液压挖掘机行走装置设计论文
挖机液压系统设计(毕业论文)

1.1
液压挖掘机是一种多功能机械,目前被广泛应用于水利工程,交通运输,电力工程和矿山采掘等机械施工中,它在减轻繁重的体力劳动,保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。根据建筑施工部门统计,几十个工人一天的工作量。因此,大力发展液压挖掘机,对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。由于液压挖掘机具有多品种,多功能,高质量及高效率等特点,因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。
(3)重视采用新技术、新工艺、新结构,加快标准化、系列化、通用化发展速度。例如,德国阿特拉斯公司生产的挖掘机装有新型的发动机转速调节装置,使挖掘机按最适合其作业要求的速度来工作;美国林肯贝尔特公司新C系列LS-5800型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统,可自动调节流量,避免了驱动功率的浪费。还安装了CAPS(计算机辅助功率系统),提高挖掘机的作业功率,更好地发挥液压系统的功能;日本住友公司生产的FJ系列五种新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅助功率控制系统,利用精控模式选择系统,减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗,并处长了零部件的使用寿命;德国奥加凯(O&K)公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性,使油泵具有最大的工作效率;日本神钢公司在新型的904、905、907、909型液压挖掘机上采用智能型控制系统,即使无经验的驾驶员也能进行复杂的作业操作;德国利勃海尔公司开发了ECO(电子控制作业)的操纵装置,可根据作业要求调节挖掘机的作业性能,取得了高效率、低油耗的效果;美国卡特匹勒公司在新型B系统挖掘机上采用最新的3114T型柴油机以及扭矩载荷传感压力系统、功率方式选择器等,进一步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。韩国大宇公司在DH280型挖掘机上采用了EPOS——电子功率优化系统,根据发动机负荷的变化,自动调节液压泵所吸收的功率,使发动机转速始终保持在额定转速附近,即发动机始终以全功率运转,这样既充分利用了发动机的功率、提高挖掘机的作业效率,又防止了发动机因过载而熄火。
《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。
液压挖掘机行走装置设计论文

目录1 绪论 (1)1.1 选题意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 研究内容及方法 (3)2 行走装置设计总体基本方案 (4)2.1行走装置设计原则 (4)2.2轮式液压挖掘机行走装置的结构形式 (4)2.3液压系统的设计 (6)2.4轮式行走装置的传动设计(液压机械传动) (10)2.5轮式行走装置的构造 (11)2.5.1悬挂装置选择 (11)2.5.2 转向机构 (12)2.5.3 转向方式 (13)3 整机传动系的设计 (15)3.1选择液压马达类型、行走速度及传动比 (15)3.2实际速度及牵引力 (16)3.3挖掘机行走装置参数 (16)3.4 变速箱设计 (17)3.4.1低速档齿轮设计 (17)1 材料选择 ..................................... 错误!未定义书签。
2 齿数确定 ..................................... 错误!未定义书签。
3 按齿面接触强度设计 ........................... 错误!未定义书签。
4 按齿根弯曲强度设计 ........................... 错误!未定义书签。
5 齿轮几何尺寸计算 ............................. 错误!未定义书签。
3.4.2高速档齿轮设计 (18)3.4.3齿轮变位 (19)3.5 轮边减速器 (21)3.5.1传动方案的选择 (21)3.5.2配齿选择 (21)3.5.3行星传动系设计 (22)主要参数确定. (22)4 其他部件设计 (23)4.1轴和轴承设计 (23)4.2轴承、键和连轴器的选择 (23)4.2.1输入轴 (23)4.2.2 输出轴 (24)5液压挖掘机行走装置运动仿真设计 (26)5.1模型的建立 (26)5.2构件运动配装 (26)5.2.1相似点 (26)5.2.2 不同点 (26)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)1 绪论改革开放以来,我国的科学技术、信息技术迅猛发展,各行各业都发生了翻天覆地的变化,工程机械行业同样得到了相应的快速发展。
