工程机械结构件分类
履带式挖掘机结构及原理
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5.5.3、阀
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P2
P1
右行走
直线行走
可选
左行走
铲斗
回转
动臂1
动臂2
斗杆2
斗杆1
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1 2 3 4 5 6 7 8
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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
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
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五、挖掘机分系统简介
5.1 底盘 5.1.1 底盘组成
双泵合流，流量再生功能， 负载保持功能 先导控制
复合动作 双泵分流
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控制阀的具体功能
a. 开中位负流量控制系统；
b. 动臂和斗杆都采用双阀芯控制，阀内合流； c. 直线行走功能；
d. 斗杆阀内流量再生，实现斗杆在轻载荷时快速回收；
e. 在动臂大腔和斗杆小腔设置保持阀，确保整机的安全； f. 可实现复合动作；
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E、行走履带跳节 涨紧装置在行走时起到缓冲外界压力和保护行走机构、防止履 带脱出的作用。 涨紧装置在行走及转向时被外力积压、外力消失后不能立即恢 复原状，行走一段距离后突然弹出，造成了跳节现象的产生。 行走履带跳节会对行走个部件造成异常磨损。 处理：更换涨紧装置
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工程机械设计专业知识点
工程机械设计专业知识点工程机械设计是一门专业技术，需要掌握一系列的知识点。
本文将介绍几个重要的工程机械设计知识点，包括工作原理、设计要素、常用材料等。
一、工作原理1.1 液压传动原理：液压传动是工程机械设计中常用的一种传动方式。
它通过利用液体介质传递力和能量，实现机械部件的运动。
液压传动具有传动效率高、传动力矩大、传动平稳等优点，在工程机械中得到广泛应用。
1.2 机械传动原理：机械传动是指利用机械传动元件（如齿轮、皮带、链条等）传递力和能量，实现机械部件的运动。
工程机械设计中，齿轮传动和皮带传动是常用的机械传动方式。
二、设计要素2.1 结构设计：工程机械设计需要考虑结构的合理性和稳定性。
结构设计包括机身结构、传动结构、液压系统等。
合理的结构设计可以提高机械的性能和使用寿命。
2.2 材料选择：工程机械设计中，材料的选择直接影响到机械的强度和耐久性。
常用的工程机械材料包括钢材、铝合金等。
根据机械的使用环境和工作条件，选择合适的材料非常重要。
2.3 机械系统设计：工程机械通常由多个机械系统组成，如液压系统、传动系统、控制系统等。
在设计过程中，需要考虑各个系统的协调性和稳定性，确保机械的正常运行。
三、常用材料3.1 钢材：钢材是工程机械设计中最常用的材料之一。
它具有高强度、高韧性和耐磨性等优点，适用于制造机械的承载部件。
3.2 铝合金：铝合金具有较高的强度和轻量化的特点，适用于制造机械的外壳和结构件。
3.3 铸铁：铸铁是一种具有良好的耐磨性和耐腐蚀性的材料，常用于工程机械的零件制造。
四、工程机械设计案例4.1 挖掘机设计：挖掘机是一种常见的工程机械，它通过液压系统驱动臂、斗杆和斗进行工作。
在设计过程中，需要考虑挖掘机的结构稳定性和工作效率，确保其在各种工况下都能正常运行。
