挖掘机工作装置设计课程设计

反铲挖掘机工作装置设计

机械设计说明书设计题目：反铲单斗液压挖掘机工作装置设计姓名：舒康学号：20097588 指导老师：冯鉴 09工程机械2班

目录一．机械原理设计任务书 (4) §1.1设计题目简介 (4) §1.2设计任务 (4) 二．单斗液压挖掘机结构简图 (6) 三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图) (8) §3.1单斗液压挖掘机结构几何参数详表 (8) §3.2斗容量为0.25 m3 的小型单斗液压挖掘机结构详细参数 (9) 四．确定下列所给满足要求的结构参数 (12) §4.1确定长度与角度结构参数 (12) §4.2斗形参数的选择 (15) §4.3最大挖掘深度、停机面最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘高度的计算 (16) §4.3.1最大挖掘深度 (16) §4.3.2最大挖掘半径 (17) §4.3.3最大卸载高度 (17) 五．动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸运动参数确定 (19) §5.1动臂液压缸 (19) §5.2斗杆液压缸 (19) §5.3铲斗液压缸 (20) 六．机构自由度分析 (21) 七．仿真 (22)

八．机构搭建图 (23) 九．参考文献： (25) 十．心得和体会 (24)

完成日期：年月日指导教师一．机械原理设计任务书学生姓名舒康班级09工机2班学号20097588 设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计 §1.1设计题目简介反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘机重要的工作装置，是一种适用于成批或中小批量生产的、可以改变动作程序的自动搬运和操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。设计数据与要求题号铲斗容量挖掘深度挖掘高度挖掘半径卸载高度铲斗挖掘力 B 0.38 m3 4.1m 7.35 m 6.77 m 4.95 m 54.86KN §1.2设计任务 1、绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图； 2、根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各

挖掘机的工作原理

挖掘机的工作原理液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。液压挖掘机一般由工作装置、回转装置和行走装置三大部分组成。根据其构造和用途可以区分为：履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要，液压挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油要在方便的场地，也可改用电动机。

液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。挖掘机液压系统是怎么工作的? 挖掘机有三个部分的液压缸分别是动臂，斗杆，铲斗。有三个液压马达，左右行走和一个回转。这些都由换向阀控制供油。油液从液压泵出来经换向阀分配到以上各执行元件。挖掘机的换向阀大多是液控的就是用一股压力较小的油推动换向阀的阀芯。一般中型挖掘机用的是三联泵，两个大泵提供工作所需要的压力。一个小齿轮泵给控制油路供油。控制油通过手柄下边的控制阀调节主油路换向阀阀芯的位置从而实现动臂斗杆和铲斗油缸的伸缩。以及液压马达的转与停以及转动方向。主油路设溢流阀，压力超过限定值就会打开，油液直接回油箱。所以系统压力始终保持在一定范围内。同样道理在各油缸的支路也设溢流阀，实现二次调定压力。不光是挖掘机，任何液压系统工作原理都是油箱中油液-泵-控制元件-执行元件-油箱。液控比例阀换向阀的作用和液控比例阀换向阀串联的先导阀是什么作用传统换向阀的进出油口控制通过一根阀芯来进行，两油口听开口对应关系早在阀芯设计加工时已确定，在使用过程中不可能修改，从而使得通过两油口的流量或压力不能进行独立控制，互不影响。

机械制造课程设计

齿轮传动的计算载荷系数K 计算齿轮强度用的载荷系数K，包括使用系数K A、动载系数K V、齿间载荷分配系数Kα及齿向载荷分布系数Kβ，即 K=K A K V KαKβ 使用系数K A 使用系数K A是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响的系数。这种动载荷取决于原动机和从动机械的特性、质量比、联轴器类型以及运行状态等。K A的实用值应针对设计对象，通过实践确定。下表所列的K A值可供参考。表：使用系数K A

