挖掘机工作装置
挖掘机的结构与工作原理
挖掘机的结构与工作原理挖掘机是一种多功能工程机械，广泛应用于土木工程、矿山开采、城市建设等领域。
它通过铲斗、臂架和液压系统等部件的协同作用，实现土方开挖、装载、搬运等作业。
本文将详细介绍挖掘机的结构和工作原理。
一、挖掘机的结构1. 车体：挖掘机的车体是整个机器的基础，承载着各个部件的安装和固定。
车体通常由底盘、驾驶室、发动机舱和液压油箱等组成。
2. 转台：转台是挖掘机上部的旋转平台，承载着臂架、铲斗等工作装置。
它由转台座、回转支承、回转驱动装置等组成，能够实现360度的旋转。
3. 臂架：臂架是挖掘机的重要工作装置，连接在转台上。
它由臂架柱、臂架臂和臂架缸等组成，可以实现上下、伸缩等运动，控制铲斗的工作范围和深度。
4. 铲斗：铲斗是挖掘机的主要工作装置，用于挖掘和装载土方。
它通常由铲齿、耳板、刀口等部件组成，根据不同的作业需求可以选择不同类型和尺寸的铲斗。
5. 液压系统：挖掘机的液压系统是实现各个部件协同工作的重要系统。
它由液压泵、液压马达、液压缸等组成，通过液压油的压力和流量来驱动挖掘机的各项动作。
二、挖掘机的工作原理挖掘机的工作原理主要依靠液压系统的工作原理来实现。
当挖掘机的发动机启动后，液压泵开始工作，将液压油压力传递给液压马达和液压缸。
1. 挖掘作业：当挖掘机需要进行挖掘作业时，操作员通过操纵手柄或脚踏板控制液压泵将液压油压力传递给臂架缸和铲斗缸。
臂架缸伸出或缩回，控制臂架的上下运动；铲斗缸伸出或缩回，控制铲斗的开合。
通过这种方式，挖掘机可以实现对土方的挖掘和装载。
2. 转台旋转：当挖掘机需要进行转台旋转时，操作员通过操纵手柄或脚踏板控制液压泵将液压油压力传递给回转马达。
回转马达开始工作，带动转台旋转，实现挖掘机的转向和定位。
3. 行走作业：挖掘机的行走依靠液压马达和履带的协同作用实现。
当挖掘机需要行走时，操作员通过操纵手柄或脚踏板控制液压泵将液压油压力传递给行走马达。
行走马达开始工作，带动履带转动，推动挖掘机前进或后退。
挖掘机的结构与工作原理
挖掘机的结构与工作原理引言概述：挖掘机是一种重型工程机械，广泛应用于土方开挖、矿山开采、道路建设等领域。
它具有复杂的结构和独特的工作原理，本文将从四个方面详细介绍挖掘机的结构和工作原理。
一、挖掘机的结构1.1 发动机：挖掘机的发动机是其动力来源，通常采用柴油发动机。
它具有高功率、高效率和可靠性的特点，能够提供足够的动力来驱动挖掘机的各个部件。
1.2 铰接装置：挖掘机的铰接装置是连接上下车架的关键部件，它能够使挖掘机实现360度旋转。
铰接装置通常由回转支承、回转驱动器和回转齿圈等组成，能够确保挖掘机在工作时具有灵活的转动能力。
1.3 斗杆和斗臂：挖掘机的斗杆和斗臂是实现挖掘和装载功能的重要部件。
斗杆用于控制斗臂的伸缩，而斗臂则用于控制斗的倾斜和旋转。
它们的长度和结构设计能够影响挖掘机的工作范围和效率。
二、挖掘机的工作原理2.1 液压系统：挖掘机的工作原理主要依靠液压系统来实现。
液压系统由液压泵、液压缸、液压马达和液压阀等组成，通过液压油的流动来实现各个部件的运动控制。
液压系统具有传动效率高、反应灵敏和承载能力强的特点。
2.2 控制系统：挖掘机的控制系统是实现各个部件协调运动的关键。
它通常由电控系统和液压控制系统组成，能够通过操作手柄或电子控制单元来控制挖掘机的各项功能，如挖掘、装载、旋转等。
2.3 工作装置：挖掘机的工作装置包括斗杆、斗臂和斗，它们通过液压系统的控制来实现挖掘和装载的功能。
工作装置的设计和调整能够影响挖掘机的工作效率和稳定性，同时也要考虑到斗的容量和结构的合理性。
三、挖掘机的工作流程3.1 开机准备：挖掘机开机前需要进行一系列的准备工作，包括检查液压油、燃油和润滑油的情况，检查各个部件的工作状态和安全装置的可靠性等。
3.2 操作技巧：挖掘机的操作需要一定的技巧和经验。
操作人员需要熟悉挖掘机的控制系统和工作装置，掌握正确的操作方法和注意事项，以确保工作的安全和高效。
3.3 维护保养：挖掘机的维护保养是保证其正常工作和延长使用寿命的重要环节。
挖掘机的结构与工作原理
挖掘机的结构与工作原理1. 挖掘机的结构挖掘机是一种重型工程机械，由底盘、上部旋转平台、液压系统、工作装置和控制系统等组成。
1.1 底盘底盘是挖掘机的基础部分，它由履带、驱动轮、张紧轮、导向轮和底盘架等组成。
底盘提供了挖掘机的行走和支撑功能。
1.2 上部旋转平台上部旋转平台是挖掘机的核心部分，它包括发动机、液压泵、油箱、散热器和驾驶室等。
上部旋转平台可以实现挖掘机的旋转和工作装置的升降。
1.3 工作装置工作装置是挖掘机的作业部分，它由臂、斗杆、斗和液压缸等组成。
工作装置可以实现挖掘、装载和卸载等功能。
1.4 液压系统液压系统是挖掘机的动力系统，它由液压泵、液压缸、液压阀和油管等组成。
液压系统可以提供高压液压油来驱动挖掘机的各个部分。
1.5 控制系统控制系统是挖掘机的操作系统，它由操纵杆、传感器、电气元件和控制器等组成。
控制系统可以实现挖掘机的精确控制和操作。
2. 挖掘机的工作原理挖掘机的工作原理是基于液压系统的工作原理，通过液压油的压力传递和控制来实现各个部件的协调工作。
2.1 液压系统工作原理液压系统通过液压泵将液压油从油箱吸入，经过液压阀的控制，将液压油送入液压缸中。
