1m3单斗液压挖掘机总体及工作装置设计
液压挖掘机总体设计
液压挖掘机总体设计1.结构设计：液压挖掘机的结构主要包括工作装置、转台、行走机构和驾驶室。
工作装置是挖掘机的核心部分，包括臂杆、斗杆和斗。
臂杆和斗杆用于挖掘和堆料，斗用于装载和卸载物料。
转台是安装在底盘上的旋转平台，用于转动工作装置。
行走机构包括履带和履带驱动装置，用于移动挖掘机的位置。
驾驶室是挖掘机的操作室，提供给操作员一个安全和舒适的工作环境。
2.动力系统设计：液压挖掘机的动力系统主要由发动机和液压系统组成。
发动机提供动力用于驱动液压系统、行走机构和其他相关设备。
液压系统包括主泵、主油缸、液压油箱等，用于实现工作装置的运动控制。
主泵提供高压液压油给主油缸，控制臂杆和斗杆的伸缩和旋转。
液压油箱提供液压油给主泵，并且用于冷却液压油。
3.控制系统设计：液压挖掘机的控制系统主要由操纵杆、操纵阀、传感器和控制器组成。
操作员通过操纵杆控制工作装置和行走机构的运动。
操纵阀控制液压系统中的液压流量，实现对工作装置和行走机构的精确控制。
传感器用于感知挖掘机的状态和环境条件，如液压油温、斗的位置等。
控制器接收传感器的数据，并且根据操作员的指令自动调整液压系统的参数，实现对挖掘机的智能控制。
4.安全系统设计：液压挖掘机的安全系统主要包括声光报警装置、限位开关、防护装置等。
声光报警装置用于提醒操作员注意工作环境和挖掘机的状态。
限位开关用于限制工作装置的运动范围，避免发生事故。
防护装置包括防护网、防碎屏等，用于保护操作员免受物料的伤害。
总之，液压挖掘机的总体设计主要包括结构设计、动力系统设计、控制系统设计和安全系统设计。
这些设计要充分考虑操作员的需求和工作环境的特点，确保挖掘机在各种工况下能够稳定、高效和安全地工作。
液压挖掘机液压系统设计说明书
前言挖掘机作为一种多功能机械产品，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。
它能在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量，加快工程建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。
近年从国内情况来看,我国的挖土机市场90％被外国独资或合资企业垄断，我国挖土机行业整体发展水平较国外缓慢，在挖土机液压系统方面的理论还相对国外比较薄弱。
国内大部分挖土机企业在挖土机液压系统传统技术方面的研究具有一定基础，但由于采用传统液压系统的挖土机产品在性能、质量、作业效率、可靠性等方面均较差,因此采用传统液压系统的挖土机在国内市场上基本失去了竞争力。
液压系统是挖土机的核心部分，通过挖土机液压系统设计计算优化能有效的提高挖土机性能，本挖土机具有工作可靠、结构简单、性能好、成本低、效率高等特点。
我国是一个发展中国家,在辽阔的国土上正在进行大规模的经济建设，这就需要大量的土石方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要的一类土石方施工机械。
因此，可以肯定液压挖掘机的发展空间很大.可以预见，随着国家经济建设的不断发展,液压挖掘机的需求量将逐年大幅度增长.今后几年我国液压挖掘机行业将会有一个很大的发展，液压挖掘机的年产量将会以高于20%的速度增长。
本设计根据给定的工作要求进行工况分析，以确定系统的主要参数，对液压系统的基本回路的方案进行分析，拟订液压系统原理图；选择液压元件并进行液压系统的性能验算，最后完成工作图,编制技术文件。
希望本设计能为从事液压工作的人员献上微薄之力！摘要液压挖掘机是工程机械的一个重要品种，是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。
液压挖掘机利用液压元件（液压泵、液压马达、液压缸等）带动各种构件动作，具有许多优点。
它对液压系统的设计提出很高的要求，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对推动我国挖掘机发展具有十分重要的意义。
在搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上，了解了挖掘机液压系统的发展历史，并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结.本次毕业设计课题是挖掘机液压系统的设计。
单斗液压挖掘机总体与工作装置设计说明
单斗液压挖掘机总体及工作装置的设计1导言1.1设计主题的意义我国是一个发展中国家，在广袤的土地上从事大规模的经济建设，需要大量的土方工程机械为其服务，而液压挖掘机是土方工程机械中最重要的一种。
因此，可以肯定的是，液压挖掘机有很大的发展空间。
可以预见，随着国民经济建设的不断发展，液压挖掘机的需求将逐年大幅增长。
未来几年，中国液压挖掘机行业将有较大发展，液压挖掘机年产量将增长20%以上。
自1997年以来，中国挖掘机市场进入快速发展期。
与2000年相比，中国挖掘机的产销量分别增长了55%和56%。
截至2002年8月底，中国挖掘机的销量已经超过13000台，超过了2001年的销量。
显然，挖掘机是整个工程机械行业发展最快的车型之一。
挖掘机最重要的是工作装置的设计。
由于挖掘机的工作装置最能体现机器的工作能力和工作寿命，因此设计工作可靠、性能良好、成本低、效率高、维修和使用方便的工作装置就显得尤为重要。
1.2国外液压挖掘机的发展趋势和研究现状早在设计液压挖掘机工作装置时，设计人员通过类比、查表、理论计算初步确定性能参数后，仍需花费大量时间分析设计的合理性，计算量大。
而且在设计过程中，大多选取几个特殊位置进行复核计算，精度当然较低。
如今，计算机在机械设计中得到了广泛的应用，挖掘机工作装置的设计也得到了迅速的发展。
关于液压挖掘机工作装置CAD软件的研究已经很多。
1.2.1国外液压挖掘机的发展趋势和研究现状挖掘机在国外有着悠久的生产历史，液压挖掘技术的不断成熟带动了挖掘机的全面发展。
德国是世界上最早开发和研究挖掘机的国家。
1954年和1955年，德国DeMark公司和Liebohr公司分别研制出全液压挖掘机。