注：表中所列K A值近适用于减速传动；若为增速传动，K A值约为表值的1.1倍。当外部机械与齿轮装置间有挠性连接时，通常K A值可适当减小。动载系数K V 一般齿轮传动的动载系数几，可参考上图选用。若为直齿圆锥齿轮传动，应按图中低一级的精度线及圆锥齿轮平均分度圆处的圆周速度Vm查取Kv值。载荷分布系数Kα Kα的值可用详尽的算法计算[38]。对一般不需作精确计算的直齿轮和β≤30°的斜齿圆柱齿轮传动可查表。表：齿间载荷分配系数K Ha、K Fa 注：1）对修形齿轮，取K Ha＝K Fa＝l。

2）如大、小齿轮椅度等级不同时，技精度等级较低者取值。 3）K Ha为按齿面接触疲劳强度计算时用的齿间载荷分配系数，K Fa为按齿根弯曲疲劳强度计算时用的齿间载荷分配系数。齿向载荷分布系数Kβ 齿向载荷分布系数Kβ可分为K Hβ和K Fβ其中K Hβ为按齿面接触疲劳强度计算时所用的系数，而K Fβ为按齿根弯曲疲劳强度计算时所用的系数。下表是用于圆柱齿轮（包括直齿及斜齿）的齿向载荷分布系数K Hβ，可根据齿轮在轴上的支承情况、齿轮的精度等级、齿宽b与齿宽系数ψd从下表查取。齿轮的K Fβ可根据K Hβ之值、齿宽 b与齿高h之比值b／h从下图中查得。图：弯曲强度计算的齿向载荷分布系数K Fβ 表：接触强度计算用的齿向载荷分布系数K Hβ

PLC在挖掘机电气控制系统中的应用

图1PLC 接线图 1引言挖掘机是一种广泛使用的大型工程机械，工作时，先启动蜂鸣器，让工作人员离开生产现场；再起动冷却泵电机，对液压电机和钻头电机进行冷却；待冷却泵稳定工作后，起动液压泵电机，再起动钻头电机开始工作.停机顺序与起动顺序正好相反.以前大部分挖掘机采用传统的继电器2接触器控制系统.这种系统的主要缺点是接线复杂、维修困难，控制触点易烧坏，以及可靠性和抗干扰性较差.可编程逻辑控制器（PLC ）作为新一代的工业控制装置，由于其具有体积小、安装方便、编程简单、易于使用和修改等特点而获得广泛应用.用PLC 改造挖掘机电气控制系统，取得较理想的效果.2基于PLC 的挖掘机电气控制系统设计 2.1 主电路设计与控制要求钻头电机功率较大，采用Y-△起动方式由KM 4、 KM 5、KM 6控制：冷却泵电机和液压泵电机功率较小，直接起动即可，分别由KM 2、KM 3控制.接触器KM O 作急停用：当系统出现紧急情况时，断开KM O ，即断开三台电机的电源，同时接触器KM l 控制蜂鸣器HAl 的鸣叫.FRl ～FR3为热继电器，用于对电机进行过载保护：FR4为采用温度传感器，用于准确测量钻头电机的工作温度，当温度超过设定值时，控制HAl 进行声光报警. 根据工艺要求，PLC 控制系统首先必须保证三台电机按指定的顺序起动和停止：其次，系统必须有自动和手动两种工作方式.正常工作时各电机连续自动运转，系统调试与维修时采用手动工作方式.此外，系统还应设置互锁、短路和过载保护.当液压泵电机和冷却泵电机中有一台过载时，系统必须停止工作：钻头电机过载时，只停止其本身的工作，不影响其他电机的工作.当钻头电机超过设定温度时，必须停止运行.系统还应设有急停开关以及必要的抗干扰措施，以确保挖掘机安全可靠地工作. 2.2PLC 控制系统设计 2.2.1 硬件设计根据上述控制要求，系统实际输入点数为12点，输出点数为8点：考虑到今后扩展和维护的需要，选用三菱公司FX2N 一32M R 可编程控制器.FX2N 系列PLC 编程软元件一览表见日本三菱公司FX 系列编程手册.PLC 的硬件连接线如图1所示，图中SA 为手动／自动 Vol.25No.10 Oct.2009 第25卷第10期2009年10月赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）PLC 在挖掘机电气控制系统中的应用李增军（通辽市技工学校，内蒙古通辽０２８０２１）摘要：挖掘机是一种广泛使用的大型工程机械，它主要由电气控制系统、液压系统、冷却系统、钻臂、行走机构、扒杂运输机构等组成．挖掘机主要工作的部件是钻头、冷却系统和液压系统，因此控制它们的电气控制系统便成为了问题的关键．挖掘机的电气控制系统主要控制钻头电机、冷却泵电机、液压泵电机按事先设定的顺序起停，按设定的时间运转，同时当系统温度超过设定值时产生报警．针对挖掘机的工作特点，提出了一种用ＦＸ２Ｎ系列ＰＬＣ改进其电气控制系统的方法．分析了电气系统的控制要求，给出了系统的硬件、软件设计方法．关键词：挖掘机；电气控制；硬件设计：系统程序中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1673-260X （2009）10-0122-02 输入设备端口号输出设备端口号手动／自动SA XO 急停控制YO 急停SBl Xl 蜂鸣器控制Y1蜂鸣器控制SB2X2冷却泵电机控制Y2冷却泵启动SB3X3 液压泵电机控制 Y3 冷却泵停止SB4X4钻头电机控制Y4液压泵启动SB5X5钻头电机启动 Y6 液压泵停止SB6X6钻头电机三角运行Y5钻头启动SB7X7闪烁报警 Y7 钻头停止SB8钻头过载FR1 X10X11 122--

