn)行改裝，可用于正鏟、反鏟、起重、鉆孔、找平、打樁等作業(yè)。挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)直接影響到整體的性能。(2)液壓挖掘機(jī)簡述首先，液壓挖掘在行走液壓馬達(dá)的帶動(dòng)下的帶動(dòng)下進(jìn)入工作面，運(yùn)輸車開始移動(dòng)到指定位置后，停在挖掘機(jī)側(cè)面或后部，挖掘機(jī)司機(jī)拉動(dòng)控制手柄，連接液壓馬達(dá)控制閥。在液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下帶動(dòng)上平臺(tái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，工作裝置在上平臺(tái)的帶動(dòng)下緩慢轉(zhuǎn)向需要挖掘的現(xiàn)場(chǎng)。此時(shí)在手柄的操作下動(dòng)臂油缸換向閥處于連通狀態(tài)，使液壓油流向動(dòng)臂油缸有桿腔，動(dòng)臂緩慢下降，直到鏟斗與地面相接觸。駕駛員操縱讓斗桿與鏟斗聯(lián)合運(yùn)動(dòng)以達(dá)到操作的目的。司機(jī)配合加速作業(yè)，進(jìn)行聯(lián)合挖掘,鏟斗挖掘裝滿土后司機(jī)將換向閥回歸中位,鎖止鏟斗和鏟斗油缸不再發(fā)生旋轉(zhuǎn)。再控制動(dòng)臂換向閥,將液壓油輸送到動(dòng)臂兩個(gè)同步缸,在動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn)下鏟斗開始向上移動(dòng)把土提升到工作臺(tái)以上。然后操作回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的換向閥,使上下平臺(tái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),將鏟斗平移到渣土車的車廂上方,然后使鏟斗反鏟向上翹。操作鏟斗時(shí)將油缸移至適宜高度進(jìn)行卸載。土方工程施工完成后,翻轉(zhuǎn)一個(gè)平臺(tái)并降下移動(dòng)臂。鏟斗再次返回到作業(yè)位置，下次循環(huán)開始。(3)單斗反鏟液壓挖掘機(jī)反鏟主要在停機(jī)作業(yè)面以下開挖，反鏟挖掘機(jī)的斗容一般是小于1.6立方米的中小型液壓式挖掘機(jī)。挖掘機(jī)通常采用鵝頸臂整體結(jié)構(gòu)的反鏟裝置，一般工況不會(huì)有太大變動(dòng)。這種鵝頸臂具有結(jié)構(gòu)簡單、低成本優(yōu)勢(shì)。它與組合臂具有相同的剛度和重量，是液壓挖掘機(jī)工作設(shè)備中最廣泛使用的結(jié)構(gòu)形式，通常采用鉸接反鏟的結(jié)構(gòu)。1.3液壓挖掘機(jī)的工作循環(huán)過程利用三組液壓氣缸,使得工作設(shè)備具有三個(gè)獨(dú)立的自由度。鏟斗能夠在一定范圍內(nèi)進(jìn)行有限度的平面轉(zhuǎn)移。此外,液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)也能將鏟斗的移位擴(kuò)大到有限空間。然后由行走電機(jī)的移動(dòng)帶來運(yùn)動(dòng),使得開挖空間能夠沿著水的移動(dòng)方向進(jìn)行間歇性擴(kuò)展,以滿足開挖的要求。操縱動(dòng)臂液壓桿7收縮，使動(dòng)臂2下降，同時(shí)收縮斗桿液壓桿9，使斗桿3外伸到預(yù)先設(shè)定的挖掘半徑處。并使鏟斗外轉(zhuǎn)到挖掘機(jī)準(zhǔn)備狀態(tài)。如果此時(shí)發(fā)現(xiàn)挖掘半徑不合適。應(yīng)使整機(jī)向前或向后移動(dòng)，直到鏟斗4落到預(yù)定的挖掘位置為止，此時(shí)即可開始挖掘。斗桿液壓缸10向外伸展，使斗桿3帶動(dòng)鏟斗4向下做挖掘動(dòng)作。為了達(dá)到預(yù)定的挖掘深度，動(dòng)臂液壓缸8可配合收縮。