美国是继德国之后声场挖掘机历史最长、数量最多、品种最多、技术水平领先的国家。
日本的挖掘机制造业是在二战后发展起来的，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。
中国液压挖掘机生产的后起之秀。
单斗液压挖掘机反铲工作装置设计计算ppt课件
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
毕业设计(论文)-小型液压挖掘机挖掘工作装置设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-小型液压挖掘机挖掘工作装置设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/2b2898a177232f60dccca134.png)
小型液压挖掘机挖掘工作装置设计摘要挖掘机广泛的应用于建筑行业，排水灌溉，采矿，清除障碍和露天开矿等各种场合。
它对减轻繁重的体力劳动，保证工程的质量，加快建设的速度，提高劳动的生产率起到了巨大的作用。
随着液压传动的技术在工程机械上广泛应用，单斗液压挖掘机也有了迅速的发展。
液压挖掘机具有质量轻、体积小、结构紧凑、挖掘力大、操纵轻便，以及易实现无级变速和自动控制等一系列的优点。
为了能满足不同的作业要求，其工作装置也有很多类型。
例如：正铲，反铲，牵引绳，塔式等。
在上述的工作装置中，反铲挖掘机应用的最为广泛，因而合理设计工作装置具有十分重要的意义。
本论文主要对由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构等组成的小型液压挖掘机工作装置进行设计。
具体内容包括以下的五部分: 挖掘机工作装置的总体设计；挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析；工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证；工作装置主要部件的结构设计。
通过静强度与动强度分析，得出了工作装置在静载荷下结构是安全的。
并利用同类机械的的参数做相应的调试，得出一套较合理的参数，为后续的工作打好了基础。
关键词：挖掘机；液压；动臂；斗杆；铲斗THE DESIGN OF WORKING DEVICE OF SMALLHYDRAULIC EXCA VATORABSTRACTExcavators are widely used in all branches of constructions, to drain and irrigate land, extract useful minerals, the removal of obstacle and the open-cast excavation of coal and ore. They play a tremendous role in relieving labor force, ensuring project quality, accelerating the speed of construction and improving the labor productivity.With the great development of hydraulic technology, the single buckethydraulic excavator has been improving greatly. The hydraulic excavator is provided a great many advantages,such as light weight, small volume, compact structure, powerful dig force, easy operate, continuous variable velocity, automatic controls and so order to meet the different requirements, the working device also has many types. For example: dipper shovel, pull shovel,dragline, jib crane, tower crane and so the above work device, backhoe excavator is used most widely, so the rational design of work device is of great significance.In this paper, mainly by the boom, bucket rod, bucket, excavator linkage component of small hydraulic excavator working device design. It includes thefollowing several parts:the overall design of excavator work device; excavator working device detailed kinematics analysis; the basic size calculation and verification of each part of Working device ; Through the static strength and dynamic strength analysis, the device under static loading structure is safe. Use the same mechanical parameters of the commissioning, to derive a set of reasonable parameters, for the follow-up work to lay a good