挖掘机力士乐液压系统分析解读

挖掘机力士乐液压系统分析 [主要内容] 介绍了力士乐闭中心负载敏感压力补偿挖掘机液压系统组成及其工作原理、特性。重点分析了多路阀液压系统、液压泵控制系统、各主要液压作用元件液压回路及多路阀先导操纵系统等。目前液压挖掘机有两种油路: 开中心直通回油六通阀系统和闭中心负载敏感压力补偿系统, 我国国产液压挖掘机大多采用“开中心”系统, 而国外著名的挖掘机厂家基本上都采用“闭中心”系统。闭中心具有明显的优点, 但价格较贵。国内厂家对开中心系统比较熟悉, 而对闭中心系统不太了解,因此有必要来介绍一下闭中心系统, 本文重点分析力士乐闭中心负载敏感压力补偿(LUDV) 挖掘机油路。 LUDV意为与负载无关的分配阀。 LUDV系统力士乐挖掘机液压系统可以看作由以下4 部分组成: ①多路阀液压系统(主油路) ; ②液压泵控制液压系统(包括与发动机综合控制) ; ③各液压作用元件液压子系统, 包括动臂、斗杆、铲斗、回转和行走液压系统, 还包括附属装置液压系统; ④多路阀操纵和控制液压系统。

1 多路阀液压系统多路阀液压系统是液压挖掘机的主油路, 它确定了液压泵如何向各液压作用元件的供油方式, 决定了液压挖掘机的工作特性。力士乐采用的闭中位负载敏感压力补偿多路阀液压系统的工作原理见图1 (因换向阀不影响原理分析, 故未画出) 。图1 挖掘机力士乐主油路简图挖掘机力士乐主油路由工装油路和回转油路二个负载敏感压力补偿系统组成。 1.1 工装油路工作装置和行走油路(除回转外) 简称工装油路,用阀后补偿分流比负载敏感压力补偿(LUDV)系统, 具有抗饱和功能。在每个操纵阀阀杆节流口后, 设压力补偿阀, 然后通过方向阀向各液压作用元件供油。LUDV 多路阀原理符号见图2 。