4.2 起重机设计：起重机是用于起吊重物的机械设备。
在设计过程中，需要考虑起重机的承载能力、稳定性和安全性，确保其能够安全可靠地使用。
挖掘机的基本结构及功能介绍
挖掘机的基本结构及功能介绍挖掘机，又称为挖土机，是一种用于挖掘和运输土壤、矿石和其他材料的工程机械。
它广泛应用于建筑、矿山、道路施工、农田和水利工程等领域。
本文将介绍挖掘机的基本结构和主要功能。
一、挖掘机的基本结构1. 主机构：挖掘机的主要部分由驾驶室、发动机、液压系统、电气系统和运转机构组成。
驾驶室为操作员提供舒适的工作环境，发动机提供动力，液压系统控制机器的运动，电气系统则控制挖掘机的各项功能。
2. 斗杆：斗杆是挖掘机上的一根长杆，用于支撑斗杆缸和斗杆的伸缩。
它负责挖掘和加油斗两个主要功能。
3. 斗杆缸和斗杆：斗杆缸与斗杆相连，用于控制斗杆的上下运动，实现挖掘和装载的动作。
4. 斗：斗是挖掘机上的主要工作器具，用于挖掘土壤和材料，并将其装入运输车辆或堆放在其他地方。
斗的类型根据具体施工需求的不同，包括块状斗、臂状斗和抓斗等。
5. 行走机构：挖掘机通常装备有钢质履带，用于支撑和移动挖掘机。
行走机构还包括行走马达、驱动链轮和履带导轨等。
6. 车体：车体是挖掘机的基本部件，它承载着各种部件并提供稳定的工作平台。
在车体上还装设有顶棚和防护装置，以保护操作员的安全。
二、挖掘机的主要功能1. 挖掘：挖掘是挖掘机的基本功能之一。
挖掘机可以通过斗杆和斗杆缸的组合来实现挖掘土壤、矿石和其他材料的目的。
它广泛应用于土地平整、基础开挖、矿石采矿等工程领域。
2. 装载：挖掘机还可以进行装载操作，将挖掘的土壤、矿石和其他材料装入运输车辆或堆放在其他地方。
这种功能在建筑工地、城市道路施工和矿山中特别重要。
3. 切割：挖掘机还可以通过特殊的切割工具，如破碎锤或切割夹具，进行切割作业。
这种功能在拆除建筑物、破碎岩石和切断金属结构方面得到广泛应用。
4. 平整：挖掘机还可以通过斗的操作实现地面的平整。
这在道路施工和土地整理等工程中非常重要。
5. 铲运：挖掘机还可以通过更换工作装置，如铲斗或抓斗，进行铲运作业。
这种功能在农田、仓库和港口等场所具有重要的应用价值。
钢铁产品在工程机械领域的应用有哪些
钢铁产品在工程机械领域的应用有哪些在当今的工业生产和建设中，工程机械扮演着至关重要的角色，从大型的建筑施工到矿山开采，从道路建设到港口装卸，无一能离开工程机械的有力支持。
而钢铁产品，作为工程机械制造中不可或缺的材料，其应用广泛且多样。
首先，我们来谈谈结构件。
在工程机械中，如起重机、挖掘机的车架、臂架等，都属于结构件的范畴。
这些部件需要承受巨大的载荷和复杂的应力，因此对钢铁的强度和韧性有很高的要求。
一般会采用高强度低合金结构钢，如 Q345、Q390 等。
这类钢材经过特殊的轧制和热处理工艺，具有良好的综合机械性能，能够保证结构件在工作过程中的稳定性和可靠性。
再看传动部件，像齿轮、传动轴等。
它们在工程机械的动力传递中起着关键作用，需要具备较高的硬度和耐磨性。
通常会选用渗碳钢，如 20CrMnTi 等。
通过渗碳处理，钢材表面能够获得高硬度和高耐磨性，而芯部则保持较好的韧性，从而有效地延长传动部件的使用寿命。
在工程机械的行走系统中，钢铁产品同样不可或缺。
例如履带板，由于要在恶劣的工况下与地面摩擦，需要具备出色的耐磨性和抗冲击性。
高锰钢就是一种常用的材料，其典型牌号为 ZGMn13。
在受到冲击和磨损时，高锰钢表面会产生加工硬化，从而大大提高其耐磨性。
另外，工程机械中的液压系统也离不开钢铁。
液压油缸的缸筒和活塞杆通常采用优质碳素结构钢，如 45 钢。
这些钢材经过精密加工和表面处理，能够保证液压系统在高压下的密封性和稳定性。
还有各类连接件，如螺栓、螺母等。
它们虽然看似不起眼，但却对工程机械的整体性能有着重要影响。
一般会使用高强度螺栓钢，如 109 级和 129 级的高强度螺栓，以确保连接的可靠性和安全性。
除了上述常见的应用，钢铁产品在工程机械的制造中还有一些特殊的用途。