掘进机行走机构的液压系统设计

掘进机行走机构的液压系统设计
简介
本文档旨在介绍掘进机行走机构的液压系统设计。
液压系统在
掘进机的行走过程中扮演着重要的角色,确保机器的稳定运行和高
效工作。
液压系统的组成
掘进机的液压系统主要由液压泵、液压马达、液压缸等组件组成。
其中液压泵负责将液压油压力加大,液压马达将液压能量转化
为机械能,液压缸则用于对行走机构进行动力驱动。
液压系统的设计
在设计掘进机行走机构的液压系统时,需要考虑以下几个方面:
1. 负载需求:根据掘进机的行走负载需求,选择合适的液压泵
和液压马达。
考虑负载的大小、速度和频率等因素,确保液压系统
可以提供足够的动力。
2. 系统的可靠性:液压系统的可靠性对于掘进机的安全运行至
关重要。
在设计过程中,应选择优质的液压元件,并确保系统的密
封性能良好。
3. 能效优化:掘进机行走过程中的能耗是一个重要的考虑因素。
在设计液压系统时,可以采用变量泵供油系统,通过根据负载需求
调整流量,来提高整体能效。
4. 系统保护:为了保护液压系统,防止因过载或其他异常情况
而损坏,可以添加液压阀、传感器以及报警装置等。
确保在出现异
常情况时可以及时采取相应措施。
结论
掘进机行走机构的液压系统设计是确保掘进机稳定运行和高效
工作的关键。
在设计过程中,需要考虑负载需求、系统可靠性、能
效优化以及系统保护等因素。
通过合理设计和选择优质的液压元件,可以满足掘进机行走机构的液压系统需求。
液压挖掘机行走装置设计

液压挖掘机行走装置设计1 绪论改革开放以来,我国的科学技术、信息技术迅猛发展,各行各业都发生了翻天覆地的变化,工程机械行业同样得到了相应的快速发展。
各行各业都在奋力拼搏、大胆创新,使得工程机械品种不断增加、产量不断提高、性能不断完善,发展势头强劲。
液压挖掘机是工程机械的一个重要品种,是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。
它的发展与应用反映了一个国家施工机械化的水平。
液压挖掘机由发动机、液压系统、回转机构、工作装置、底盘五部分组成。
发动机的作用是提供动力;液压系统功能是把发动机机械能以油液为介质,利用油泵转变为液压能传送给油缸、马达等,再传动各个执行机构,实现各种运动;回转机构是实现转台的回转;工作装置的作用是进行作业;底盘的作用是承重、传力并保证满足对车速、牵引力和行驶方向的要求。
底盘是组成整体的主要部分,行走机构的性能优劣直接影响整机的使用性能、经济性能,因此着力研究液压挖掘机的行走装置具有十分重要的意义。
根据设计依据及要求,完成挖掘机行走机构总体及减速器设计,进一步掌握挖掘机的设计方法和步骤;巩固、加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握;了解国内外液压挖掘机发展状况。
液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。
它的工作过程是以铲斗的切割刃切削土壤,铲斗装满后提升、回转至卸土位置,卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。
因此,液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。
液压挖掘机与机械传动挖掘机一样,在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用,是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备。
所以,液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种,对于减轻工人繁重的体力劳动,提高施工机械化水平,加快施工进度,促进各项建设事业的发展,都起着很大的作用。
据建筑施工部门统计,一台容量为1.0 m3的液压挖掘机挖掘Ⅰ~Ⅳ级土壤时。
每班生产率大约相当于300~400 和工人一天的工作量。
轮式挖掘机液压系统设计

前言轮胎式液压挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械,并作为工程机械的主力机种。
由于轮胎式液压挖掘机具有行走速度快,不损坏路面,能远距离自行转场,可快速更换多种作业装置多品种,高质量及高效率等特点,因此受到了广大施工作业单位的青睐,其生产制造业也日益蓬勃发展。
此型挖掘机主要有发动机、液压系统、工作装置液压系统、回转装置、行走装置和电器控制等部分组成。
本论文由两大部分组成,包括工作装置液压系统和液压系统设计。
挖掘机的主要工作就是土壤的挖掘。
工作装置液压系统是直接完成挖掘任务的装置,许多挖掘机发达的国家广泛采用新技术、新方法来不断地提高液压挖掘机的作业性能和生产率。
通过通用性及专业的挖掘机工作装置液压系统设计方法,进行工作装置液压系统的全面计算机通用性设计研究对推动国内挖掘机发展具有十分重要的意义。