為了調(diào)整到最佳的切削角度，鏟斗液壓缸8也適當(dāng)外伸。斗桿液桿7繼續(xù)外伸，鏟斗4將要完成裝貨時(shí)，鏟斗液壓缸8繼續(xù)向外伸展。使物料裝滿鏟斗、當(dāng)鏟斗開口基本水平時(shí)提升動(dòng)臂使整個(gè)工作裝置上升，鏟斗4離開地面即可回轉(zhuǎn)平臺(tái)1，并繼續(xù)調(diào)整動(dòng)臂2和斗桿液壓缸10，使工作裝置回轉(zhuǎn)到卸載區(qū)或運(yùn)載車輛上方。在調(diào)整卸載高度后，即可收縮鏟斗液壓缸8，使物料在自重的作用下落到運(yùn)載車輛上或卸載區(qū)。鏟斗卸載后，要及時(shí)把平臺(tái)回轉(zhuǎn)到下一個(gè)挖掘工位，同時(shí)要把動(dòng)臂8一般是下降、斗桿3外伸和鏟斗4外轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)適當(dāng)后一個(gè)循環(huán)結(jié)束，緊接著下一個(gè)周期動(dòng)作。當(dāng)在一個(gè)工位作業(yè)到一定程度時(shí)，就要通過行走調(diào)整停機(jī)位置，以免距離物料較遠(yuǎn)面影響挖掘機(jī)因?yàn)樽鳂I(yè)范圍不夠而影響作業(yè)效率，工位一般是往后退。當(dāng)挖掘機(jī)再次就位時(shí)，下一個(gè)作業(yè)階段即開始如圖2-1。2-1挖掘機(jī)工作裝置1.4液壓挖掘機(jī)工作裝置三維建模挖掘機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件可簡化為履帶、下車、上車、動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、連桿、各油缸缸體及活塞桿，整車結(jié)構(gòu)所示。本次建模的基本準(zhǔn)則:挖掘機(jī)工作裝置建模盡量細(xì)化，包括動(dòng)臂、斗桿、鏟斗內(nèi)部需詳細(xì)建模。除工作裝置以外的部件，在建模時(shí)則盡量簡化，僅勾畫出大體的外部形狀，對(duì)于內(nèi)部細(xì)小部件沒有詳細(xì)繪制。1.4.1鏟斗的建模1新建一個(gè)零件圖文件，按所需要的尺寸即可完成草圖的畫布和繪制,如圖2-2所示。2在特征工具欄中找到拉伸凸臺(tái)/基體工具按圖示尺寸完成拉伸實(shí)體。3在所得實(shí)體的基礎(chǔ)上按所需尺寸新建草圖后再次執(zhí)行拉伸凸臺(tái)/基體命令拉伸出所需的實(shí)體。4單擊特征工具欄中的鏡像工具對(duì)實(shí)體鏡像。5單擊特征工具欄中的圓角命令對(duì)鏟斗圖示邊角進(jìn)行圓角處理。6單擊特征工具欄中的抽殼命令，按圖示斜面進(jìn)行抽殼。7在鏟斗底部新建斗齒的草圖對(duì)其進(jìn)行拉伸處理。8在所得斗齒拉伸體的基礎(chǔ)上再新建草圖并在所得草圖的基礎(chǔ)上執(zhí)行拉伸切除命令。9在特征工具欄中找到縮放比例放大后最終得到鏟斗的三維模型。2-2鏟斗的建模1.4.2斗桿的建模1新建一個(gè)零件圖文件，按所需要的尺寸即可完成草圖的畫布和繪制,如圖2-3所示。2單擊特征工具欄中拉伸凸臺(tái)/基體工具按圖示尺寸完成拉伸實(shí)體。3在所得拉伸體的基礎(chǔ)上再新建草圖并在所得草圖的基礎(chǔ)上執(zhí)行拉伸切除命令。4在實(shí)體表面新建的草圖對(duì)其進(jìn)行拉伸處理。5新建草圖并在此基礎(chǔ)上使用旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)/基體工具得到旋轉(zhuǎn)體。6在特征工具欄中找到縮放比例放大后最終得到斗桿的三維模型如圖2-3。2-3斗桿的建模1.4.3動(dòng)臂的建模1新建一個(gè)零件圖文件。按所需要的尺寸即可完成草圖的畫布和繪制,并按所需的尺寸拉伸實(shí)體如圖2-4所示。2在所得拉伸體的基礎(chǔ)上再新建草圖并在所得草圖的基礎(chǔ)將動(dòng)臂兩頭的加厚部分拉伸。3在草圖的基礎(chǔ)上采用旋