液压油的压力作用在液压缸的活塞上，从而驱动工作装置的运动。
2.2 工作装置工作原理工作装置的运动是由液压缸来实现的。
当液压油进入液压缸的一侧时，液压缸的活塞向另一侧移动，从而实现工作装置的伸出或升降。
通过控制液压阀的开关，可以控制液压缸的运动方向和速度。
2.3 控制系统工作原理控制系统通过操纵杆和传感器来实现对挖掘机的控制。
操纵杆的操作可以改变液压阀的开关状态，从而控制液压油的流动方向和流量大小。
传感器可以感知挖掘机的运动状态和工作环境，将这些信息传递给控制器，控制器根据这些信息来实现对挖掘机的精确控制。
综上所述，挖掘机是一种重型工程机械，它的结构包括底盘、上部旋转平台、液压系统、工作装置和控制系统等部分。
挖掘机的工作原理是基于液压系统的工作原理，通过液压油的压力传递和控制来实现各个部件的协调工作。
挖掘机概述-构造(完整详细版)
液压挖掘机的结构
托链轮 驱动轮
履带 支重轮 行走支架 轨链
液压挖掘机内部构造示意图
液压挖掘机的结构
液压泵
液压挖掘机的结构
挖掘机配备的为斜轴式柱塞泵与斜盘式柱塞泵 液压挖掘机的结构
控制阀
液压挖掘机的结构
液压挖掘机的结构
行走马达（三级行星减速）
回转支撑
液压挖掘机的结构
液压挖掘机的结构
液压挖掘机的常用工作参数
★ 第12代 ZX200（ 2001年底）150马力 350Kg/cm2
★ ZX200-3 于2006年闪亮登场
挖掘机历史
❖ZX-3采用新型电喷发动机符合欧3排放， 采用新E模式，高效的新型液压系统 ( HIOS Ⅲ )，新机型ZX200-3与现机型 ZX200比较，斗杆回收速度提高 20 % ， 燃油消耗量降低 13%。
日立挖掘机的演化历程
挖掘机历史
第1代 UH06-2型（1968年8月） 85马力 动力传递方式为链传动
175Kg／cm2
第2代 UH06-2型 （1970年11月） 85马力 变量油泵·行走部分不用加润滑脂
175Kg／cm2
第3代 UH06D 型 （1971年9月） 93马力
175Kg／cm2
动力传递方式为行走马达直接连接式，把小臂作为标准设备
１９３０年日本最早的电动挖掘机50K问世
１９４９年日立U05型挖掘机问世
美国开发
神户制钢所 日立制作所
１９６１年 ３５型
液 １９６３年 油谷 ＴＹ４５型（轮式） 压 式 １９６４年 日钢 ＲＨ３５型
时 代
１９６５年
ＵＨ０３型开始生产和销售
１９６７年 ＵＨ０６型开始生产和销售
挖掘机_工作装置各部分的基本尺寸计算和验证
挖掘机_工作装置各部分的基本尺寸计算和验证挖掘机是一种用于进行土方工程作业的工程机械设备。
其工作装置是指挖掘机进行挖掘作业的重要组成部分，主要包括斗杆、斗杆缸、斗杆副臂、斗杆主臂、斗杆铰接部、铁钳、铲斗等。
在设计挖掘机的工作装置时，需要对各部分的基本尺寸进行计算和验证，以确保其能够稳定地完成挖掘作业并满足使用要求。
首先，需要计算和验证斗杆的基本尺寸。
斗杆是挖掘机的主要工作力臂，承受整个挖掘力矩。
其尺寸的计算和验证主要包括斗杆长度、截面形状和尺寸、主臂和副臂的长度等。
计算斗杆长度时需要考虑挖掘深度和挖掘半径等因素，并通过强度计算和稳定性分析进行验证。
其次，需要计算和验证斗杆缸的基本尺寸。
斗杆缸是用于实现斗杆的伸缩运动的关键部件。
其尺寸的计算和验证主要包括缸径、活塞杆直径、缸筒长度等。
计算斗杆缸尺寸时需要考虑挖掘机的额定工作压力、缸筒材料的强度和刚度等因素，并通过强度计算和稳定性分析进行验证。
此外，还需要计算和验证斗杆副臂和主臂的基本尺寸。
副臂和主臂是斗杆的重要组成部分，承载着斗杆和铁钳的重量和挖掘力矩。
其尺寸的计算和验证主要包括长度、截面形状和尺寸等。
计算副臂和主臂尺寸时需要考虑挖掘机的额定工作负荷、材料的强度和刚度等因素，并通过强度计算和稳定性分析进行验证。
最后，还需要计算和验证挖掘机的铁钳和铲斗的基本尺寸。
铁钳和铲斗是挖掘机用于抓取和挖掘物料的重要工作工具。
其尺寸的计算和验证主要包括开口宽度、开口深度、材料的强度和刚度等。
计算铁钳和铲斗尺寸时需要考虑挖掘机的额定工作负荷、工作环境的要求等因素，并通过强度计算和稳定性分析进行验证。
综上所述，挖掘机工作装置各部分的基本尺寸计算和验证是确保挖掘机能够稳定地完成挖掘作业的重要工作。
通过对斗杆、斗杆缸、副臂、主臂、铁钳和铲斗等部分的尺寸进行合理计算和验证，可以确保挖掘机在使用过程中的安全性、稳定性和效率性。
挖掘机工作装置设计
研究内容：1、工作装置机构的几何参数设计2、各主要工作尺寸验算3、工作装置各部件运动及受力分析、工作装置挖掘性能分析4、各液压缸闭锁力验算5、动臂机构、斗杆机构的结构设计6、动臂、斗杆强度校核研究方法：采用静力学原理和机构几何学原理，对挖掘工作装置进行应用研究。
原始参数：表1-1 原始参数表技术要求：对工作装置的参数和几何构进行研究设计，设计尺寸达到要求；主要工作尺寸误差不得大3%；对动臂、斗杆进行强度校核。
工作装置应满足以下要求：1.主要工作尺寸及工作范围满足使用要求。
在设计反铲装置时要考虑与同类型机器相比的先进性，考虑国家标准的规定，并注意到运动参数受机构碰撞限制等的可能性。
2.整机挖掘力的大小及其分布情况应满足使用要求，并且有一定的先进性。