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112K l =。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围选择。—般当K 1＞2时(有的反铲取K 1＞3)称为长动臂短斗杆方案，当K 1＜1.5时属于短动比长斗杆力案。K 1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算： 2 1(2sin 2)2 s q R B K ??= - (4.1) 式中： s K ——土壤松散系数。（取 1.25s K = ）一般取: (4.2) R 的取值围： (4.3) 式中： q ——铲斗容量，3m ； B ——铲斗平均宽度，m 。可根据表4-3根据斗容选取B 值。根据式（4.1）可得 φ值

挖掘机电气控制系统

挖掘机电气控制系统本篇将以SY2XXC5挖掘机为例讲述挖掘机的电气系统基本原理、基本构造、操作说明、故障分析。一、概述机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转，这是挖掘机技术的又一次飞跃。作为项目机械主导产品的液压挖掘机，在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上。液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件<液压缸、液压马达）的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器EC-7，EC-7控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。 <一）电气控制系统具有以下功能： 1：控制功能：负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。 2：检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、蜂鸣器、熔断器和触摸屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。 3：照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。 4：其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。 <三）系统组成及原理 SY2XXC5挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。 2.1 电源部分系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源，由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。 1)蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联。

课程设计

1）案例背景：该工程为某国道的一部分，简称XX改建一级公路，编制桩号为K0+000～K5+000。该路为不中断交通施工，高峰交通量为8000次，平均交通量近6000次。 2）编制依据（1）属性表数据： ①工程所在地：山东省德州市。 ②取费标准：交通部部颁费率标准（JTG B06—2007）。 ③工程标准：路面改建工程，一级公路。 ④工程规模：全长5km（编制范围：K0+000～K5+000）。 ⑤利润7%，税率3.41%。 ⑥地形：平原微丘区，行车干扰5000次以上。 ⑦计列的其他工程费和间接费有：行车干扰工程增加费、施工标准化与安全措施费、临时设施费、施工辅助费、职工探亲费、职工取暖费、企业管理费基本费用、财务费用。（2）第二部分费用不计。（3）第三部分费用按下列参数计算： ①建设单位管理费按累进费率计算，工程监理费按建安费的2.5%计算。 ②施工期一年以内，不计造价价差预备费。 ③基本预备费：按直接费和间接费之和的3%计（预算系数包干）。 ④青苗补偿按30×4000=120000元（亩×单价）计算。（4）工料机单价：人工单价46.06元/工日；砂、碎石采用计算单价：原价分别为65.0元/m3、45.0元/m3，运距15km，运费1.2元/t·km，毛重系数均为1.5吨/m3，装卸费单价3.0元/吨.次，装卸一次；其他材料采用部颁定额单价。不计车船使用费。机械台班单价取用《公路工程机械台班费用定额》（JTG/T B06-03-2007）中的定额基价。

一、建筑安装工程费计算（一）、直接费计算 1.人工费计算 1.1厂拌水泥稳定碎石底基层（厚200mm（水泥含量5%）一层铺筑）拌和：工程量Q=328992m3 定额2-1-7-5 厂拌水泥稳定碎石基层厚15cm 单位1000㎡人工2.8 劳动量D=(328992/1000)*2.8=921.17 运输：工程量Q=65952m3 定额2-1-8-21 15t以内自卸汽车运第1km 单位1000m3人工5.90 劳动量D=(65952/1000)*5.90=389.12 摊铺：工程量Q=328992m3定额2-1-9-11 12.5m以内摊铺机摊铺单位1000㎡人工0.18 劳动量D=328992/1000*0.18 =59.22 拌和站安拆：工程量Q=0.369m3 定额2-1-10-3 水泥稳定土拌和站安拆单位1座人工868.3 劳动量 D=0.369/1000*=0.32 人工费=(921.17+389.12+59.22+0.32)*46.06=63094.37元 1.2厂拌水泥稳定碎石基层（厚360mm（水泥含量5%）分两层铺筑）拌和：工程量Q=312096m3 定额2-1-7-5 厂拌水泥稳定碎石基层厚15cm 单位1000㎡人工2.8 劳动量D=873.87 运输：工程量Q=112355m3 定额2-1-8-21 15t以内自卸汽车运第1km 单位1000m3人工5.90 劳动量D=662.89 摊铺：工程量Q=312096m3定额2-1-9-11 12.5m以内摊铺机摊铺单位1000㎡人工0.18 劳动量D=56.17 拌和站安拆：工程量Q=0.631m3 定额2-1-10-3 水泥稳定土拌和站安拆单位1座人工868.3 劳动量D=0.55 人工费=（873.87+662.89+56.17+0.55 ）*46.06=73395.69元