挖掘机产品的核心技术就是液压系统设计,由于挖掘机的工作条件恶劣,要求实现的动作复杂,于是它对液压系统的设计提出了很高的要求,其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。
因此,对挖掘机液压系统的分析研究对推动国内挖掘机发展同样具有十分重要的意义。
目录前言11概述21.1课题背景 (2)1.2轮式挖掘机和工作装置及液压技术概述 (2)1.3国内外研究现状 (3)1.4设计内容 (3)2 工作装置总体方案设计 62.1机型选择及特点分析 (6)2.1.1单斗挖掘机的特点 (6)2.1.2 所选机型的适用范围 (7)2.2 工作装置构成 (7)2.3 动臂及斗杆的结构形式的初选 (9)2.4动臂与动臂油缸的布置 (9)2.5铲斗与铲斗油缸的连接方式 (10)2.6原始几何参数的给定 (10)3 工作装置运动学分析123.1 动臂运动分析 (12)3.2斗杆的运动分析 (13)3.3铲斗的运动分析 (14)3.4 特殊工作位置计算 (20)4 工作装置基本尺寸的确定234.1斗形参数的确定 (23)4.2动臂机构参数的确定 (23)4.2.11 与A点坐标的选取 (24)4.2.21l与2l的计算 (24)4.2.341l与42l的计算 (24)4.2.45l的计算 (25)4.3 动臂机构基本参数的校核 (27)4.3.1动臂机构闭锁力的校核 (27)4.3.2满斗处于最大挖掘半径时,动臂油缸提升力矩的校核 (29)4.3.3满斗处于最大高度时,动臂提升力矩的校核 (30)4.4 斗杆机构基本参数的确定 (31)4.5铲斗机构基本参数的确定 (32)4.5.1转角范围 (32)4.5.2铲斗机构其它基本参数的计算 (32)5 工作装置结构选型设计 355.1斗杆的结构设计和强度校核 (35)5.1.1 斗杆的受力分析 (35)5.1.2 结构尺寸的计算 (45)5.2 动臂的选型 (48)5.3 铲斗的选型 (49)6 销轴与衬套的设计516.1销轴的设计 (51)6.2衬套的设计 (51)7 挖掘机液压系统概述527.1挖掘机液压系统的基本组成及其基本要求 (52)7.2挖掘机液压系统的基本动作分析 (53)7.3挖掘机液压系统的基本回路分析 (53)7.3.1限压回路 (53)7.3.2缓冲回路 (54)7.3.3节流回路 (56)7.3.4合流回路 (57)7.3.5闭锁回路 (57)7.3.6再生回路 (58)8 挖掘机液压系统设计598.1挖掘机的功用和对液压系统的要求 (59)8.2挖掘机液压系统分析 (60)8.2.1挖掘机的液压系统原理图 (60)8.2.2系统工作循环分析 (61)8.2.3主要液压元件在系统中的作用 (61)8.2.4液压系统中几种低压回路的作用 (62)8.3液压元件的选用 (62)8.3.1泵.马达的选用 (62)8.3.2液压阀的选用 (63)8.3.3液压缸的选用 (63)8.3.4 辅助元件的选用 639 液压缸的设计计算和泵的参数计算659.1液压缸设计计算 (65)9.1.1外负载计算 (65)9.1.2液压缸结构尺寸计算 (65)9.1.3油缸强度计算 (67)9.2泵的参数计算 (72)9.2.1 泵的压力计算 (72)9.2.2 计算所需要的泵的流量 (72)10 技术经济性分析7411 结论 75致谢76参考文献 77附录A 78附录B 831概述1.1课题背景挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用,如工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工中。
轮式挖掘机工作装置及液压系统设计

摘要挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用, 如在工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工。
对于此,我们也应该针对一定的工况范围来设计出最适合工作的挖掘机种类及型号。
因此,挖掘机的设计是很重要的。
我选的设计机型为轮胎式挖掘机,主要设计其中的工作装置及液压系统部分。
工作装置作为挖掘机的重要组成部分,对其研究和控制是对整机开发的基础。
工作装置选择反铲式,对其进行运动学分析并用比例法和经验公式计算选择出工作装置各部分的基本尺寸。
挖掘机的发展与液压技术密不可分,二者相互促进。
液压系统设计力求做到设计出的系统重量轻、体积小、效率高、工作可靠、结构简单、操作和维护保养方便、经济性好。
本设计突出适应性,结合生产实际多举实例,又翻查国内外有关挖掘机工作装置和液压技术方面的书籍,在实例和理论中通过比较分析来设计选用布置合理及工作效率高的工作装置和良好性能的液压系统。