3.作业条件复杂，使用情况多变时应考虑工作装置的通用性，采用变铰点结构或配套机构时，要注意分清主次。
要满足使用要求的前提下，力求替换构件种类少，结构简单，换装方便。
4.工作装置结构形式和布置要便于装卸和维修，尤其应便于易损件的更换。
动臂是工作装置的主要构件，反铲动臂可分为整体式和组合式两类。
整体式动臂有直动臂和弯动臂两种。
直动臂构造简单，轻巧，布置紧凑，主要用于悬挂式挖掘机。
整体式动臂结构简单，价廉，刚度相同时结构重量轻于组合式动臂。
动臂液压缸的布置方案如图所示，动臂液压缸装于动臂的上方这个方案的特点是动臂下降幅度较大，在挖掘时动臂液压缸往往处于受压状态，闭锁能力较强。
动臂提升时液压缸小腔进油，提升速度也较快。
为了统一缸径和液压缸的闭锁能力，双动臂液压缸的方案采用渐多。
有些悬挂式动臂液压缸布置时考虑到不破坏动臂箱型截面，且不与斗杆液压缸碰撞，也采用双缸，斗杆液压缸一般只用一个。
但大多数动臂液压缸还是采用单缸。
本设计采用在上方布置的单动臂液压缸。
第二节铲斗总体方案的选择铲斗与铲斗液压缸的连接有三种形式，如下图所示，其区别主要在于液压缸活塞杆端部与铲斗的连接方式不同。
挖掘机-工作装置各部分的基本尺寸计算和验证
三、工作装置各部分的基本尺寸计算和验证反铲装置的合理设计问题至今尚未理想地解决。
以往多按经验，采取统计和作周试凑的方法，现在则尽可能采用数解分析方法。
液压挖掘机基本参数是表示和衡量挖掘机性能的重要指标，本文主要计算和验证铲斗、动臂、斗杆的尺寸。
(一)反铲装置总体方案的选择反铲装量总体方案的选择包括以下方面：1、动臂及动臂液压缸的布置确定用组合式或整体式动臂，以及组合式动臂的组合方式或整体式动臂的形状动臂液压缸的布置为悬挂式或是下置式。
2、斗杆及斗杆液压缸的布置确定用整体式或组合式斗扦，以及组合式斗杆的组合方式或整体式斗扦是否采用变铰点调节。
3、确定动臂与斗杆的长度比，即特性参数K1 l1 l2 。
对于一定的工作尺寸而言，动臂与斗杆之间的长度比可在很大范围内选择。
—般当K1> 2时(有的反铲取K1>3)称为长动臂短斗杆方案，当K1<1.5 时属于短动比长斗杆力案。
K1在1.5~2 之间称为中间比例方案。
要求适用性较强而又无配套替换构件或可调结构的反铲常取中间比例方案。
4、确定配套铲斗的种类、斗容量及其主参数，并考虑铲斗连杆机构传动比是否需要调节。
5、根据液压系统工作压力、流量、系统回路供油方式、工厂制造条件等确定各液压缸缸数、缸径、全伸长度与全纳长度之比λ。
考虑到结构尺寸、运动余量、稳定性和构件运动幅度等因素一般取λ1＝1.6~1.7。
取λ2＝1.6~1.7；λ3＝1.5~1.7。
(二)斗形主要参数的确定当铲斗容量q 一定时，挖掘转角2 ，挖掘半径R和平均斗宽B 之间存在一定的关系，即具有尺寸R和B 的铲斗转过2 角度所切下的土壤刚好装满铲斗，于是斗容量可按下式计12q R2B(2 sin2 )K s算：2(4.1)式中：K s ——土壤松散系数。
(取K s 1.25 )一般取: (1.0~1.4) 3q (4.2)R的取值范围：(1.3~1.6) 3q (4.3)式中：q ——铲斗容量，m3；B ——铲斗平均宽度，m。
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)。
挖掘机的结构与工作原理
挖掘机的结构与工作原理挖掘机是一种广泛应用于土木工程、建造工程和矿山开采等领域的重型机械设备。
它主要由底盘、上部旋转机构、工作装置和控制系统等部份组成。
挖掘机的工作原理是通过液压系统驱动各个部件的运动，实现土方的挖掘、装载和卸载等操作。
一、挖掘机的结构1. 底盘：挖掘机的底盘是整个机器的基础，它由履带、行走机构和驱动装置组成。
履带能够提供稳定的支撑和牵引力，使挖掘机能够在各种地形和工况下灵便挪移。
2. 上部旋转机构：上部旋转机构包括发动机、液压泵、旋转支承和驱动装置等。
发动机提供动力，液压泵将机械能转化为液压能，旋转支承使上部机构能够360度旋转，驱动装置控制旋转的方向和速度。
3. 工作装置：工作装置是挖掘机的核心部份，包括臂、斗杆和斗等。
臂和斗杆通过液压缸的伸缩来实现伸、缩和旋转的动作，斗用于挖掘和装载土方。
4. 控制系统：挖掘机的控制系统由操作台、控制杆、液压阀和传感器等组成。
操作台上有各种仪表和控制按钮，控制杆用于控制机器的运动，液压阀控制液压系统的工作，传感器用于监测机器的工作状态。
二、挖掘机的工作原理挖掘机的工作原理是基于液压系统的工作原理。
液压系统是通过液体的流动和压力传递来实现机械运动的一种技术。
挖掘机的液压系统主要由液压泵、液压缸、液压阀和液压油箱等组成。
1. 液压泵：液压泵是挖掘机液压系统的动力源，它将机械能转化为液压能。
液压泵通过旋转产生的离心力将液体吸入，然后通过压力将液体送到液压缸和液压马达等部件。
2. 液压缸：液压缸是挖掘机液压系统中的执行器，它通过液压力将机械能转化为机械运动。
液压缸由缸体、活塞和密封件等组成，液压油进入液压缸后，活塞向前或者向后运动，从而实现挖掘机各个部件的伸缩和旋转。
3. 液压阀：液压阀是控制液压系统流量和压力的装置，它根据操作者的指令来控制液压缸的运动。
液压阀有多种类型，如换向阀、流量阀和压力阀等，它们通过开启或者关闭液压通道来控制液压缸的运动方向、速度和力度。