挖掘机节能液压控制系统分析与应用解读

挖掘机节能液压控制系统分析与应用? 李艳杰 1,2于安才 2姜继海 2 (1. 沈阳理工大学机械工程学院沈阳 110159; 2. 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨 150001 摘要 :深入分析了现代液压挖掘机中三种主流的节能液压系统——负流量控制、正流量控制和负载敏感系统的基本工作原理, 重点分析了它们在不同系列挖掘机中的应用;介绍了两种新型挖掘机液压系统的基本原理;分析表明三种典型挖掘节能液压系统都具有一定的节能效果,但工作原理各有不同;新型的挖掘机液压系统虽然还在研发阶段,但具有更好的节能效果及应用前景。关键词:液压挖掘机负流量控制正流量控制负载敏感系统中图分类号 TU621 Analyses and Application of Energy-Saving Hydraulic Control System of Excavator LI Yan-jie1,2YU an-cai2JIANG Ji-hai2 (1. School of Mechanical Engineering, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159; 2. School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001 Abstract : Negative flow control, positive flow control and load sensing are the general energy-saving hydraulic systems of modern hydraulic excavator. The basic principles of the three typical hydraulic control systems were analyzed deeply. Their application in different kind of excavators is mainly analyzed. The principles of two new

挖掘机工作装置

机械原理设计任务书学生姓名朱班级学号20127462 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。反铲装置作为单斗挖掘机工作装置的一种主要形式，在工程实践中占有重要地位。反铲装置的各组成部分有各种不同的外形，要根据设计要求选用适合的结构并对其作运动分析。然后，在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算，确定各机构尺寸参数，确定挖掘机反铲装置的基本轮廓。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。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； 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。 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

液压传动课程设计

液压传动课程设计说明书设计题目：半自动液压专用铣床液压系统工程技术系机械设计制造及其自动化4班设计者指导教师 2016 年12 月1 日

摘要液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以半自动液压专用铣床液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。设计一台多用途大台面液压机液压系统，适用于可塑材料的压制工艺，如冲压、弯曲翻边、落板拉伸等。要求该机的控制方式：用按钮集中控制，可实现调整，手动和半自动，自动控制。要求该机的工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺要求进行调整。主缸工作循环为：快降、工作行程、保压、回程、空悬。顶出缸工作循环为：顶出、顶出回程（或浮动压边）。关键字：液压; 快进; 工进; 快退

前言本课程是机械设计制造及其自动化专业的主要专业基础课和必修课，是在完成《液压与气压传动》课程理论教学以后所进行的重要实践教学环节。本课程的学习目的在于使学生综合运用《液压与气压传动》课程及其它先修课程的理论知识和生产实际知识，进行液压传动的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。 (1) 液压传动课程设计是一项全面的设计训练，它不仅可以巩固所学的理论知识，也可以为以后的设计工作打好基础。在设计过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精。 (2) 液压传动课程设计应在教师指导下独立完成。教师的指导作用是指明设计思路，启发学生独立思考，解答疑难问题，按设计进度进行阶段审查，学生必须发挥主观能动性，积极思考问题，而不应被动地依赖教师查资料、给数据、定方案。