foundation.KeyWord: Excavator; Hydraulic; Movable arm,Dipper,Bucket目录1 绪论 (1)课题设计的背景和意义 (1)挖掘机的行业现状 (1)挖掘机技术发展趋势 (2)工程机械的前景展望 (3)2 小型液压挖掘机反铲工作装置结构方案设计 (3)引言 (3)液压挖掘机的工作原理与基本组成分析 (3)反铲工作装置的结构设计方案分析 (5)反铲工作装置的结构形式及结构特点 (5)本章小结 (7)3 小型液压挖掘机反铲工作装置参数设计 (7)工作装置的设计原则与参数说明 (7)反铲工作装置的设计原则 (7)机构自身的几何参数设计 (8)反铲工作装置几何参数的设计计算 (8)铲斗机构主要参数的设计计算过程 (8)动臂结构参数的计算过程 (9) (13)铲斗机构及铲斗液压缸主要参数的设计过程 (15)动臂液压缸的设计计算 (18)液压系统闭锁压力的确定分析 (20)4 反铲工作装置的载荷分析计算 (21)工况分析以及确定不利工况 (21)第一种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (24)第二种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (28)第三种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (32)斗杆内力图分析 (37)动臂内力图分析 (38)5 挖掘机工作装置截面尺寸的设计与校核 (40)工作装置斗杆截面尺寸的设计与校核 (41)斗杆的强度校核 (41)斗杆稳定性校核 (42)铰座挤压强度校核 (42)动臂截面尺寸设计与校核 (43)动臂强度校核 (44)动臂稳定性校核 (46)铰座的挤压强度校核 (46)6 结论 (58)参考文献 (59)致谢 (50)1 绪论课题设计的背景和意义总所周知，我国是一个发展中的国家，在其广阔的土地上正在进行着大规模经济建设，这就需要很多土石方施工机械为建设服务，而我们知道液压挖掘机是一类最重要的土石方的施工机械。
单斗液压挖掘机工作装置设计
第一章绪论1. 1 液压挖掘机的组成、分类、作用和特点挖掘机由转台及转台上部机构、底架及行走系、与工作装置等三大部分构成。
转台上布置了发动机、主轴泵及驾驶室等，经由回转滚盘装在底架之上。
工作装置的动臂铰支于转台上。
转台可绕底架的垂直面内绕其铰点作一定的转动。
它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。
因此，液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。
【7】液压挖掘机的分类有很多种：根据行走装置传动型式分：全液压式，半液压式；根据不同的行走系分：履带式、轮胎式、汽车式和悬挂式；根据主要用途和工作装置的不同分：通用型和专用型；根据工作装置的结构不同分：铰接式和伸缩臂式等。
挖掘机械在建筑机械发展中占有很大比重和重要的地位，是重点发展的机械品种之一、尤其是中小型、通用的单斗挖掘机不仅用于土石方的挖掘工作，而且通过工作装置的更换，还可以用作起重、装载、抓取、打桩、钻孔等多种作业，它在各种工程施工中用途更大，已成为机械化施工中广泛使用的不可缺少的机械设备。
由于液压挖掘机具有质量小，挖掘力大，工作平稳，效率高，操纵灵活，机动性好等优点，单斗液压挖掘机由于在动力装置和工作装置之间采用容积式液压传动，靠液体的压力能进行工作，因此，与机械传动相比有许多优点：能无级调速且调速范围大(最高与最低速度之比可达1000：1)；能得到较低的稳定转速(采用柱塞式油马达，稳定转速可低到1转／分)；快速作用时，液压元件产生的惯性较小，并可作高速反转(电动机回转部分的起动力矩比其工作力矩大50％，而油马达则不大于5％)。
加速中等功率电动机需1秒钟到数秒钟，而加速油马达只需0.1秒；传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动；操纵省力，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。
单斗液m液压挖掘机斗齿切削力为12～压挖掘机与同级机械传动挖掘机相比，挖掘力高30％左右(如：1.0315吨，而同级机械传动挖掘机只有10吨左右)。
毕业设计(论文)-1m3单斗液压挖掘机总体及工作装置设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-1m3单斗液压挖掘机总体及工作装置设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/44a98f25b9f3f90f77c61b9c.png)
1绪论我国是一个发展中国家，在辽阔的国土上正在进行大规模的经济建设，这就需要大量的土方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要的一类土方施工机械。
因此，可以肯定液压挖掘机的发展空间很大。
可以预见，随着国家经济建设的不断发展，液压挖掘机的需求量将逐年大幅度增长。
今后几年我国液压挖掘机行业将会有一个很大的发展，液压挖掘机的年产量将会以高于20%的速度增长。
中国挖掘机市场自1997年开始已进入一个较快的发展时期，2000年与2000年比较，全国挖掘机的产、销量分别增长55%和56%。
截止到2002年8月底全国挖掘机的销量已超过13000台，超2001年全年的销售数。
显然挖掘机在整个工程机械行业中是产、销量增长最快的机种之一。
而在挖掘机中最为重要的就是关于工作装置设计，因为挖掘机的工作装置能偶最为明显的体现机器的工作能力和工作寿命，所以设计工作可靠，性能好，成本低，效率高，维护使用方便的工作装置就显得格外重要。
最早在液压挖掘机工作装置设计时，设计人员通过类比、查表、理论计算初步确定性能参数以后，还需要花大量的时间对设计的合理性进行分析，计算量大，而且在设计过程中，大多选取几个特殊位置进行检讨计算，其精度当然较低。
当今计算机广泛应用于机械设计中，挖掘机工作装置设计得到了很快的发展。