例如，在一些需要耐高温、耐腐蚀的环境中，会使用不锈钢或耐热钢。
在一些对重量有严格要求的场合，如航空航天领域的工程机械，可能会采用高强度铝合金或钛合金与钢铁相结合的结构，以在保证强度的前提下减轻重量。
工程机械常用材料的性能分析
工程机械常用材料的性能分析挖掘机和装载机的铲斗刀板在挖掘或装载作业中直接与物料接触，主要承受摩擦力及冲击力的共同作用，结果产生磨损。
因而要求刀板材料既要有较高的强度、韧性和耐磨性，从装配要求来看，还要有较好的可焊性。
１材料种类国内外装载机、挖掘机铲斗主刀板、侧板所用材料种类较多，主要有合金铸钢ＺＧ２５ＣｒＭｎＭｏ（２５ХГＭ）、低合金结构钢Ｑ３４５－Ｂ、１６Ｍｎ（ＳＨＴ４９０）、高强度结构钢ＷＨ６０、ＨＱ６０Ａ（ＫＷＦ５８Ｈ）、优质碳素钢５０Ｍｎ、合金结构钢３５Ｍｎ２（ＳＭｎ４３３Ｈ－１）及２０Ｍｎ２Ｂ（ＨＡＲＤＯＸ４００）等，括弧内所列为相当的国外钢号。
它们的化学成分及力学性能如表１所列。
２材料性能分析２．１材料的焊接性能通常，在实际生产中都用碳当量（Ｃｅｑ）值的大小来评估焊接性能的好坏。
根据碳当量公式Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ/６＋Ｎｉ＋Ｃｕ/１５＋Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｖ/５可计算出各材料的碳当量，如表１所示。
根据表１中各材料的碳当量，可以看出除１６Ｍｎ外其它钢种的焊接性能都较差，相对而言其中焊接性能最好的是ＳＨＴ４９０、Ｑ３４５－Ｂ，较好的是２０Ｍｎ２Ｂ、ＨＡＲＤＯＸ４００，其次的是１５ＣｒＭｎ、ＬＨ６９０、ＷＨ６０、ＨＱ６０Ａ、ＫＷＦ５８Ｈ、ＺＧ２５ＣｒＭｎＭｏ，焊接时均需预热；焊接性能一般的是３５Ｍｎ２、ＳＭｎ４３３Ｈ－１，焊前需进行预热，焊接性能较差的是５０Ｍｎ、ＳＣＭｎＭｏＨ，具有过热敏感性，容易产生裂纹和脆裂。
２．２材料的综合力学性能分析从各材料的抗拉强度可以看出在上述材料中以ＨＡＲＤＯＸ４００、２０Ｍｎ２Ｂ等的σｂ、σｓ性能最好，而从化学成份分析，含碳、锰量低，金属组织硬度低，不耐磨，２０Ｍｎ２Ｂ需经表面渗碳淬火处理来提高表面硬度，但渗层薄，不能做长期耐磨零件。
SMn433H-1、35Mn2具有一定的耐磨性及韧性，缺点是焊接性能较差，对焊接工艺要求严格，有一定的焊接难度。
50Mn钢，碳、锰含量较高，有较高的强度和一定的硬度及一定的耐磨性，缺点是焊接时有冷裂倾向，焊接性能很差。
工程机械10石方工程机械课件
检查铲斗、动臂、斗杆等部件是否正常，检查液压油缸是否漏油， 检查工作装置的连接部件是否松动。
装载机常见故障及排除方法
装载机发动机故障
01
检查燃油是否清洁，检查空气滤清器是否堵塞，检查发动机点
火系统是否正常。
装载机传动系统故障
02
检查传动轴、传动齿轮、轴承等部件是否正常，检查润滑油是
了解作业环境
对作业场地进行实地考察，了 解地形、石方分布等情况。
配备合格操作人员
确保操作人员经过专业培训， 熟悉机械操作和安全规程。
安全防护措施
配备必要的安全帽、手套、护 目镜等个人防护用品。
操作中的注意事项
遵守安全操作规程
严格按照机械操作规程进行作业，避免违规 操作。
注意观察作业环境变化
实时监测作业环境，如发现异常情况，立即 停止作业并采取相应措施。
分类
根据功能和应用场景，石方工程 机械可分为挖掘机械、破碎机械 、装载机械等。
石方工程机械的应用领域
矿山开采
石方工程机械在矿山开 采中发挥着重要作用， 主要用于矿石的挖掘、
破碎和装载。
道路建设
在道路建设中，石方工 程机械主要用于路基填 筑、路面破碎、挖掘沟
槽等作业。
水利工程
在水利工程中，石方工 程机械主要用于坝体填 筑、挖掘沟渠等作业。
挖掘机的工作原理是利用铲斗挖掘土 壤、石块和煤炭等物料，然后将这些 物料装入运输车辆，以完成挖掘作业。
挖掘机主要由动力装置、工作装置、 回转机构、操纵机构、传动系统、行 走机构和辅助设备组成。