挖掘机知识点总结
挖掘机知识点总结挖掘机是一种大型建筑机械，主要用于土方作业、挖掘和运输土石料等工程。
它以其高效、大力、灵活等特点，在建筑、市政、矿山等领域得到广泛应用。
挖掘机作为一种多功能、高效的工程机械，其技术和性能不断得到提升和改进。
下面将从挖掘机的结构、工作原理、维护保养以及应用领域等方面来对挖掘机进行详细的解析。
一、挖掘机的结构挖掘机主要由动力系统、液压系统、操作系统、工作装置、行走装置、驾驶室等多个部分组成。
1.动力系统：挖掘机的动力系统通常由柴油发动机、液压泵、油箱、散热系统等组成。
柴油发动机作为挖掘机的动力源，其功率大小直接影响到挖掘机的工作性能。
液压泵负责将柴油发动机产生的动力传递到液压系统中，从而驱动液压缸、液压马达等液压执行部件进行工作。
2.液压系统：挖掘机的液压系统主要由液压泵、液压缸、液压马达、液压管路、液压阀等组成。
液压系统通过传递液压油将动力转化为机械运动能力，实现挖掘机的各项工作功能，如起升、提升、摆动、翻转等。
3.操作系统：挖掘机的操作系统包括操纵杆、脚踏板、行走控制器、转台控制器等。
操作系统是挖掘机的控制中枢，通过操纵杆和控制器来操作挖掘机的各项功能。
4.工作装置：挖掘机的工作装置通常包括挖斗、抓斗、锤具等工作装置。
不同类型的挖掘机的工作装置也会有所不同，但其基本功能是进行挖掘、装载和卸载工作。
5.行走装置：挖掘机的行走装置通常由履带、行走马达、行走齿轮等组成。
行走装置能使挖掘机在工地上灵活移动，适应不同的工作现场要求。
6.驾驶室：挖掘机的驾驶室是挖掘机操作员的工作空间，通常包括座椅、方向盘、控制台、显示屏等设备。
操作员通过驾驶室内的各种设备来控制挖掘机的工作状态和动作。
以上就是挖掘机的基本结构，不同制造商生产的挖掘机在结构和部件上可能会有所不同，但总体上都符合上述基本结构。
二、挖掘机的工作原理挖掘机的工作原理主要是通过液压系统来实现的，其基本的工作原理是利用液体的不可压缩性和液压传动原理来实现各项工作功能。
挖掘机的结构原理
挖掘机的结构原理
挖掘机是一种用于土方工程的重型机械设备，其结构原理可分为四部分：动力系统、工作装置、行走机构和控制系统。
1. 动力系统：挖掘机的动力系统通常由发动机、液压泵、液压马达和传动系统等组成。
发动机为挖掘机提供动力，液压泵将机械能转化为液压能，液压马达驱动机械运动，传动系统将发动机的动力传递给各工作装置和行走机构。
2. 工作装置：挖掘机的工作装置主要包括回转支座、斗杆、斗杆油缸、斗杆油缸马达和斗杆钳等部分。
通过液压油缸和马达的配合，实现斗杆的伸缩、提升、倾斜和回转等运动，从而完成挖掘、装载和卸载等作业。
3. 行走机构：挖掘机的行走机构主要由履带、驱动器和支撑轮等组成。
通过驱动器驱动履带的转动，实现挖掘机的行进和转向。
支撑轮的作用是支撑整个机体，保持机械的平稳运行。
4. 控制系统：挖掘机的控制系统主要由操作杆、控制阀和电气装置等组成。
通过操作杆控制控制阀的运动，进而控制液压油缸和马达的工作状态，从而实现挖掘机工作装置和行走机构的精确操作。
电气装置则负责监测和控制整机的工作状态，保证安全可靠。
通过以上四部分的有机组合和协调工作，挖掘机能够实现高效、精确地进行土方工程作业。
挖掘机 技术参数
挖掘机技术参数挖掘机是一种重型工程机械，广泛应用于土方工程、矿山开采、建筑工地等领域。
它以其高效、灵活、多功能的特点，成为现代工程施工的重要设备之一。
下面将从挖掘机的技术参数入手，详细介绍挖掘机的性能和应用。
1. 动力系统挖掘机的动力系统是其核心技术之一。
一般来说，挖掘机采用柴油发动机作为动力源，其功率大小直接影响到挖掘机的工作效率。
挖掘机的功率通常以马力（HP）或千瓦（KW）来表示，常见的挖掘机功率在100HP到1000HP之间。
2. 工作装置挖掘机的工作装置主要包括铲斗和臂架。
铲斗用于挖掘和装载土石方，其容量大小决定了挖掘机的装载能力。
臂架的长度决定了挖掘机的挖掘深度，常见的挖掘机臂长度在5米到15米之间。
3. 作业范围挖掘机的作业范围通常由最大挖掘半径和最大挖掘深度来确定。
最大挖掘半径是指挖掘机臂架能够达到的最远距离，最大挖掘深度是指挖掘机铲斗能够达到的最深位置。
作业范围的大小直接影响到挖掘机的灵活性和适用场景。
4. 运行重量挖掘机的运行重量是指挖掘机的整机重量，包括底盘、动力系统、工作装置等部分。
运行重量的大小与挖掘机的稳定性和施工能力密切相关。
常见的挖掘机运行重量在10吨到100吨之间。
5. 装载能力挖掘机的装载能力是指挖掘机在特定条件下能够装载的土石方的重量。
装载能力的大小与挖掘机的铲斗容量、臂架长度、工作状态等因素有关。
一般来说，挖掘机的装载能力在0.1吨到10吨之间。
6. 转向半径挖掘机的转向半径是指挖掘机在转弯时所需要的最小半径。
转向半径的大小与挖掘机的结构设计和转向方式有关。
通常情况下，挖掘机的转向半径在3米到10米之间。
7. 挖掘速度挖掘机的挖掘速度是指挖掘机在正常工作状态下每分钟挖掘的土石方体积。
挖掘速度的大小与挖掘机的动力系统、工作装置和施工条件等因素相关。
一般来说，挖掘机的挖掘速度在0.1立方米/分钟到2立方米/分钟之间。
8. 斗杆倾角挖掘机的斗杆倾角是指挖掘机臂架与水平面的夹角。