针对液压挖掘机工作装置的CAD软件也已经有了不少的研究。
国外挖掘机生产历史较长，液压挖掘技术的不断成熟使挖掘机得到全面的发展。
德国是世界上较早开发研究挖掘机的国家，1954年和1955年德国的徳马克和利渤海尔公司分别开发了全液压挖掘机；美国是继德国以后声场挖掘机历史最长、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上起来的，其主要特点在引进、消化先进技术的基础上，通过大胆创新发展起来的；韩国式液压挖掘机生产的后起之秀。
从20世纪后期开始，国际上挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展：（1）、开发多品种、多功能、高质量及高效率的挖掘机。
毕业设计说明书(单斗挖掘机)
单斗挖掘机的工作装置设计内容摘要：挖掘机是非常重要的重型工程机械，主要应用在房屋建筑、公路工程、水利的建设、农林的开发、港口、国防等的土方施工和矿山开采工业中，对减轻体力劳动、确保工程的质量、提高建设效率、提高劳动生产率有非常大的作用。
随着国家经济的飞速发展，单斗挖掘机的需求将会有很大的增加，单斗挖掘机在现代社会建设中的地位将会非常的显著。
单斗挖掘机作为我国建设的主力军的工程机械的主力机种，在液压挖掘机就有很多的种类，有功能多，质量高及效率高等有点，所以被很多的施工作业人员和单位的欢迎，而单斗挖掘机的生产制造也到了飞速发展的时代的前沿。
反铲的工作装置为单斗挖掘机常规工作装置的主要表现形式，其在作业实践中有举足轻重的地位。
反铲的工作装置的组成有各种不同的表现形式，要依据设计者的要求用适合的结构并对其进行运动学的分析。
之后，产品在满足要求的基础上再对各机构的参数实施理论的计算，从而确定机构尺寸，确定单斗挖掘机反铲工作装置的基本外形。
挖掘的阻力和挖掘力是衡量挖掘机的性能的主要性能指标，所以对其进行严格的分析是非常重要的。
挖掘的阻力与挖掘的对象和挖掘机的性能参数有相当大的关系，但挖掘力就受很多情况的制约，其中恶劣的工作情况的分析计算是至关重要的。
在挖掘力的分析的基础上，可对各个杆件的铰接点进行力的严格分析计算，并且进行机构设计的正确的分析。
关键词：单斗挖掘机，运动学的分析，力学的分析，校核Abstract: excavator is very important to the heavy construction machinery, mainly used in housing construction, road works, construction of water conservancy, agriculture, forestry development, ports, defense and other earthwork construction and mining industry, to reduce manual labor, to ensure that projectquality, improve building efficiency, and improve labor productivity has a very large role. With the rapid development of the national economy, the needs of single-bucket excavators will be greatly increased single bucket excavator in the construction of modern society will be very significant.Single bucket excavator construction machinery as the main force of China's construction of the main models, there are many types of hydraulic excavators, multi-functional, high quality and high efficiency a bit, so a lot of construction workers and the unit's welcome single-bucket excavator manufacturing to the forefront of the era of rapid development. Backhoe device for a single bucket excavator of the main manifestations of the regular work unit has a pivotal position in its operating practices. Anti-shovel work device composed of a variety of different forms, to be based on the designer's requirements with the appropriate structure and kinematic analysis. , The products meet the requirements on the basis ofthe parameters of the agencies the implementation of the theoretical calculation to determine the body size to determine the basic shape of the single-bucket excavator backhoe device.The resistance of mining and digging force is the key performance indicators to measure the performance of the excavator, so its rigorous analysis