挖掘机的操作需要熟练的技能和经验， 以确保安全、高效地完成作业。
装载机
装载机是一种广泛用于土石方施工的工 程机械。
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
工程机械总体介绍
工程机械的起源
工具→工作装置
劳动者→车辆（底盘）
工程机械的起源 车辆+工作装置=工程机械
+
汽车底盘 混凝土搅拌车 搅拌筒
工程机械的起源
车辆的主要功能： 前进、倒退 → 传动系统 转向 → 转向系统 制动 → 制动系统 安装承重 → 上下车架等结构件
车辆的主要功能
减速增扭功能（减速：传动比≥1） 换挡功能（前进挡、倒退挡） 制动功能（行驶时制动、停车后制动） 转向功能（左右轮胎差速） 主要由包括柴油机、液力变矩器（或离合器）、变 速箱（机械式换挡、动力换挡）、传动轴及前后驱 动桥及制动器等组成
轮胎
低速大扭矩马达 液压胶管 柴油机（动力源） 液压泵 控制阀
操纵系统
操纵系统 工作装置液压系统 变速换挡操纵系统 转向系统 制动系统 电器设备等
4.传动系统主要部件
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 柴油机 离合器 液力变矩器 变速箱 传动轴 驱动桥
4.1 柴油机
采用柴油机作为动力： 增大扭矩，发挥较大牵 引力 增压柴油机 潍柴：WD615系列 上柴：C6121、D6114 与双变总成结合; 在异常恶劣工况下， 工作自如，发挥最大 工作效率;
工程机械的起源
工作装置主要功能： 动作（油缸直线伸或缩；液压马达旋转） → 操作控制系统 停止
液压油缸 液压马达
工作装置液压系统的主要组成
液压油泵（动力元件） 控制阀（控制元件）
液压胶管
液压油（介质）
液压油箱（辅助元件）
液压油缸（执行元件）
工作装置：往复直线运动产生推力
装载机
工作装置：旋转驱动产生切削力
组成： 液力变矩器主要由泵轮、涡轮、导轮和变矩器外壳等部件组成。 泵轮连接柴油机；涡轮连接变速箱；导轮改变油液冲击方向。
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工程机械结构件分类
一、支撑结构件
支撑结构件是工程机械中起到支撑作用的零部件，用于支撑整个机械
的重量，并保证机械的稳定性。
常见的支撑结构件有底座、托板、支架等。
底座是机械设备的基础，一般由铸铁、钢板等材料制成，具有足够的强度
和刚度，能够承受机械的重量和工作负荷。
二、传动结构件
传动结构件是用于将动力从一个地方传递到另一个地方，使机械设备
得以正常运转的零部件。
常见的传动结构件有轴、齿轮、齿条等。
轴是传
递动力和承载力的重要零件，通常由金属材料制成，能够承受一定的转矩
和力。
齿轮是常见的传动结构件之一，通过齿的啮合，实现轴间的转动传动。
齿条则是常见的线性传动结构件，通过齿轮和齿条的啮合，将回转运
动转化为直线运动。
三、定位结构件
定位结构件是用于确保机械设备在运动过程中的相对位置和相对运动
方向的零部件，能够使各个零部件按照设计要求准确地定位。
常见的定位
结构件有销轴、销销、销销凸缘、销销孔等。
销轴是通过销销的固定来实
现部件之间的相对定位，在机械设备中应用广泛。
销销是将两个相对运动
的部件定位连接在一起的定位结构件，可以使部件在运动过程中相对位置
保持不变。
四、连接结构件
连接结构件是用于连接机械设备中的各个部件，使其构成一个整体的
零部件，能够承受外力和内力的作用。
常见的连接结构件有螺栓、螺母、
销销等。
螺栓是一种常用的连接件，通过对接部件进行紧固，使之可以承
受一定的拉力。
螺母是与螺栓配合使用的零部件，能够使螺栓与固定件连
接在一起，实现部件之间的连接。
以上是工程机械结构件的一些分类，这些不同类型的结构件相互配合，使机械设备能够正常运行，并完成各种工作任务。
在工程机械的设计和制
造过程中，需要根据具体的工作要求选择合适的结构件，并合理设计其结
构和布局，以保证机械设备的性能和可靠性。