第1章 单斗液压挖掘机的特点、类型和主要参数

二. 挖掘轨迹与挖掘包络图

主要用于地面以下挖掘。
挖掘轨迹决定于各油缸的 运动及其相互配合的情况。
1. 坐标系的确定：
X 轴—地面线
Y 轴—回转中心
二. 挖掘轨迹与挖掘包络图
2. 挖掘轨迹

挖掘机的工作装置在任
一位置工作时，斗尖的
运动路径。

挖掘机的挖掘轨迹是由 相应液压缸分别工作时 的轨迹组合而成。
重
功
量 参 数
率 参 数
经济指标参数
…….
四. 主要参数的选择
1. 液压挖掘机的主要参数
尺
寸 参 数
整机重量 主要部件重量 总成重量
重
功
量 参 数
率 参 数
…….
经济指标参数
四. 主要参数的选择
1. 液压挖掘机的主要参数
尺
寸 参 数
发动机 液压系统 主要机构功
重
功
量 参 数
率 参 数
率、力和速度
…….
经济指标参数
四. 主要参数的选择
1. 液压挖掘机的主要参数
尺
寸 参 数
作业周期 挖掘生产率
功率利用 燃油消耗
重
功
量 参 数
率 参 数
经济指标参数
…….
主参数：斗容量、机重、功率
四. 主要参数的选择
2. 主参数介绍

指挖掘Ⅳ级土壤时，反铲
掘机的总轮，不是具体那一部分的设计。

为进一步设计、分析提供基础。 总体设计必须从整机主要性能出发，正确选择各 总成的参数和结构，并进行合理布置。
二. 总体设计的内容
主要技术性能和参数的确定
确定挖掘机的机型 动力装置和传动形式 总体与各总成结构 回转、行走性能计算
转台平衡与整机稳定性计算
( kw )
k y 0.75 ~ 0.88
Pf k f G
( KN ) 表1-5
表1—6 表1—7
③.按标准选定法：
按液压挖掘机国家标准选定参数值；
( 表 1 —2 )
④.理论分析计算法：
按拟定的结构特点，在理论分析与试验数
据的基础上进行分析计算，得出参数值。
挖掘机 —— 总体设计四种方法
二. 挖掘轨迹与挖掘包络图
2. 挖掘轨迹

挖掘机的工作装置在任
一位置工作时，斗尖的
运动路径。

动臂液压缸工作挖掘 斗杆液压缸工作挖掘 铲斗液压缸工作挖掘 各液压缸联合动作
二. 挖掘轨迹与挖掘包络图
3. 包络图
挖掘机在任一正常 工作位置时，所能控制 到的工作范围。
4.主要工作尺寸
最大挖掘深度 最大挖掘半径 最大卸载高度 最大挖掘高度
( m ) ( m )
体重心与回转中心距离： e k 3 G t et
机体重心离地面高度：
表1-4
yt k yt 3 G
②.经验公式法
发动机功率：
N f k N G ( kw ) 表1-5
y
液压系统功率：N 挖掘力参数： 回转结构参数 行走机构参数：
k yG
类比法 经验公式法 按标准选定法
可能是完全确切合适的。
必须在设计过程中按结构方
案、强度以及挖掘机的要求 进行方案比较加以修正确定。
实际工作中往往综合使用以
理论分析计算法
上四种方法。
结 束
长安大学工程机械学院
制作人：王 进 版权所有 不得复制 长安大学
标准斗容量
铲斗堆尖时的斗容量(m3)。
为充分发挥挖掘能力，挖
整机机重
发动机功率
不同等级的土壤可以配备 相应不同斗容量的铲斗。
四. 主要参数的选择
2. 主参数介绍

指带标准反铲或正铲工作
标准斗容量
装置时的整机工作重量(t)。
整机机重
发动机功率
四. 主要参数的选择
2. 主参数介绍

按
用途

通用型 — 中小型挖掘机
专用型 — 大型挖掘机
通用型
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
用途

通用型 — 中小型挖掘机
专用型 — 大型挖掘机
专用型
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
三．主要技术性能
1.主要技术参数:
斗容量、机重、功率、最大挖掘深度、
最大挖掘高度、最大卸载高度、最大
挖掘半径、回转速度、接地比压、生
产率等
见 课 本 后 面
2.主参数：标准斗容量、机重、功率。
四. 主要参数的选择
1. 液压挖掘机的主要参数
尺
寸 参 数
工作尺寸 机体外形尺寸 工作装置尺寸 各总成尺寸
指发动机的额定功率。
标准斗容量
整机机重
发动机功率
即：正常运转条件下除本 身消耗以外的输出净功率 (马力)。
2. 确定主要参数的依据：
①设计任务书的要求；
②有关国内外同类型、同等级液压挖掘机的
技术资料；
③国家以及企业的系列标准等；
④理论分析或经验计算；
⑤使用单位的要求和制造厂的生产条件等。
3. 确定参数的方法
回转结构设计
工作装置设计
总体设计
行走机构设计
液压系统设计
验算各部分参数 校核主要技术性能
绘制总图和零部件图
整理计算说明书
3. 设计的指导思想：

先进性——先进技术指标和可靠的工作性能；
可能性——适合于生产厂的制造条件； 经济性——充分利用发动机功率，生产效率高；
确定主要参数时，正确处理它们之间的联系和制约的 关系；实事求是地分析和满足对各项性能指标的要求， 盲目地提高或削弱某些参数都将带来不良的结果， 挖掘机是个有机整体，性能的优劣不仅与各部件性能 有关、更重要的是决定于各部件结构特性的协调匹配。
按
用途

铰接式
伸缩臂式
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
用途
履带式
轮胎式 步履式 汽车式
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
拖
式
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
用途
全回转
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
总之，无论采用那种方法确