is very important. Considerable resistance of mining and mining objects and the performance parameters of the excavator, digging force by the constraints of many cases, the calculation of one of the bad situation is crucial. Force of the hinge point of each bar in the mining analysis of the force on the basis of rigorous analysis of the calculated and the correct analysis of institutional design.Keywords: single-bucket excavator, kinematics analysis, mechanical analysis, check第一章整机参数§1.1主要参数的选择根据国家颁布的液压挖掘机型式与基本的参数系列标准规定的数值范围，结合拟采用的结构特点选定参数值，即按标准选定法，查表1-3，初步确定以下参数：标准斗容量q=1m3 机重G=7t 发动机功率N=60马力§1.2 尺寸参数的选择以液压挖掘机的机重为指标，用以下公式近似确定：线尺寸参：L i=k li3G面积参数：S i=k si32G体积参数：Vi =kviG式中，k li，k si，k vi分别是各个线向、面积、体积尺寸经验系数，查《单斗液压挖掘机》表1-4。
挖掘机行走装置设计
液压挖掘机行走装置设计第一章设计原则及方案的选择1.1 行走装置设计原则单斗液压挖掘机的行走装置是整机的支撑部分，其作用是用来承受机械的自重及工作装置挖掘时的反力，使挖掘机稳定的支撑在地面上工作。
同时又使挖掘机能在工作时作场内运动及转移工地时作运输性（轮式行走装置）运行。
因而，设计单斗液压挖掘机的行走装置时应尽量满足以下要求：1、单斗液压挖掘机应有较大的牵引力，使挖掘机在湿软的地面或高低不平的地面上行走时具有良好的越野性能，并有较强的爬坡能力和转弯能力：2、在不增高行走装置的总高度的前提下应使行走装置具有较大的离地间隙，使挖掘机在不平地面上行走具有良好的通过性能：3、要降低挖掘机的接地比压或使其具有较大的支撑面积，以提高挖掘机的稳定性：4、挖掘机在斜坡下行时不发生超速溜坡现象，挖掘时不发生下滑，提高工作时的安全可靠性：5、挖掘机的行走装置外形尺寸应符合道路运输的要求。
轮胎式行走装置与履带式相比，最大的优点是机动性好，运行速度快（通常达到20KM/h）。
如将传动箱脱档后由牵引车拖运作长距离运输时，速度可达60KM/h。
轮胎式行走装置的缺点是接地比压较大（150～500KPa）爬坡能力较小（通常不超过65％）。
挖掘时需用专门的支腿支撑使机身稳定。
目前轮胎式行走装置基本上只用在斗容量1m3以下的挖掘机中。
单斗液压挖掘机的行走装置按照传动方式可分为液压式和机械式两类。
选择行走装置的形式时，应根据工作地点的土壤条件、工作量、运输距离及使用条件等决定。
图1.1 挖掘机样机图1.2轮胎式挖掘机行走装置的结构形式轮胎式液压挖掘机形式很多，有装在标准汽车地盘上的液压挖掘机，也有装在轮胎式拖拉机地盘上的悬挂式液压挖掘机。
这些挖掘机的斗容量斗较小，工作装置回转角度受一定的限制。
若斗容量稍大、工作性能要求较高的轮胎式挖掘机斗具有专业的轮胎地盘行走装置。
专用轮胎地盘的行走装置式根据挖掘机的工况、行驶要求等因素合理设计的行走装置，挖掘机的作业及行驶操作均在驾驶室内进行，因此，操作方便，灵活可靠。
《工程机械设计》第2章-单斗液压挖掘机
第一节 单斗挖掘机的用途与类型
③ 抓斗
液压抓斗根据作业对象的不同，其结构形状也不相同。 用于土方作业的抓斗，一般为双颚式，斗容量约等于正
反铲的斗容量。 液压抓斗的抓取力比钢丝绳式抓斗大得多，其生产率也
面为多； 大量的液压挖掘机装标准式工作装置，适用于土方工程的各种
挖掘作业。装伸缩臂式工作装置的液压挖掘机，主要用于平整 边坡(刷坡)和清理作业。
第二节 单斗液压挖掘机
第二节 单斗液压挖掘机
动臂的两种结构形式： 单节整体式动臂；双节可调式动臂。 单节整体式：弯曲外形，箱形断面，制造简单，重量轻，成本
回转装置主要包括回转支承装置和回转驱动装置两部分，起支 承及驱动上部平台回转的作用。
29
第二节 单斗液压挖掘机
1、回转支承装置
单斗挖掘机以及其他工程机械，作业时要求其上部的转台 可相对于其下部的底架作360 °的回转，并要求回转时轻便 灵活，因此采用了回转支承装置。
承受轴向力、倾覆力矩和径向力。
31
双排滚球式： 上下两排滚球；
32
单排交叉滚柱式： 类似于单排滚球式，滚动体为圆柱或圆锥形滚柱，相邻滚柱的 轴线成90°，交叉排列，通常滚柱的长度较其直径短0.5-1mm， 内外座圈上各有两条滚道，其断面为直线形；
33
回转支承：滚动轴承式回转支承
三排滚柱式： 两排滚柱水平放置: 承受轴向载荷和倾翻力矩， 第三排垂直布置: 受经向载荷。
第一节 单斗挖掘机的用途与类型
⑤其他工作装置
液压挖掘机还可以配用其他装置以完成不同的作业。 如配上液压镐，可进行岩石、混凝土路面的破碎； 装上液压钻，可在地面上钻孔； 装上松土器，可以耙松硬粘土和红砂岩等。
挖掘机液压系统设计说明书
第一章绪论1.1 选择该课题的意义随着近年来我国国民经济的快速发展以及实施西部大开发战略的机遇，工程机械在各种工程建设领域中所起的作用越来越明显，液压挖掘机作为主流的工程机械产品，以其应用广泛、使用灵活、工作效率高而愈来愈被人们所重视。
液压挖掘机是目前土方开挖的最主要施工机械，在交通、建筑、能源、矿山、水利、港口等工程领域发挥重要作用，一台1m3 液压挖掘机挖掘I ~Ⅳ级土壤时，每班生产率大约相当于300-400 工人一天的劳动生产率［1］。
由于液压挖掘机具有多品种，多功能。
最近几年的统计表明，液压挖掘机是整个工程机械行业中产销量最大、增长率最高的产品之一。