课程设计例题

2. 液压系统设计计算举例液压系统设计计算是液压传动课程设计的主要内容，包括明确设计要求进行工况分析、确定液压系统主要参数、拟定液压系统原理图、计算和选择液压件以及验算液压系统性能等。现以一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台液压系统为例，介绍液压系统的设计计算方法。 2.1 设计要求及工况分析 1．设计要求要求设计的动力滑台实现的工作循环是：快进工进快退停止。主要性能参数与性能要求如下：切削阻力F L =30468N ；运动部件所受重力G =9800N ；快进、快退速度υ1= υ3=0.1m/s ，工进速度υ2=0.88×10-3m/s ；快进行程L 1=100mm ，工进行程L 2=50mm ；往复运动的加速时间Δt =0.2s ；动力滑台采用平导轨，静摩擦系数μs =0.2，动摩擦系数μd =0.1。液压系统执行元件选为液压缸。 2．负载与运动分析 (1) 工作负载工作负载即为切削阻力F L =30468N 。 (2) 摩擦负载摩擦负载即为导轨的摩擦阻力：静摩擦阻力 N 196098002.0s fs =?==G F μ 动摩擦阻力 N 98098001.0d fd =?==G F μ (3) 惯性负载 N 500N 2 .01.08 .99800i =?=??= t g G F υ (4) 运动时间快进 s 1s 1.010 1003 1 1 1=?= = -υL t 工进 s 8.56s 10 88.010 50332 2 2=??= = --υL t 快退 s 5.1s 1 .010 )50100(3 3 2 13=?+= += -υL L t 设液压缸的机械效率ηcm =0.9，得出液压缸在各工作阶段的负载和推力，如表1所列。表1液压缸各阶段的负载和推力

挖掘机基本构造及工作原理

第一部分：挖掘机第一章挖掘机的基本构造及工作原理第一节概述一、单斗液压挖掘机的总体结构单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。

常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成工作装置、上部转台和行走机构等三部分。工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路上部转台——①发动机、② 减震器主泵、③主阀、④驾驶室、⑤回转机构、⑥回转支承、⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11 控制油路、○12电器部件、○13 配重行走机构——①履带架、② 履带、③引导轮、④支重轮、 ⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧装置挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达 +减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回转运动、整机的行走运动。二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下１）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履带——实现行走２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动

露天开采课程设计完美版

目录 1.1确定露天开采境界的原则和因素 (2) 1.1.1露天开采境界确定的原则 (2) 1.1.2影响露天开采境界的主要因素 (3) 1.2露天开采境界主要参数的确定 (3) 1.2.3开采深度的确定 (3) 1.2.2最小底宽 (3) 1.2.3露天矿台阶要素与最终边坡角验算 (4) 1.2.4绘制露天矿底部周界 (4) 1.2.6绘制露天矿开采终了平面图 (4) 2、露天开拓方法设计 (5) 2.1矿床露天开拓的影响因素 (5) 2.2矿床开拓方案的确定 (5) 2.2.1选择开拓方案的原则 (5) 2.2.2 矿床开拓方案的确定 (5) 2.3.1出入沟的布置 (5) 3、露天矿主要开采工艺设计 (6) 3.1穿孔工作 (6) 3.1.1穿孔设备选择 (6) 3.1.2穿孔设备数量计算 (6) 3.2爆破工作 (7) 3.2.1爆破材料 (8) 3.2.2爆破方法选择 (8) 3.2.3钻孔形式和布孔方式 (8) 3.2.4爆破参数的确定 (8) 3.2.5装药、填塞、起爆方法 (10) 3.2.6爆破网路设计 (11) 3.2.7一次爆破量的确定 (12) 3.3采装工作 (13) 3.3.1 电铲及运输设备类型的选择 (13) 3.3.2挖掘机数量确定 (13) 3.4采装工作面参数及工作平盘的配线方式 (14) 3.4.1台阶高度 (14) 3.4.2采区长度 (14) 3.4.3采掘带宽度bc (15) 3.4.4最小工作平盘宽度及工作平盘宽度 (15) 3.4.5平盘配线方式 (15) 参考文献 (15)