轮式挖掘机工作装置及液压系统设计
摘要挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用, 如在工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工。
对于此，我们也应该针对一定的工况范围来设计出最适合工作的挖掘机种类及型号。
因此，挖掘机的设计是很重要的。
我选的设计机型为轮胎式挖掘机，主要设计其中的工作装置及液压系统部分。
工作装置作为挖掘机的重要组成部分，对其研究和控制是对整机开发的基础。
工作装置选择反铲式，对其进行运动学分析并用比例法和经验公式计算选择出工作装置各部分的基本尺寸。
挖掘机的发展与液压技术密不可分，二者相互促进。
液压系统设计力求做到设计出的系统重量轻、体积小、效率高、工作可靠、结构简单、操作和维护保养方便、经济性好。
本设计突出适应性，结合生产实际多举实例，又翻查国内外有关挖掘机工作装置和液压技术方面的书籍，在实例和理论中通过比较分析来设计选用布置合理及工作效率高的工作装置和良好性能的液压系统。
关键词：挖掘机；工作装置；液压系统张瑞：轮式挖掘机工作装置及液压系统设计AbstractExcavators in national economic construction is widely used in many sectors, such as in industrial and civil construction, transportation, water conservancy electrical engineering,farmla- nd transformation, mining and extractive industries modern military engineering, and so on the mechanized construction. For this, we should also address the status of certain workers to design the most appropriate work types and models of excavators. Therefore, the excavator design is very important.I voted for the tire excavator as the design models, and mainly design the work device and the hydraulic system part. Excavators working device as an important part of excavator, the research and control for it is the basis for the development of the whole machine. The work device choice backhoe type, carries on the cinematic analysis and to it chooses the work with the ratio method and the empirical formula computation to install various part of basic size. The excavator development and the hydraulic pressure technology are inseparable, the two promote mutually. The hydraulic system design endeavor achieves the system weight which designs light, the volume small, the efficiency high, the work reliable, the structure simple, the operation and the maintenance convenient, the efficiency is good.This design prominent compatibility, with progress of production much gives the example actually, also peruses the domestic and foreign related excavator work device and the hydraulic pressure technology aspect books, designs in the example and in the theory through the comparative analysis selects the arrangement reasonable and the working efficiency high work device and the good performance hydraulic system.Key word: Excavator; Work device; Hydraulic system2前言轮胎式液压挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械，并作为工程机械的主力机种。