到2006 年国内挖掘机生产企业包括合资和外资企业销量总和接近5 万台，同时我国进口挖掘机数量也极为庞大，据统计，2006 年1～11月，仅广州口岸就累计进口挖掘机17，000 台（近几年挖掘机销量统计见表1.1）表1.1 挖掘机年销售统计虽然目前中国已经成为世界上最大的挖掘机市场和产地之一，但是同时我国挖掘机行业整体水平相对落后，制造工艺水平较低，技术条件差，没有形成关键国产元件的配套体系，目前国内挖掘机行业，从产品技术水平、可靠性、寿命、制造质量与国外挖掘机有较大差距，配套件的质量和可靠性差、使用寿命短，液压元件极少、没有关键元件，系统不能配套。
特别是液压元件，还远远没有达到国产配套水平。
液压挖掘机技术的发展是和液压技术的发展相辅相成的，其一是液压系统是液压挖掘机的技术基础和重要的关键组成部分，其二是挖掘机技术的发展要求又液压技术的进步和提高。
液压挖掘机是结构复杂、功能强大、用途广泛的工程机械，它的典型工作过程基本是模仿人类动作，其铲斗、斗杆、动臂和回转动作，极象人的手腕、小臂、大臂和扭腰动作。
如此复杂的机械手式的动作的实现是和液压传动的技术密切相关的，现代挖掘机的液压系统非常复杂，除了基本传递功率的功能外，还负责很多的操纵控制。
液压系统性能的优劣决定着挖掘工作性能的高低，目前液压传动与控制的许多先进技术都体现在挖掘机上。
液压挖掘机总体设计
对于一个具体的产品来说，为了突出某几方面的 要求可对这12项内容作适当选取。
三、液压挖掘机总体设计 的主要工作内容
总体设计是产品设计的关键，它对产品的技术性能、经济指 标和外观造型都具有决定性意义。总体设计是应用系统总体 技术、综合机械、液压、电子等关键技术，从整体目标出发， 分析系统的性能要求，综合、评价组合方案，实现系统整体 优化设计的过程。 系统总体技术包括：系统总体设计技术、系统总体集成技 术和总体支撑技术 此过程有二部分组成： 产品战略决策阶段 产品总体设计阶段
5、保养维护性 日常维护时间 ：日常维护时间少于1h。 维护方便性 ：各易损件维护、维修伸手可及；日常维护操 作简单、方便。 油脂润滑周期 ：工作装置润滑间隔时间500h以上。 6、操作舒适性 操纵力：手柄操作力≤25N，踏板操作力≤50N；操纵手感好， 省力。 冷暖空调：驾驶室正压设计配自动冷暖空调，风向风力可 调。 视野：保证前部视野、并兼顾左边、右边、后部，便于操 作观察。 座椅：座椅高低、前后，靠背倾角，扶手，承载皆可调节， 适用于不同操作手，先导手柄与座椅可相对前后移动。 音响：配置音响设备，减轻操作疲劳。
8、安全、环保性能 驾驶室周围安全性能：配备座椅安全带、防紫外线强化玻 璃、逃生窗、逃生锤、先导安全操作开关、回转开关、后 视镜。 驾驶室本体结构：按防倾翻、防落物要求设计；可提供防 倾翻、防落物附选装置。 机身：扶手、护栏、机罩防滑板齐全，安装可靠。 柴油机：排气管保护、防止可燃液体喷射于高温零件上的 防护装置。 动臂下降操作：柴油机发生故障或意外停机，可控制动臂 下降使铲斗着地。 安全标志：安全标志醒目，粘贴齐全。
4、性能参数 4.1、动力系统 柴油机尾气排放要满足欧Ⅱ（出口欧美地区的产品要满足 欧Ⅲ）要求，本机噪声不高于96dB。 20t以上挖掘机尽可能采用电控发动机，便于实现整机的 计算机控制。 额定发动机转速控制在2200r/min~1900r/min之间，选取 标准是，中小型不大于2200r/min，30t以上的中大型挖掘 机取2000r/min以下转速。在可能的情况下尽可能取小值。 4.2、液压系统 主溢流阀设定压力：中小型挖掘机≥26MPa ，20t级以上 机型≥32.4MPa 。 采用双泵双回路总（恒）功率控制或单（双）泵单回路负 荷传感系统。对于大于13t级的挖掘机还应有负（正）流 量控制及交叉功率控制及电液比例控制功能。 具有短时增压10%的功能 。
单斗液压挖掘机的设计
K
Q
N
V
H
*
求∠HNQ为:
求铰接点H的坐标
直线HN与 y2 轴的夹角为:
H点的坐标为:
第三章 单斗液压挖掘机的设计 单斗液压挖掘机
求铲斗的转角φ3
在∆HNQ中HQ的距离为:
在∆ HNQ中∠NQH为:
在∆ HQK中∠HQK为:
24
l
29
l
l
9
α
13
l
12
l
15
l
3
L
10
α
2
y
2
z
6
α
8
α
7
α
3
φ
3
l
α
5
θ
3
l
2
E
G
F
M
K
Q
N
V
H
14
求∠MNQ为:
求铰接点M的坐标
直线MN与 y2 轴的夹角为:
M点的坐标为:
第三章 单斗液压挖掘机的设计 单斗液压挖掘机
l
l
L
y
z
l
l
E
G
F
第3章 单斗液压挖掘机的设计
3.1单斗液压挖掘机的主参数及其选择 3.1.1 单斗液压挖掘机的总体设计 3.1.2 单斗液压挖掘机的主参数 3.1.3 单斗液压挖掘机主参数的选择 3.2 反铲工作装置设计 3.2.1 反铲工作装置的运动分析 3.2.2 挖掘力分析 3.2.3 挖掘阻力计算 3.2.4 设计合理性分析 3.2.5 反铲工作装置设计 3.3 正铲工作装置设计 3.3.1 正铲工作装置的运动分析 3.3.2 挖掘力分析 3.3.3 正铲工作装置设计
单斗液压挖掘机的结构及工作原理研究
昆明工业职业技术学院毕业<专业技术）论文单斗液压挖掘机的结构及工作原理分析*名：***学号：**********专业：机电设备维修与管理年级： 2009指导教师：***职称：机械工程师2018年12月18日目录前言 (02)1、单斗液压挖掘机的工作原理和总体结构 (02)1.1、工作原理 (02)1.2、总体结构分析 (02)1.3、挖掘机的动力系统 (04)1.4、动力装置 (04)1.5、传动装置 (04)1.6、回转机构 (05)1.7、行走机构 (05)2、挖掘机的工作装置 (06)2.1、反铲结构 (06)2.2、铲斗 (07)3、挖掘机的回转装置 (08)3.1、回转装置 (08)3.2、回转支承的主要结构形式 (08)4、挖掘机的行走装置 (09)4.1、履带式行走装置 (10)4.2、行走结构 (10)4.3、张紧装置 (11)结束语 (12)参考文献 (13)致谢 (13)单斗液压挖掘机的结构及工作原理分析09级机电设备与管理2班<650302）张仁聪摘要：单斗液压挖掘机是在机械传动式正铲挖掘机的基础上发展起来的高效率装载设备。