1、露天开采境界的确定 1.1确定露天开采境界的原则和因素 1.1.1露天开采境界确定的原则露天开采境界确定的原则有以下几点： (1).圈定的露天开采境界要保证露天采场内采出的矿石有盈利，即采用的境界剥采比不大于经济合理剥采比； (2).要充分利用资源，尽可能把较多的矿石圈定在露天开采境界内，发挥露天开采的优越性； (3).所圈定的露天采矿场的帮坡应等于露天边坡稳定所允许的角度，以保证露天采矿场的安全生产； (4).用经济合理剥采比圈定的露天开采范围很大，服务年限太长时，应按矿山一般服务年限确定初期露天开采的深度； (5).下列情况可适当扩大露天开采境界：按境界剥采比不大于经济合理剥采比圈定露天开采境界后，境界外余下的工业矿量不多，经济上不宜再用地下开采；矿石和围岩稳固性差，水文地质条件复杂，水量大，矿石和围岩有自燃危险等，在安全上和技术上不适合于地下开采； (6).下列情况可适当缩小露天开采境界开采境界边缘附近有重要建筑物、构筑物、河流和铁路干线等需要保护或难于迁移至露天采场影响范围之外； (7).当矿体极不规则，沿倾向厚度变化大，矿体上部覆盖层较厚或地形复杂(如境界内有孤立山头等)时，用境界剥采比不大于经济合理剥采比初步确定境界后，再用平

挖掘机工作装置轨迹控制

专题综述挖掘机工作装置轨迹控制同济大学黄宗益　王　康　杨劲松 1　概述液压挖掘机是通用性机械,具有很多自由度,完成多种作业:掘削、装载、整地、起重和搬运等。这些作业往往需要复合操作,要求对工作装置的运动进行控制,使铲斗按要求的轨迹进行作业。例如:倾斜面切削加工、土坡夯实、压实摊平、地面平整、垂直面修正、掘沟槽和基坑等。要高效率和高质量地完成这些作业,司机需要有很高超的技巧。例如水平面和垂直面的精整作业,要求司机对动臂、斗柄和铲斗三个操纵手柄联动操作,进行巧妙配合才能完成。对司机来说,不仅要有高度操作技术,而且要注意力高度集中,因此司机的生理和心理负担都很重,很容易产生疲劳,为了解决这些问题,必须对工作装置的运动进行电子控制。目前在挖掘机上采用以下工作装置运动控制: (1)直线自动掘削 1)平整土地、修坡。一般由斗柄和动臂同时动作来进行直线切削,如图1(a)所示。 2)坡道压实摊平。一般由动臂、斗柄和铲斗三者同时动作来实现,如图1(b)所示。其平面切削的角度范围可以±90°,作业精度以掘削精度长度比(即掘削偏差与掘削长度之比)来衡量,大约±014%左右,即5m掘削长度时掘削偏差为±20mm,如图1(c)所示。 (2)装载作业控制在铲装过程中需保持铲斗合适的切削轨迹,动臂举升过程中要保持斗倾角一定,以防铲斗中土撒落,卸土后要自动复归到新掘削的适当位置。这些都需通过电子控制,对动臂、斗柄和铲斗进行连动控制。 (3)作业空间设定近年来城市的市政工程建设在不断增加,为了使司机在狭窄的场所能安心作业,提高作业效率,保证工地现场的人身安全,避免因碰撞损坏房屋、电线杆、电线以及管道等, 在挖掘机上采用了作业空间设图1　直线自动掘削 (a)直线掘削　(b)压实摊平 (c)加工精度　(d)倾斜修正定控制,控制挖掘深度和举升高度、铲斗倾角和斗尖坐标位置等。这些参数都可以预先设定,当到达设定极限位置时,蜂鸣器响,同时自动限位,停止超越作业空间设定范围的运动。在有些挖掘机上还有数字显示装置,将挖掘深度、斗倾角和斗尖坐标等数值表示出来,让司机了解掌握。简单的深度控制只考虑动臂升降运动而不考虑斗杆运动所引起切削深度的变化,是不精确的;近年来,切削深度控制已把斗杆运动等对切深的影响考虑进去了,如图2(b)所示。深度控制设定有两种方式:绝对深度设定是以

多功能挖掘机工作装置设计开题报告 (87)

