挖掘机工作装置的优化设计与分析
浅谈挖掘机工作装置轻量化设计
机械与设备2016年05期︱329︱浅谈挖掘机工作装置轻量化设计陈飞虎广西玉柴重工有限公司，广西 玉林 537005摘要：在现今大型技术发展的过程中，大型挖掘机的工作装置由于生产生活的需要，其内部装置也发生了重要的变化。
纵观现今国内大型履带装置的挖掘机还是非常少的，而且这种反铲液压挖掘机工作装置质量占整机质量是非常大的。
所以，挖掘机工作装置的轻量化将成为重要的生产方向。
此篇论文写作的关键是对挖掘机工作装置的轻量化设计的要点进行简要的分析。
关键词：挖掘机；工作装置；轻量化中图分类号：TU621 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）05-0329-01据相关研究调查报告显示，目前在我国超过200t 的大型挖掘机是非常少的，而在这种大型挖掘机中，装置机的占据有很大的成分，这在一定程度上造成了资源和材料的严重浪费。
在今后的生产生活中，由于市场经济发展的特殊性，在长期发展的过程中，大型反铲式液压挖掘机重型装置的变化是必然的，所以对其工作装置的轻量化设计是必须的，这样一方面能够适应现代可持续发展的需要，另一方面能够大大的提高挖掘机在生产工作中的性能。
下面，笔者将从具体的方面对大型挖掘机工作装置的轻量化设计要点进行简要的论述。
1 大型挖掘机工作装置轻量化设计的发展现状 在现今的生产生活中，最常见的是大型液压挖掘机，这种生产机械主要用于土石方工程工作中，大型挖掘机的生产使用能够实现作业时的通用化、标准化，面对工业生产的需要，大型液压挖掘机的出现便是应运而生。
大型液压式挖掘机与传统小型的挖掘机相比不仅仅是外观和重量上的不同，更重要的是其内部生产结构的变化。
面对现今生产工作中，由于可持续发展战略目标的提出，对于生产生活中资源节约和生产材料的节约已经形成了一种隐形的要求。
生产制造商在工作中无疑将节约资源、降低能耗作为生产的主要目标之一，在注重经济效益的同时也非常注重社会效益。
所以，面对这一发展背景，大型挖掘机工作装置的轻量化设计已经成为必然的发展方向，工作装置的轻量化设计是在原设计基础上进行合理的改造，生产数结构上进步、性能稳定，同时对资源和材料的浪费降低也是非常重要的。
《2024年液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》范文
《液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》篇一一、引言随着工程机械技术的不断进步，液压挖掘机已经成为现代工程施工中不可或缺的重要设备。
液压挖掘机以其高效率、大功率及灵活的操作方式，在建筑、采矿、道路建设等工程领域中得到了广泛应用。
液压挖掘机的工作性能及工作效率在很大程度上取决于其工作装置与液压系统的设计。
因此，对液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、液压挖掘机工作装置设计液压挖掘机的工作装置主要包括动臂、斗杆和铲斗等部分，其设计直接关系到挖掘机的作业效率和作业质量。
1. 动臂设计：动臂是液压挖掘机的主要承重部件之一，其设计需考虑强度、刚度及重量等因素。
在设计中，应采用合理的截面形状和尺寸，以保证动臂在承受较大载荷时仍能保持足够的强度和刚度。
同时，动臂的设计还需考虑其重量的减轻，以降低整机的能耗。
2. 斗杆设计：斗杆是连接动臂和铲斗的部件，其设计需考虑与动臂和铲斗的配合精度及运动灵活性。
斗杆的设计应保证在各种工况下都能与动臂和铲斗协调工作，以实现高效的挖掘作业。
3. 铲斗设计：铲斗是直接与土壤或其他物料接触的部件，其设计需考虑斗体的形状、容积及开口大小等因素。
合理的铲斗设计可以提高挖掘作业的效率和质量，减少物料遗漏和浪费。
三、液压系统设计液压系统是液压挖掘机的核心部分，其设计直接影响到挖掘机的整体性能。
1. 液压系统组成：液压系统主要由液压泵、液压缸、阀组和控制装置等部分组成。
其中，液压泵提供动力，液压缸实现工作装置的运动，阀组和控制装置则负责控制和调节液压系统的压力、流量和方向。
2. 液压系统设计要点：在液压系统设计中，需考虑系统的稳定性、可靠性和经济性。
首先，要合理选择液压泵的类型和规格，以保证系统具有足够的动力和压力。
其次，要设计合理的阀组和控制装置，以实现对系统压力、流量和方向的精确控制。