挖掘机的基本构造与工作原理
挖掘机的基本构造与工作原理挖掘机，又称为挖土机，是一种用于挖掘土壤、砂石、岩石等材料的重型工程机械装备。
挖掘机由几个基本部件组成，包括上机构、下机构、工作装置和控制系统等。
下面将详细介绍挖掘机的基本构造和工作原理。
一、挖掘机的基本构造1.上机构：挖掘机的上机构主要由发动机、驾驶室、旋转平台、电气系统等组成。
发动机是挖掘机的动力源，驾驶室用于操作挖掘机，旋转平台则用于实现挖掘机的旋转功能。
电气系统则用于控制挖掘机的各个部件。
2.下机构：挖掘机的下机构包括履带、行走驱动装置和液压系统等。
履带是挖掘机行走的基本装置，行走驱动装置则用于提供履带的行走动力。
液压系统则负责提供挖掘机的各种液压动作，如伸缩臂、斗杆、斗头等的动作。
3.工作装置：挖掘机的工作装置包括斗杆、斗头等。
斗杆用于支撑斗头，斗头则用于挖掘土壤、砂石、岩石等材料。
工作装置通过液压系统实现动作。
4.控制系统：挖掘机的控制系统包括操作杆、液压阀等。
操作杆用于控制挖掘机的各种动作，液压阀则负责控制液压系统的工作。
二、挖掘机的工作原理挖掘机的工作原理是通过液压系统产生液压动力，通过控制系统控制工作装置实现挖掘。
具体工作原理如下：1.液压动力产生：挖掘机采用液压系统作为动力传动装置，其中发动机通过驱动泵向液压系统提供高压油液压力。
高压油经过压力调节阀调整压力后，分配到液压泵和液压缸等液压元件。
2.控制系统工作：操作杆通过传动机构控制液压阀的开关，进而控制液压系统各个液压元件的工作。
当操作杆发出指令时，液压阀打开或关闭，控制液压系统的流量和压力。
3.工作装置运动：液压泵产生的高压油通过液压阀控制流向各个液压缸，进而驱动工作装置发生运动。
例如，伸缩臂通过斗杆的液压缸进行伸缩，斗头通过斗头的液压缸进行开合。
4.整机操作：驾驶员通过驾驶室内的操纵杆、脚踏板等操纵部件控制挖掘机的行走、转动、工作装置操作等。
操作杆的移动会触发控制系统的工作，从而实现整机的操作。
挖掘机的结构与工作原理
挖掘机的结构与工作原理挖掘机是一种广泛应用于工程建设和土木工程中的重要施工机械。
它具有强大的挖掘、装载和运输能力，能够高效地完成各种土石方工程的施工任务。
在本文中，我们将详细介绍挖掘机的结构和工作原理。
一、挖掘机的结构挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、车体和转台等部分组成。
1.发动机发动机是挖掘机的动力来源，通常采用柴油机作为发动机。
柴油机通过燃烧柴油产生的能量，驱动液压泵和其他机械部件，从而为挖掘机提供动力。
2.液压系统液压系统是挖掘机的核心部分，通过液压传动技术实现各种工作装置的运动。
液压系统由油箱、液压泵、液压油缸和液压阀组成。
油箱贮存液压油，液压泵通过吸油和压油的往复运动，将液压油送入液压油缸，从而实现工作装置的运动。
3.工作装置挖掘机的工作装置包括机臂、斗杆和斗。
机臂是连接斗杆和挖掘机车体的部分，斗杆是机臂的延伸部分，斗则是挖掘机装载土石方的部分。
工作装置通过液压系统的控制，实现对土石方的挖掘、装载和卸载。
4.车体挖掘机的车体是机身的支撑部分，上面安装有驾驶室、座椅、控制台等设备。
车体还安装有履带或轮胎，通过履带或轮胎的运动，使挖掘机在工地上进行移动和转向。
5.转台转台是连接车体和工作装置的部分，它可以使挖掘机实现360度的旋转。
转台上安装有发动机和液压系统的部分，通过转动转台，使工作装置可以方便地对各个方向进行操作。
二、挖掘机的工作原理挖掘机的工作原理主要是通过液压系统的控制，实现工作装置的各种动作。
1.挖掘作业在挖掘作业中，挖掘机首先将机臂伸展到所需的位置，然后通过液压系统控制斗杆和斗的运动，将土石方挖掘到斗中。
挖掘机的液压泵向油缸供油，使斗的旋转和举升运动实现。
2.装载作业装载作业主要是将挖掘机挖掘的土石方装载到运输车辆中。
挖掘机通过控制工作装置的动作，将斗移动到装载位置，然后通过斗的旋转和举升运动，将土石方装载到运输车辆中。
3.卸载作业卸载作业是将挖掘机装载的土石方卸载到指定位置。
机械毕业设计4520T履带挖掘机工作装置设计说明书
1绪论1.1课题背景及目的挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用，如工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工中。
据统计，一般工程施工中约有60%的土方量、露天矿山中80%的剥离量和采掘量是用挖掘机完成的。
随着我国基础设施建设的深入和在建设中挖掘机的广泛应用，挖掘机市场有着广阔的发展空间，因此发展满足我国国情所需要的挖掘机是十分必要的。
而工作装置作为挖掘机的重要组成部分，对其研究和控制是对整机开发的基础。
反铲式单斗液压挖掘机工作装置是一个较复杂的空间机构，国内外对其运动分析、机构和结构参数优化设计方面都作了较深入的研究，具体的设计特别是中型挖掘机的设计已经趋于成熟。