它们都由工作装置、回转机构、运行装载三大部分组成，而且工作过程也基本相同。
液压挖掘机是在动力装置与工作装置之间采用了容积式液压传动系统直接控制各机构的运动状态，进行挖掘工作，其特点是结构结构紧凑、质量轻、能在较大的范围内实现无级调速，传动平稳，操作简单，易实现标准化、系列化和通用化。
液压挖机是以中性能和结构比较先进的挖掘机，随着我国液压技术的发展，大中型液压挖掘机也必将迅速取代机械式挖掘机。
关键字: 挖掘机液压机构动力系统工作装置前言由于液压技术的应用，20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲悬挂式挖掘机，20世纪50年代初期和中期研制拖拉式回转挖机和履带液压挖掘机，20世纪60年代开始进入推广和蓬勃发展阶段，液压挖机是以中性能和结构比较先进的挖掘机，随着我国液压技术的发展，大中型液压挖掘机也必将迅速取代机械式挖掘机。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1绪论1.1设计选题的意义我国是一个发展中国家，在辽阔的国土上正在进行大规模的经济建设，这就需要大量的土方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要的一类土方施工机械。
因此，可以肯定液压挖掘机的发展空间很大。
可以预见，随着国家经济建设的不断发展，液压挖掘机的需求量将逐年大幅度增长。
今后几年我国液压挖掘机行业将会有一个很大的发展，液压挖掘机的年产量将会以高于20%的速度增长。
中国挖掘机市场自1997年开始已进入一个较快的发展时期，2000年与2000年比较，全国挖掘机的产、销量分别增长55%和56%。
截止到2002年8月底全国挖掘机的销量已超过13000台，超2001年全年的销售数。
显然挖掘机在整个工程机械行业中是产、销量增长最快的机种之一。
而在挖掘机中最为重要的就是关于工作装置设计，因为挖掘机的工作装置能偶最为明显的体现机器的工作能力和工作寿命，所以设计工作可靠，性能好，成本低，效率高，维护使用方便的工作装置就显得格外重要。
1.2国内外液压挖掘机的发展动态和研究现状最早在液压挖掘机工作装置设计时，设计人员通过类比、查表、理论计算初步确定性能参数以后，还需要花大量的时间对设计的合理性进行分析，计算量大，而且在设计过程中，大多选取几个特殊位置进行检讨计算，其精度当然较低。
当今计算机广泛应用于机械设计中，挖掘机工作装置设计得到了很快的发展。
针对液压挖掘机工作装置的CAD软件也已经有了不少的研究。
1.2.1国外液压挖掘机发展动态和研究现状国外挖掘机生产历史较长，液压挖掘技术的不断成熟使挖掘机得到全面的发展。
德国是世界上较早开发研究挖掘机的国家，1954年和1955年德国的徳马克和利渤海尔公司分别开发了全液压挖掘机；美国是继德国以后声场挖掘机历史最长、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上起来的，其主要特点在引进、消化先进技术的基础上，通过大胆创新发展起来的；韩国式液压挖掘机生产的后起之秀。
从20世纪后期开始，国际上挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展：（1）、开发多品种、多功能、高质量及高效率的挖掘机。
（2）、迅速发展全液压挖掘机，不断改进和革新控制方式，使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操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现挖掘机作业操纵的完全自动化。
（3）、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。
（4）、更新设计理论，提高可靠性，延长使用寿命。
美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论，以替代传统的无限寿命设计理论和方法，并将疲劳损伤积累论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机的强度研究方面，促进了产品的优质高效和竞争力。
（5）、加强对驾驶员的劳动保护，改善驾驶员的劳动条件。
液压挖掘机采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室，安装可调节的弹性座椅，用隔音措施降低噪声干扰。
（6）、进一步改进液压系统。
（7）、迅速拓展电子化、自动化技术在挖掘机上的应用。
随着对液压挖掘机的工作效率、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，促使了机电液一体化在挖掘机的应用，并使其各种性能有了质的飞跃。
1.2.2国内液压挖掘机的发展动态和研究现状早在1985年我国便开始了液压挖掘机的研制开发工作，随后开发出一系列比较成熟的产品，如Wy100、WY60、WY250等。
当时由于受配件如发动机、液压件及企业自身条件的影响，其质量和产量远未达到应有的水平，与国外同类产品相比也存在较大差距。
自改革开放以来，国产液压挖掘机行业进入了一个快速发展的重要阶段。
出现了一批实力比较雄厚的生产企业如中国一拖、柳州工程机械厂、黄河工程机械厂、广西玉柴股份有限公司等。
它们生产的部分产品已出口，打破了多年来主要由少数几家国外挖掘机制造企业垄断国内市场的局面，使国产液压挖掘机的产量和质量都上了一个新台阶。
90年代以来，随着迅速发展的微电子技术、计算机技术、控制技术、通信技术等新技术日益渗透到液压挖掘机技术中，世界各工业发达国家的液压挖掘机技术水平得以迅速提高，使一度与国外技术水平缩小的国产液压挖掘机再次与国外液压挖掘机差距拉大了。
因此，国内液压挖掘机市场大部分被国外产品所占据的局面长期得不到改善。
随着我国改革开放的进一步深入，国家对基础建设和基础设施投资的规模日益扩大，国内用户对高质量、高水平、高效率的液压挖掘机的需求愈来愈迫切。