此外，还需考虑系统的散热、过滤和防泄漏等问题，以保证系统的稳定性和可靠性。
挖掘装载机工作装置结构设计论文
目录第一部分：系统开发建议书.........................．共5页第二部分：WZ45．40装载工作装置设计.. (40)摘要：第一章：整机概述 (1)第一节：绪论 (1)第二节：国内外发展现状 (2)第三节：挖掘装载机发展特点 (5)第二章：铲斗设计······································．7 第三章：挖掘装载机工作装置结构设计·····················．10一、确定动臂长度、形状与车架的铰接位置 (11)二、连杆机构设计·······································．15三、转斗油缸与摇臂的铰接点以及下拉杆与机架铰接点的确定” (16)四、举升油缸与动臂和机架的铰接点 (17)五、铲斗举升平动分析及最大卸载高度、最小卸载距离的确定.................................................l 8 第四章：工作装置的受力分析...........................．21 第五章：工作装置的运动仿真. (32)第六章：工艺分析.....................................．33 第七章：工作装置的限位机构.............................．35 第八章：设计心得及实习体会............................．37 第九章：附录...........................................．38 第三部分：翻译材料 (13)页系统开发建议书1．产品用途及使用范围：轮式装载机是一种用途广泛的施工机械，广泛应用于建筑公路铁路水电港口矿山及国防工程中，对加快工程建设速度减轻劳动强度提高工程质量降低工程成本都发挥这重要作用。
挖掘机液压系统的优化设计与性能分析
148研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2024.03 (下)1 挖掘机液压系统基本原理和组成结构1.1 液压系统的工作原理挖掘机液压系统是一种基于液压原理实现动力传输和控制的系统。
它利用液体介质（通常是油）作为能量传递媒介，通过液压泵将机械能转化为液压能，并通过液压缸、阀门等液压元件将液压能转换为机械能，实现挖掘机的各项工作功能。
液压系统的基本原理是帕斯卡定律，即在封闭的液压系统中，液体传递的压力作用于液体的各个部分，并且在所有方向上都均匀传递。
根据这一原理，液压系统通过液压泵产生高压油液，将其送入液压缸中，通过液压缸的运动实现机械的起升、伸缩、旋转等动作。
同时，液压系统通过阀门控制油液的流动方向、流量和压力，以实现对挖掘机动作的精确控制。
1.2 液压系统的组成部件1.2.1 液压泵液压泵是液压系统的核心部件，其作用是将机械能挖掘机液压系统的优化设计与性能分析王宗昌（中国铝业广西分公司，广西 百色 531400）摘要：挖掘机液压系统是挖掘机重要的动力传动和控制系统，其优化设计和性能分析对提高挖掘机的工作效率和可靠性具有重要意义。
因此，本文旨在研究挖掘机液压系统的优化设计和性能分析方法，以提高工作效率和节能性，同时，本文的研究成果也将为相关领域的学术研究和工程实践提供有益的参考，推动挖掘机液压技术的进一步发展和应用。
关键词：挖掘机液压系统；优化设计；性能分析中图分类号：TU621 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2024）03（下）-0148-03转化为液压能，通过压力油液的输出实现系统的动力传递。
液压泵通常采用齿轮泵、柱塞泵或叶片泵等类型，根据挖掘机的工作需求和性能要求进行选择。
1.2.2 液压缸液压缸是液压系统的执行部件，它负责将液压能转化为机械能，实现挖掘机的动作功能。
液压缸通常由活塞、缸筒和密封件组成，通过液压系统中的油液压力作用于活塞上，推动活塞的运动，从而带动挖掘机的工作部件完成相应的动作。
液压挖掘机工作装置性能分析及拓扑优化
第35卷第6期滨州学院学报2019年12月Vol.35,No.6Journal of Binzhou University Dec.,2019液压挖掘机工作装置性能分析及拓扑优化郑祥，陈宇，陈亚，从爽，丁文海(巢湖学院机械工程学院，安徽巢湖238000)摘要：工作装置是液压挖掘机中最重要组成部分，其性能直接决定整个挖掘机的性能。