而关于反铲式单斗液压挖掘机的相关文献也很多，这些文献从不同侧面对工作装置的设计进行了论述。
而笔者的设计知识和水平还只是一个学步的孩子，进行本课题的设计是为对挖掘机的工作装置设计有一些大体的认识，巩固所学的知识和提高设计能力。
1.2国内外研究状况当前，国际上挖掘机的生产正向大型化、微型化、多能化和专用化的方向发展。
国外挖掘机行业重视采用新技术、新工艺、新结构和新材料，加快了向标准化、系列化、通用化发展的步伐。
我国己经形成了挖掘机的系列化生产，近年来还开发了许多新产品，引进了国外的一些先进的生产率较高的挖掘机型号[1]。
由于使用性能、技术指标和经济指标上的优越，世界上许多国家，特别是工业发达国家，都在大力发展单斗液压挖掘机。
目前，单斗液压挖掘机的发展着眼于动力和传动系统的改进以达到高效节能;应用范围不断扩大，成本不断降低，向标准化、模块化发展，以提高零部件、配件的可靠性，从而保证整机的可靠性;电子计算机监测与控制，实现机电一体化;提高机械作业性能，降低噪音，减少停机维修时间，提高适应能力，消除公害，纵观未来，单斗液压挖掘机有以下的趋势:（1）向大型化发展的同时向微型化发展。
（2）更为普遍地采用节能技术。
卡特挖掘机工作装置和行走联合操作指南
回转控制阀 4、铲斗控制阀 8 和动臂 I 控制阀 9
的所有操纵杆都于“空挡”位置时，先导油道 18
就通过油道 25 和排油道 29 与泵的吸油管连通， 先导油 18 和 19 中的先导油压不足以失去直线行 走控制阀 15 动作。当直线行走控制阀 15 动作时，
从上泵和下泵来的油按如下所述流动，使挖掘机
31-油管;32-先导泵;33-下泵
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的压力油，挖掘机保持且直线行走。②来自下泵 33 的油经油管 31 到达主控阀组 2 的油道 16，下 泵输出的油现在分成两路：一路经平行供油道 l
到达回转控制阀 4 和斗杆 I 控制阀 3 的阀组；另
一路通过油道 11 和直线行走控制阀 15 到达平行
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制阀;5-左行走控制阀;6、10-中心旁路通道;7右行走控制阀;8—铲斗控制阀;9-动臂 I 控制
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阀;11、 12、 13、 14、 16、 17、 21、 22、 25-油道;15直线行走控制阀;18、19、20、23、24-先导油 道;27-先导油分流器;28-1 泵;29-排油道;30、
杆 I 控制阀 3、回转控制阀 4、铲斗控制阀 8 和
动臂 I 控制阀 9 是连通的，如果这些阀中的任何
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一个阀动作，油道 25 和汕道 13、14 或 21 的通 道就被关闭，在油道和 19 中的先导油压增大， 失去直线行走控制阀 15 动作。当斗杆I 控制阀 3、
能够线行走。
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挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘机性能参数的重要性能指标，对其分析计算至关要。挖掘阻力主要与挖掘对象及自身尺寸参数有关，而挖掘力则受众多条件限制，危险工况的分析是关键点。在挖掘力分析基础上，可对各杆件铰接点进行力的分析计算，并进行机构设计的合理性分析。
3结合ADAMS软件中工作装置动力学仿真结果，利用Hypermesh与ANSYS对动臂结构进行了静强度有限元分析，得到其典型工况下的应力、位移分布情况及规律。
4建立工作装置动臂的参数化有限元模型，利用ANSYS结构优化模块对动臂进行了结构
优化分析，实现了动臂结构减重的目标。
方案比较
自由度计算公式：
F=3n-2PL-PH（1-1）
5、编写说明书，说明书应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
四、提示
1、每一节斗杆应有一个油缸控制，即该机构应由多个自由度
2、按设计要求，主要考虑几个极限位置的相关数据
完成日期：年月日指导教师
设计思路
本文以CAT320D2液压挖掘机工作装置为参考对象，运用Creo、ADAMS、Matlab对液压挖掘机工作装置进行研究。
机械原理设计任务书
学生姓名朱班级学号20பைடு நூலகம்27462
设计题目：挖掘机工作装置机构设计
一、设计题目简介
单斗挖掘机是一种重要的工程机械，广泛应用于房屋建筑、筑路工程、水利建设、农林开发、港口建设、国防工事等的土石方施工和矿山采掘工业中，对减轻繁重的体力劳动、保证工程质量、加快建设速度、提高劳动生产率起着十分巨大的作用。随着国家经济建设的不断发展，单斗挖掘机的需求量将逐年大幅度增长，其在国民经济建设中的作用将越来越显著。
2、根据所确定的机构方案进行杆及运动副的尺寸计算，要有计算过程（图解法也必须有作图步骤），并根据所计算尺寸依据国家相关标准提出油缸的布置及其运动要求；
