液压挖掘机行走装置设计毕业论文

液压挖掘机行走装置设计毕业论文

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进行，因此，操作方便，灵活可靠。

1.2.1根据回转中心位置的不同，专用轮胎地盘行走装置可分为下列几种：

a. 全轮驱动，无支腿，转台布置在两轮的中间，两轴轮距相同。这中地盘的优点是省去支腿，机构简单，便于在狭窄地点施工，机动性好。缺点是行走时转向桥负荷大，操作困难或需液压助力装置。因此这种结构仅适用于小型挖掘机。

b．全轮驱动，转台偏于固定轴一边，减轻了转向桥的负荷，并便于操作。支腿装在固定轴一边，增加了工作时的稳定性。这种结构适用于中小型挖掘机。

c. 单桥驱动。转台远离中心。驱动轮的轮距较宽。而转向轴短小。两轮贴近。转向时绕垂直轴转动.在公路上行驶时可将铲斗放在前面的加长车架上.由于轮胎形成三支点布置。受力较好。无需悬挂摆动装置。行驶时转弯半径小。工作时四个支腿支撑.这种结构的缺点是行走时在松软地面会形成三道车辙，阻力较大。而且三支点地盘的稳定性较差，故这种结构仅适用于小型挖掘机。

d. 全轮驱动。具有四个支腿。转台接近固定轴一边。前轴摆动。由于中心偏后。因此转向桥负荷较轻。易操作。并且通常采用大型轮胎和低压轮胎。因而对地面要求无标准汽车地盘那么严格.这种轮胎地盘目前在中大型挖掘机中应用最普遍。

图1.2 专用底盘的各种结构

a)无支腿，转台在中间；b）双支腿，转台偏向一边；c）四支腿，转台远离中心；

d）四支腿，全轮驱动转台偏固定轴

图1.3 轮胎式挖掘机行走装置

1-车架；2-回转支承；3-中央回转接头；4-支腿；5-后桥；6-传动轴；

7-液压马达及变速箱：8-前桥

轮胎式行走装置的主要特点:

a 用于承载能力较强的越野路面:

b 轮式挖掘机的行驶速度通常不超过20KM/h。对地面最大比压为150~500KPa。爬坡能力为40~60%。标准斗容小于0.6立方米的挖掘机可采用与履带行走装置完全相同的回转平台及上部机构。

c 为了改善越野性能。轮胎式行走装置多采用全轮驱动。液压悬挂平衡摆动轴.作业时有液压支腿支撑。使驱动桥卸荷，工作稳定。

d 长距离运输时为了提高效率。传动分配箱应脱挡。有牵引车牵引。并应与拖挂牵引车达到同步行车。而挖掘机可以无司机照管。

轮胎式液压行走装置如图1.3所示。行走液压马达直接与变速箱相连接（变速箱安装在底盘上），动力通过变速箱由传动轴输出给前后驱动桥，或再经轮边减速传驱动车轮。

轮胎单斗液压挖掘机的行走速度不高，其后桥常采用刚性连接，结构简单。前桥轴可以悬挂摆动，如图1.4所示。

图1.4 摆动前桥机构示意图

1-车架；2-回转支承；3-中央回转接头；4-支腿；5-后桥；

6-传动轴；7-液压马达及变速箱：8-前桥

车桥与前桥4通过中间的摆动铰销铰接。铰的两侧设有两个悬挂液压油缸2，它的一端与车架5连接，活塞杆端与前桥4连接。挖掘机工作时，控制阀1把两个液压缸的工作腔与油箱的通路切断，此时液压油缸将前桥的平衡悬挂锁住，减少了摆动，提高了作业稳定性：行走时控制阀1左移，使两个悬挂液压缸的工作腔相通，并与油箱接通。前桥便能适应路面的高低坡度，上下摆动使轮胎与地面保持足够的附着力。

1.3 液压系统

根据挖掘机的工作环境和条件。液压系统应满足下列要求:

1.充分利用发动机功率。提高传动效率;

2.系统和元件应保证在外负荷变化大和急剧的振动冲击作用下。具有足够的可靠性;

3.力求减少系统总发热量。设置轻便耐振的冷却装置。使主机持续工作时。油温不

超过85度，或温升不大于45度;

4.系统的密封性能要好.由于工作场地尘土多。油液容易污染。要求所用元件对油液

污染的敏感性低。整个系统要设置滤油器和防尘装置;

5.为了减轻司机操作强度。要考虑采用液压或电液伺服操纵装置。

单斗液压挖掘机的传动系统将柴油机的动力传递给工作装置、回转装置和行走装置等机构进行工作，它的多种动作都是由各种不同液压组件所组成的液压传动系统来实现的。

液压传动系统按常按主泵的数量、功率调节方式和回路的数量来分类。单斗液压挖掘机上一般有单泵或双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统、双泵双回路分功率调节变量系统和双泵双路全功率调节变量系统等形式。按油液循环方式的不同还可分为开式系统和闭式系统。

在定量系统中，液压泵的输出流量不变，各液压组件在泵的固定流量下工作，泵的功率按固定流量和最大工作压力确定。在变量系统中，最常见的是双泵双回路恒功率变量系统，可分为分功率变量与全功率变量调节系统。分功率调节是在系统的各个工作回路上分别装一台恒功率变量泵和恒功率调节器，发动机的功率平均输出到每个工作泵。全功率调节是控制系统中所有泵的流量变化只用一个恒功率调节器控制，从而达到同步变量。

单斗液压挖掘机一般采用开式系统。原因是：单斗液压挖掘机的油缸工作频繁，发热量大。而该系统的各执行组件的回油直接返回油箱，系统组成简单、散热条件好。但油箱容量大，使低压油路与空气接触，空气易渗入管路造成振动。闭式系统中的执行组件的回油直接返回油泵，该系统结构紧凑，油箱小，进回油路都有一定的压力，空气不易进入管路，运转比较平稳，避免了换向时的冲击，但系统较复杂，散热条件差。一般应用在液压挖掘机回转机构等局部系统中。

WLY25液压机械挖掘机采用双联齿轮泵定量双回路液压系统。液压系统原理图如图15所示。从系统原理图可以看出，双联齿轮泵4出来的高压油一个回路分别控制悬挂油缸12、斗杆油缸10、驱动回转马达8、支腿油缸6、行走马达5。另一回路分别控制动臂油缸16、铲斗油缸15。

此液压系统特点是：

①双泵双回路液压系统满足了挖掘机的两个执行组件同步动作的要求（如：斗杆与铲

斗缸同时挖掘，动臂提升与转台回转同时动作等）。

②液压回路中设有限速阀，可以在挖掘机下坡时起限速作用，但在作业时不起限速作

用，它是一个双信号液控节流阀，由两组来自换向阀的压力信号进入限速阀的液控