据权威部门估计，到2005年我国用于购置工程机械的费用约为800多亿元（含国产和进口），其中液压挖掘机的年需求量为12000-14000台，这无疑对国产液压挖掘机的发展既是机遇，又是挑战。
积极发展高性能国产液压挖掘机已迫在眉睫。
目前，液压挖掘机的研究与发展应致力解决三个基本问题：（1）着眼于动力、传动系统的改进以达到高效节能，提高机器的生产率和降低工作损耗，减少对环境的污染；（2）局部操作控制自动化到整机完全自动化甚至智能化发展；（3）改善操作者的劳动条件和操作安全性。
1.3当前液压挖掘机存在的主要问题虽然液压挖掘机的发展很快，但是液压挖掘机仍然存在着各种问题：（1）控制精度的要求并不高，多数在100mm之内，并不像其它领域机器人运动控制要求到10mm之内，或者更高。
首先，挖掘机本身的机构尺寸通常都比较大；其次，挖掘机进行土木施工的精度与一些工业加工比较起来要低得多，相对较低的精度仍然能够满足挖掘机在实际工作中的需要。
多数研究者在实现以上控制精度时，铲斗末端速度比较低，最快的也在150mm/s之内，而这个重要参数直接影响挖掘机的工作效率，所以，保证精度的情况下，提高铲斗末端速度是本文需要解决的问题之一。
（2）虽然世界各国的研究水平参差不齐，但是多数处在实验室阶段，或从成本的角度考虑采用伺服阀进行控制，与工程实际差距较大；对挖掘机工作装置的研究是在静态下进行的，忽略惯性的影响，所以在实际工程中也是不是用的；多数研究中都没有考虑到系统的节能问题，很难将研究结果在实际中进行推广。
（3）挖掘机工作装置作为一种典型的工程机械复杂机电液系统，由于其自身的特点，该项研究是比较困难的工作。
主要在于：在机构运动过程中，惯性力负载的多变性；电液比例系统数学模型中的参数多与机构的状态有关，属于时变参数，准备地得到每个参数的值非常困难；整个系统存在大量不确定量（不确定参数及不确定的非线性模型），例如在不同温度下液压油的弹性模量和粘性等，均属于不确定参数；工作过程中，由于与地面接触而禅城的扰动等不能准确建立数学模型的量，均属于不确定的非线性模型。
以上各类不确定量都将对系统控制的稳定性和动态特性产生极大的影响。
1.4本设计的主要内容及目标1.4.1设计的主要内容（1）分析和拟定设计任务书，确定设计思想和原则，并提出设计结构方案的初步思想。
（2）挖掘机主要参数的确定。
（3）挖掘机工作装置各主要机构的结构方案的确定。
（4）挖掘机工作装置各主要结构力的分析与计算。
（5）挖掘机工作装置各主要机构的强度校核。
1.4.2设计的关键问题（1）关于挖掘机总体设计，就是各种整体参数和局部参数的计算，这中间就包括动臂，斗杆及挖斗的主要参数的计算。
（2）液压挖掘机工作装置各主要机构方案的确定，这包括几方面的内容，首先就是关于动臂和斗杆的选型。
其次就是动臂，斗杆和挖斗的油缸的布置如何确定。
第三就是各个铰链点如何确定。
（3）作用力的计算，这其中包括油缸作用力，还有斗杆的强度校核。
1.4.3设计过程中的已知参数铲斗容量：1立方米最大挖掘力：130KN整体质量：23T工作装置液压回路最大压力：40Mpa停机面最大挖掘半径：9800mm最大挖掘深度：6600mm最大卸载高度：6700mm动力装置功率：113.5Kw工作装置液压系统主要参数的初步选择：各工作装置的缸径选择要考虑到液压系统的工作压力和“三化”要求以及初步估取的液压缸受力，初选动臂油缸内径1D =120mm ，活塞缸的直径1d =85mm 。
斗杆油缸的内径2D =140mm ，活塞的内径2d =120mm 。
铲斗油缸的内径3D =120mm,活塞杆的直径3d =85mm ，又由按经验公式选各缸全伸长度与全缩长度之比6.1321===λλλ。
参照任务书要求，选择工作装置液压系统的工作压力为Mpa P 40=，闭锁压力Mpa P P 441.1'==。
2工作装置总体方案设计2.1机型选择及特点分析本设计中，我选的是单斗液压挖掘机，其工作装置采用反铲装置。
单斗液压挖掘机是一种采用液压传动并以一个铲斗进行挖掘工作的机械，它是机械传动单斗挖掘机的基础上发展而来的，是目前挖掘机中重要的品种。
2.1.1所用机型的适用范围在建筑工程，交通工程，露天工程，水利设施及现代军事工程中都广泛采用，是各种土方施工中重要的机械设备。
由液压挖掘机在构造和性能上有较多的优越性，因此近年来发展迅速，在中小型单斗挖掘机中，以取代了机械传动单斗挖掘机，成为工程机械的主要机种。
2.2工作装置构成铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构形式，动臂、斗杆和铲斗等重要部件彼此铰接，在液压挖掘机的作用下各部件饶铰点摆动，完成挖掘，提升和卸土等动作，图2.1为挖掘机最常用的反铲工作装置。
图2.1挖掘机反铲工装装置挖掘机工作装置的大臂与斗杆是变截面的箱梁结构，铲斗是由厚度很薄的钢板焊接而成。
各油缸可看作是只承受拉压载荷的杆。
根据以上特征，可以对工作装置进行适当简化处理。
则可知但斗液压挖掘机的工作装置可以看成是由动臂，斗杆，铲斗，动臂油缸，斗杆油缸，铲斗油缸，铲斗油缸及连杆机构组成的具有三自由度的六杆机构，处理具体见图2.2所示。
图2.2工作装置的结构简图图2.3工作装置结构简化图挖掘机的工作装置经上面的简化后实质是一组平面连杆机构，自由度是3，即工作装置的几何位置由动臂油缸长度L1、斗杆油缸长度L2、铲斗油缸长度L3决定，当L1、L2、L3为某一确定值的时，工作装置也就能够确定。
2.3动臂及斗杆的结构形式的初选2.3.1动臂结构形式的初选动臂分为整体式和组合式，因整体式动臂结构简单，价廉，刚度相同时结构重量轻，所以大多数挖掘机采用整体式动臂。
整体式动臂分为直动臂和弯动臂。
整体式直动臂构造简单轻巧、布置紧凑，主要用于悬挂式挖掘机。
所以动臂采用整体式弯动臂，这种结构目前应用最广泛，其主要特点是制造方面，成本低，质量轻，能有较大的动臂弯角，装载作效率高，挖掘深度较大，配用加长可调斗杆，可以很好地完成垂直壁面的挖掘作业，而且所挖掘的壁面平直整洁。
2.3.2斗杆结构形式的初选斗杆也有整体式和组合式两种，大多数挖掘机采用整体式斗杆。