利用Pro/E软件建立工作装置的三维模型，并将模型导入ANSYS软件，对危险工况下工作装置中的动臂及斗杆进行静力分析，求解出危险截面最大应力及最大应变，以有限元分析结果为依据对动臂及斗杆进行拓扑优化，并对优化后的动臂和斗杆进行静力分析及模态分析。
结果表明改进后的动臂和斗杆结构正确并有效，在静强度和刚度及动力特性方面得到提高。
关键词：液压挖掘机工作装置；静力分析;模态分析；拓扑优化中图分类号：TU621文献标识码：A DOI：10.13486/ki.1673-2618.2019.06.013我国的工程机械业正处在飞速发展阶段，受益于整个行业生产技术水平的不断提高以及市场需求的不断扩大,工程机械业在国内和国际市场上发展形势良好。
液压挖掘机械是工程机械的一种主要模式，而液压挖掘机作为最重要的挖掘机械，被广泛运用于房屋建设、桥梁工程、采矿工程、交通运输以及一些其他工程领域。
液压挖掘机工作时，各机构频繁启动、回转、伸臂且进行复杂的复合运动,使液压挖掘机工作装置承受强烈的冲击和振动，这对于挖掘机工作装置的强度、刚度及振动稳定性提出了更高的要求。
本文以挖掘机工作装置为研究对象，对危险工况下工作装置中的动臂进行受力分析，并利用Pro/E 建立三维模型，导入ANSYS软件进行静力分析。
根据静力分析的结果，对工作装置中的动臂及斗杆进行结构优化，并对优化后的动臂和斗杆进行静力分析及模态分析。
1液压挖掘机工作装置静力分析以国产机型为研究原型,动臂的液压缸收缩时，斗杆液压缸作用力最大，铲斗、斗杆的较接处和铲斗的齿尖以及动臂、斗杆的较接处，三个位置在同一条直线上，取此状态为分析工况动臂的重力为^=28.598kN,斗杆的重力为G?=&418kN,铲斗的重力G=3.7kN。
工程机械设计及优化性能分析
工程机械设计及优化性能分析工程机械是指用于土方工程、矿山工程、道路施工等工程领域中的大型机械设备，例如挖掘机、装载机、推土机、压路机等。
这些机械都起到了很重要的作用，在工程建设中具有不可估量的价值。
因此，对于工程机械的设计和性能优化也显得尤为重要。
一、工程机械的设计首先，对于工程机械的设计来说，要考虑到使用环境的复杂性，机械的可靠性应该是设计的首要目标。
例如在露天矿山等环境中，机械要承受亿吨级巨型矿石的重力作用，振动、冲击、腐蚀等严峻的工作环境。
因此，机械的材料强度、尺寸、配置、伺服控制系统以及防护措施等都需要进行合理的设计和选择。
其次，设计者还应该考虑到机械的安全性和实用性。
在保证机械运作的前提下，还应该避免或减小对人员安全的威胁或危害。
例如在夜间作业时，工程机械需要有一定的照明装置，以确保夜间作业的安全性。
此外，设计者还应该注重机械的智能化水平。
将计算机智能系统集成到机械设计中，可以提高机械的智能化、自动化和人机交互性。
例如在控制系统上，应该实现机械的自动控制和人机交互，以提高生产效率和质量。
二、工程机械的性能优化一方面，工程机械的性能优化可以提高机械的生产效率和质量。
另一方面，它也可以延长机械的使用寿命和降低维护成本。
首先，机械的动力系统是决定机械性能的关键，它的性能水平直接影响到机械的运行效率和作业效果。
因此，在动力系统的设计与优化中，要加强对各个子系统如发动机、液压系统、传动系统等的协调和把控，并对其进行合理的整合和协同。
其次，机械的耗能也是机械效率的重要因素。
功率损失大的机械会导致能源浪费和环境污染，所以在设计和使用中要尽量减少机械的功率损耗。
一种有效的方法是通过尽量提高机械的能源利用率和减少机械的能源消耗来降低机械的功率损失。
此外，也可以通过优化机械的控制系统来提高其运行效率。
例如，选择具备按需控制能力的电子控制系统，使机械在工作负荷下能够自适应调节运转，从而降低能耗和提高效率。
总之，工程机械设计及优化性能分析是十分重要的领域，它涉及到机械的可靠性、安全性、智能化水平和动力系统等方面。
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。
液压挖掘机反铲工作装置的优化分析
液压挖掘机反铲工作装置的优化分析摘要：液压挖掘机是重要的工程机械，应用范围广泛，设计要求较高。
掘机的主要工作就是挖掘土壤，其挖掘任务由工作装置来完成，挖掘机一般在户外工作，因此经常面临复杂的工作环境，这就对其液压系统的设计提出了更高的要求。