毕业设计(论文)开题报告题目：多功能挖掘机工作装置设计

图1 整体式直动臂图2 整体式弯动臂

注：1. 正文：宋体小四号字，行距22磅。 2. 开题报告由各系集中归档保存。参考文献 [1] 任友良.液压挖掘机工作装置结构性能分析[D].杭州:浙江大学,2010:9-22 [2] 康海洋.液压挖掘机动臂结构动态分析[D].长沙:长沙理工大学,2007:6-18 [3] 王建军，冯光金，占必红等.小型挖掘机工作装置三维建模及有限元分析[J].中国工程机械学报，2011，（9） [4] 牛多青，尹成龙，汪振乾等.基于SolidWorks的挖掘机工作装置虚拟设计[J].机械制造， 2007，（45） [5] 周勇，宋春华.国内外液压挖掘机的发展动向[J].矿山机械，2008，（36） [6] 朱建新，邹湘伏，黄志雄.谈国产液压挖掘机未来的发展趋势[J].凿岩机械气动工具， 2003，（3） [7] 何清华，张大庆，郝鹏等.液压挖掘机工作装置仿真研究[J].系统仿真学报，2006，（18） [8] 刘韬，胡军科，谢平.液压挖掘机工作装置结构的优化设计[J].建设机械技术与管理， 2010 [9] 张林艳，邓子龙，张红亮等.挖掘机工作装置虚拟样机的建立与动力学仿真[J].辽宁石油化工大学学报，2008，（28） [10] 张卫国. 液压挖掘机工作装置动力学仿真分析及研究[D].山西：太原理工大学，2010 [11] 郑东京.挖掘机工作装置的有限元分析及其仿真[D].陕西：西北农林科技大学，2011 [12] 陈玉峰.液压挖掘机工作装置运动与动力综合优化研究[D].重庆：重庆大学，2005 [13] 杜文靖，崔国华，刘小光.液压挖掘机工作装置整体集成有限元分析[J].农业机械学报， 2007（38） [14]GU Jun and SEW ARD Derek.Digital Servo Control of a Robotic Excavator[J].CHINESE

挖掘机控制系统.

挖掘机控制系统沈阳航空航天大学摘要：进入21世纪，我们的社会每一天都在进步，大规模土木工程建设越来越多，而挖掘机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。本文主要介绍挖掘机的工作原理，用PLC编程实现下位机控制，分别用手动和自动的设计来模拟实现挖掘机的工作状态，使挖掘机能够完成预先设计好的动作。通过PLC程序编写，I/O分配表和对硬件电路的连接，最后利用组态王6.53对挖掘机控制系统进行模拟调试，采用组态软件建立人机监控界面，从而提高工作效率，节约成本，把人从枯燥的工作中解放出来。关键词：挖掘机；PLC；组态王；手动；自动 1绪论 1.1挖掘机的发展及应用挖掘机作为施工机械中的中流砥柱多年来为施工单位所依赖，挖掘机马力强劲，功能有着较强的不可替代性。尤其是在科学技术突飞猛进的今天，人们对挖掘机的要求越来越高，不仅对其动力系统的要求在提高，在操作的舒适度、能耗和尾气排放上都比原来要求更高了。还好有一直在进步的科技基础作为支撑，使人们对挖掘机的改造和创新进入了一个新的时代。在世界资源严重匮乏、石油天然气价格猛增的今天，对机械设备的动力来源改造越来越多地被提上课题，人们在努力寻找一种可再生的新型能源替代石油天然气等不可再生而且会造成环境污染的能源，于是我们看到了大街上的出租车公交车的动力都由传统的石油燃料转变为电力和其它可再生能源，这样不仅大大提高了能源利用率而且减轻了环境的负担。挖掘机也不例外，国内已经有很多公司注意到了电动挖掘机的商机，开始努力研究并且批量生产以电力为动力来源的挖掘机，在这篇论文中，我们也将对电动挖掘机进行深入的研究和探索。 1.2 挖掘机的现状