3、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
4、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
本文对工作装置进行建模、仿真分析、有限元分析和结构优化设计等研究，主要研究内容如下：
1分析了液压挖掘机的组成和工作原理，利用Creo建立了液压挖掘机工作装置的三维模型。
2将Creo软件中建立的工作装置三维模型导入ADAMS软件中并进行相应处理生成虚拟样机模型，对其进行运动学和动力学仿真，验证其机构设计的合理性，得到工作装置运动范围包络图和各铰点受力变化曲线图。
缺点：
斗杆油缸的上置，导致了挖掘机工作装置的空间浪费。
活动构件数n=11，单铰数13个，复铰1个，所以,PL=15，PH=0，由上面公式（1-1）可得自由度F=3×11—2×15=3。
运动模型建立过程
一．零件的建立
工作装置包括动臂、斗杆、铲斗、连杆、摇杆以及三组油杆及其活塞杆共11个运动部件。每个部分利用creo建模功能中的拉伸、旋转、镜像、倒角等命令进行建模。
二、设计数据与要求
该型挖掘机工作装置,由两节臂，一挖斗组成，停机面最大挖掘半径(mm):9850；最大挖掘深度(mm):6710；最大挖掘高度(mm):9840，液压缸驱动。
三、设计任务
1、提出可能的运动控制方案，绘制方案的机构简图，计算工作装置的自由度，进行方案分析评比，从中选取最适合挖掘机工作装置的机构；
PL——平面低副的数目；
PH——平面高副的数目。
方案一
优点：
扩大了动臂的运动角度，增大了挖掘机的工作范围提高了工作效率。
缺点：
增大了对动臂油缸的力学要求，并且增大了动臂油缸的磨损。并且侵占大量空间。
活动构件数n=11，单铰数13个，复铰1个，所以,PL=15，PH=0，由上面公式（1-1）可得自由度F=3×11—2×15=3。
（5）重复⑶和⑷步骤，完成其它零件的插入与装配，直至工作装置模型装配完成。
利用表中的相应约束和按照以上装配步骤完成的液压挖掘机工作装置三维模型,然后渲染，最终如图所示
部件1
部件2
约束类型
转台
动臂油缸
旋转副
动臂
旋转副
动臂
斗杆
旋转副
斗杆油缸
旋转副
动臂油缸活塞杆
点线副
斗杆
斗杆油缸活塞杆
点线副
铲斗油缸
旋转副
铲斗
圆柱副
摇杆
旋转副
连杆
铲斗
旋转副
摇杆
球铰副
摇杆
铲斗油缸活塞杆
点线副
动臂油缸
动臂油缸活塞杆
移动副
斗杆油缸
斗杆油缸活塞杆
移动副
铲斗油缸
铲斗油缸活塞杆
移动副
三．零件的初步仿真
当我们家模型建好的时候可以利用creo运用程序里的【机构】，通过在铰接处加入伺服电机
方案二
优点：
缩小了挖掘机工作装置的空间占有范围。并且有利于对斗杆油缸的保护。
缺点：
减小了斗杆的运动角度，缩小了挖掘机的工作范围，降低了工作效率。
活动构件数n=11，单铰数13个，复铰1个，所以,PL=15，PH=0，由上面公式（1-1）可得自由度F=3×11—2×15=3。
方案三
优点：
降低了对于动臂油缸的力学要求，并且保证了对于空间的有效利用。斗杆油缸的上置，也有利于保证斗杆的运动范围。
图斗杆
5．铲斗：铲斗是挖掘过程中用于切削和装载土壤的，其结构比较复杂，由各种板件零件焊接
而成。
图铲斗
6.连杆和摇臂：连杆和摇臂结构比较简单，其铰接在斗杆、铲斗和铲斗油缸活塞杆上形成连杆摇臂机构，作用是传递铲斗油缸运动给铲斗使铲斗转动。
图连杆图连杆与摇臂装配
7.各油缸及活塞杆：液压挖掘机有三组液压缸及其活塞杆，是分别用来驱动动臂、斗杆和铲斗运动的；它们结构类似，属于圆柱回转体，在长度和直径上存在区别。
图油缸图油缸与活塞杆装配
二．零件的装配
在利用creo实体建模功能创建了各个运动部件的模型后，我们就可以运用cero的装配模块，使各部件装配成为工作装置模型，在装配过程中会用到各种约束关系，如表2.1所示是各种约束类型的介绍。
接下来利用以上约束类型进行零部件装配，装配步骤如下：
（1）新建一个装配体文件，即点击【新建】选择【装配】命令即可进入装配模块，进行装配工作。
1.旋转台：本来此应该的对应的是挖掘机的底盘，为挖掘机旋转的传动机构，但是由于我们主要是对其工作装置的研究，因此我们就用一圆台代替。
图旋转台
2.旋转支架：与旋转台同样，是对挖掘机机构的简化，与旋转台一起用来代替挖掘机的上部转台，作用是对挖掘机的工作装置进行支撑作用。
图旋转支架
3.动臂：动臂是工作装置中决定总体构造形式和其他构件特征的主要部分。动臂结构较为复杂，
主要由上下左右盖板焊接而成，其上还有一些连接结构用于与其他部件连接作用，如与动
臂油缸连接的轴座、与斗杆油缸铰接的两个耳座结构以及与斗杆铰接的前叉加强结构等。
图动臂
4.斗杆：斗杆两端分别与动臂和铲斗连接，其结构与动臂类似，也是由不同厚度的钢板焊接而
成的封闭箱型，其上还有与动臂和铲斗连接的轴座结构，与斗杆油缸和铲斗油缸连接的耳座结构。
（2）向装配体文件中插入第一个零部件，即点击【组装】，进入文件选择框，然后选择需要添加的已创建的零部件模型。
图图
（3）继续添加零部件，即【组装】插入按钮，选择与上一个添加的零部件进行配合的零部件。
（4）完成两零部件的装配，调整后一个插入的零部件与第一个零部件的相对位置，然后选择合适的约束关系进行装配。