本文就挖掘机工作装置的液压系统设计展开探讨。
关键词：挖掘机；工作装置；液压系统目前，随着最前沿技术和控制方式的不断改进、革新，液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵等操纵方式逐步取代传统的杠杆操纵，大大提高了生产效率，但由于挖掘机的工作环境复杂多变，需要高性能的液压系统，使得挖掘机在极端情况下保持稳定的工作状态，因此，针对已有的液压装置的缺陷，对挖掘机工作装置的液压系统的工作机理进行研究，进行设计改良，完善作业能力，为实现作业操纵的完全自动化创造基础和前提。
1、典型挖掘机液压系统的基本动作分析(1)挖掘。
通常情况是铲斗液压缸或斗杆液压缸分别进行单独挖掘，或者二者配合进行挖掘，在挖掘过程中主要是铲斗和斗杆有复合动作，必要时配以动臂动作。
(2)满斗举升回转。
挖掘结束后，动臂缸将动臂顶起、满斗提升，同时回转液压马达使转台转向卸土处，此时主要是动臂和回转的复合动作。
动臂举升和回转同时动作时，二者要求在速度上匹配，要求回转到指定卸载位置时，动臂和铲斗自动举升到正确的卸载高度。
由于卸载所需要回转角度不同，随挖掘机相对自卸车的位置而变，因此动臂举升速度和回转速度相对关系应该是可调整的，若卸载回转角度大，应该要求回转速度快些，而动臂举升速度慢些。
(3)卸载。
回转至卸土位置时，转台制动，用斗杆调节卸载半径和卸载高度，用铲斗缸卸载。
为了调整卸载位置，还需要动臂配合动作。
卸载时，主要是斗杆和铲斗复合作用，兼以动臂动作。
(4)空斗返回。
卸载结束后，转台反向回转，同时动臂缸和斗杆缸相互配合动作，把空斗放到新的挖掘点，此时工况是回转、动臂和斗杆复合动作。
由于动臂下降有重力作用，压力低、泵的流量大、下降快，要求回转速度快，因此该工况的供油情况通常是一个泵全部流量供回转，另一泵大部分油供动臂，少部分油经节流供应斗杆。
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挖掘机工作装置的优化设计与分析
随着工程机械的迅猛发展和技术的不断创新，挖掘机作为一种重要的建筑工程
设备，在各个行业中应用广泛。
挖掘机的工作装置是其核心组成部分之一，对于挖掘机的性能和效率起着至关重要的作用。
本文将从挖掘机工作装置的结构、功能以及优化设计三个方面进行探讨，并分析其对挖掘机整体性能的影响。
挖掘机工作装置的结构主要包括臂架、斗杆、斗杆缸和斗杆油缸。
臂架是挖掘
机工作装置的主支架，负责支撑挖掘机的重要零件。
而斗杆则是挖掘机工作装置中的伸缩部分，负责根据需要调整工作范围和深度。
斗杆缸和斗杆油缸是控制斗杆伸缩和旋转的核心液压元件。
这些部件相互配合，构成了挖掘机工作装置的完整结构。
挖掘机工作装置的功能主要有两个方面：一是挖掘和填埋，二是装载和运输。
在挖掘过程中，挖掘机工作装置通过支撑零件和伸缩部分的组合运动，可以根据需要进行不同范围和深度的挖掘。
在填埋过程中，挖掘机工作装置可以将挖掘出来的土石料重新倒入地下或者其他指定位置。
而在装载和运输过程中，挖掘机工作装置可以将挖掘出来的物料装入到运输车辆中，然后进行运输。
挖掘机工作装置的优化设计是提高挖掘机性能和效率的重要手段。
一方面，优
化设计可以通过改变工作装置结构和组件的材料、形状和尺寸等因素，提高工作装置的强度和稳定性，减少振动和噪音。
另一方面，通过优化设计可以改进工作装置的液压系统，提高其对液压油的利用率，减少能量损失，降低工作装置的能耗。
此外，优化设计还可以提高工作装置的操作性和控制性，使操作员更加方便和灵活地控制挖掘机。
此外，挖掘机工作装置的优化设计还需要综合考虑挖掘机的使用环境和工作要求。
例如，在油气管道和电力管线等狭小空间内作业时，挖掘机工作装置需要更加灵活和精确，以便在有限空间内完成复杂的挖掘任务。
而在大型土地开垦和矿山开采等开放空间作业时，挖掘机工作装置则需要更加稳定和耐久，以应对高强度和长时间的工作。
综上所述，挖掘机工作装置是挖掘机的核心组成部分，对挖掘机的性能和效率起着至关重要的作用。
优化设计可以通过改变结构和组件的材料、形状和尺寸等因素，提高工作装置的强度和稳定性，减少能量损失，提高操作性和控制性。
然而，挖掘机工作装置的优化设计是一个综合性的问题，需要综合考虑使用环境和工作要求。
只有在实践中不断总结和创新，才能实现挖掘机工作装置的真正优化设计和性能提升。