类比法 经验公式法 按标准选定法
定总体参数，必须正确处理 先进性、可靠性、经济性之 间的关系，正确处理相互制 约的有关参数间的关系。
实事求是地分析和满足对各
理论分析计算法
项性能指标的要求。
挖掘机 —— 总体设计四种方法
前三种方法得出的参数值不

基本组成
平台总成
行走机构
回转机构
工程机械学院
二. 工作原理
液压挖掘机采用三
组油缸使铲斗运动；
油马达驱动回转运
动，使铲斗运动扩
大到的空间；

行走马达驱动行走。
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
用途
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
出各主要参数的经验系数，以公式来确定 挖掘机的各种参数。
②.经验公式法
线尺寸参数： 面
Li k li 3 G
( m ) ( m2 ) ( m3 )
积 参 数： S i k si 3 G 2
表1-3
体
质
积 参 数：V k G i vi
量 参 数: 各部分重量： Gi kGi G （kg）
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
用途

通用型 — 中小型挖掘机
专用型 — 大型挖掘机
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
用途

通用型 — 中小型挖掘机
专用型 — 大型挖掘机
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
二. 挖掘轨迹与挖掘包络图
5.有效工作范围
6.主要挖掘区
α 50 ~ 65 2 3 R ( )R max 3 4 2 3 H ( )H max 3 4
§1-3 主要参数和选择（总体设计方法）
一. 总体设计的重要性

总体设计是设计者全面了解挖掘机的设计要求和
内容，根据数据、资料，用科学的方法确定的挖
挖掘机总体设计
类比法 经验公式法 按标准选定法 理论分析计算法
①.类比法：
样机选择原则

选择国内外先进产品 类比法只适合于同类型产品 工作性质、要求相同 通过同类型机械的比拟(类 比)得出参数值。
相似系数
设计机重G1 y 样机机重G0
①.类比法：
设计产品长度参数 L1 3 y 长度参数： 样机长度参数 L0 设计产品体积参数 Q1 面积参数： 样机体积参数 Q0
§1-1工作装置的结构和工作特点
工作装置的类型
反铲、正铲、装载、 抓斗、起重、破碎、剪切等装 置。
一.反铲工作装置
① 组成:
动臂 斗杆油缸 斗杆
铲斗 油缸
动臂 油缸
摇杆
铲斗
连杆
工程机械学院
②.特点：
各部件之间铰接连接
②.特点：
各部件之间铰接连接

通过三个油缸的伸缩实现挖掘的各个动作； 具有三个自由度， 任何一个或两个油缸工作时，其余液压缸必须闭 锁住，才能得到有规律的运动，保证正常工作。
实用性——满足实际使用要求。


3. 设计的方法：
影响挖掘机先进性的因素很多，
各参数彼此影响制约。
总体概念 局部深入 反复循环 合理确定 性能先进的现代化液压挖掘机
其总体参数间存在着一定的内 在联系的规律性。
利用计算机进行参数选择，进
行多种方案比较，从而能较快 地得到较理想的参数值。

y2
相似系数

Q1 体积参数：设计产品体积参数 y 样机体积参数 Q0
设计机重G1 y 样机机重G0

N1 功率参数：设计产品功率参数 y 样机功率参数 N0
②.经验公式法
按概率统计归纳得到的经验公式进行概略
的计算，得出参数值。
以液压挖掘机的机重为指标， 对液压挖掘机的总体参数用概率的方法得
W□□△ 挖掘机
Y-液压挖掘机 无-机械式挖掘机
WY200:斗容0.8m3机重20t履带式液压挖掘机
长安大学
§1-1工作装置的结构和工作特点
工作装置的类型
反铲、正铲、装载、 抓斗、起重、破碎、剪切等装 置。
§1-1工作装置的结构和工作特点
工作装置的类型
反铲、正铲、装载、 抓斗、起重、破碎、剪切等装 置。
半回转
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
用途

通用型 — 中小型挖掘机
专用型 — 大型挖掘机
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
用途

通用型 — 中小型挖掘机
专用型 — 大型挖掘机
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
第一章
单斗液压挖掘机 特点、类型和主要参数
液压挖掘机的工作原理
目的
液压挖掘机的基本类型 液压挖掘机的总体设计
§1-1 概述
一. 单斗液压挖掘机基本组成
组 成：工作装置、回转机构、
行走机构、动力装置、 液压系统、辅助系统。 工作装置:反铲、正铲、抓斗、起重等
动力装置 液压泵
驾驶室
工作装置
液压油箱
换向阀
用途

通用型 — 中小型挖掘机
专用型 — 大型挖掘机
通用型
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
按
用途

通用型 — 中小型挖掘机
专用型 — 大型挖掘机
通用型
按工作装置 按行走装置 按回转机构 特殊用途
拐臂式挖掘机
三. 单斗液压挖掘机的基本类型
生产率计算 各机构力、速度、功率、性能计算
三.挖掘机的主要设计过程和方法
1. 设计任务来源

上Байду номын сангаас机关和委托单位提出设计任务
企业新产品开发项目

毕业设计题目 在充分调查研究和搜集资料基础上，进行 液压挖掘机的总体设计工作。
2. 总体设计主要内容：
设计任务书 调研搜集资料、确定样机 设计思想
四.液压挖掘机的优点：
性能提高，工作品种扩大。 简化结构、易损件少、机重小。 传动性改善，工作平稳、安全可靠。 机构布置合理紧凑。 操作简便、灵活。
易实现“三化”、提高质量。
易于实现自动化。 元件精度高，装配严格。
五. 型号表示
挖掘机
例:WY200
斗容量 或机重
L-轮胎式 无-履带式