关键词:挖掘机;工作装置;液压系统张瑞:轮式挖掘机工作装置及液压系统设计AbstractExcavators in national economic construction is widely used in many sectors, such as in industrial and civil construction, transportation, water conservancy electrical engineering,farmla- nd transformation, mining and extractive industries modern military engineering, and so on the mechanized construction. For this, we should also address the status of certain workers to design the most appropriate work types and models of excavators. Therefore, the excavator design is very important.I voted for the tire excavator as the design models, and mainly design the work device and the hydraulic system part. Excavators working device as an important part of excavator, the research and control for it is the basis for the development of the whole machine. The work device choice backhoe type, carries on the cinematic analysis and to it chooses the work with the ratio method and the empirical formula computation to install various part of basic size. The excavator development and the hydraulic pressure technology are inseparable, the two promote mutually. The hydraulic system design endeavor achieves the system weight which designs light, the volume small, the efficiency high, the work reliable, the structure simple, the operation and the maintenance convenient, the efficiency is good.This design prominent compatibility, with progress of production much gives the example actually, also peruses the domestic and foreign related excavator work device and the hydraulic pressure technology aspect books, designs in the example and in the theory through the comparative analysis selects the arrangement reasonable and the working efficiency high work device and the good performance hydraulic system.Key word: Excavator; Work device; Hydraulic system2前言轮胎式液压挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械,并作为工程机械的主力机种。
毕业设计(论文)-小型液压挖掘机挖掘工作装置设计[管理资料]
![毕业设计(论文)-小型液压挖掘机挖掘工作装置设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/2b2898a177232f60dccca134.png)
小型液压挖掘机挖掘工作装置设计摘要挖掘机广泛的应用于建筑行业,排水灌溉,采矿,清除障碍和露天开矿等各种场合。
它对减轻繁重的体力劳动,保证工程的质量,加快建设的速度,提高劳动的生产率起到了巨大的作用。
随着液压传动的技术在工程机械上广泛应用,单斗液压挖掘机也有了迅速的发展。
液压挖掘机具有质量轻、体积小、结构紧凑、挖掘力大、操纵轻便,以及易实现无级变速和自动控制等一系列的优点。
为了能满足不同的作业要求,其工作装置也有很多类型。
例如:正铲,反铲,牵引绳,塔式等。
在上述的工作装置中,反铲挖掘机应用的最为广泛,因而合理设计工作装置具有十分重要的意义。
本论文主要对由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构等组成的小型液压挖掘机工作装置进行设计。
具体内容包括以下的五部分: 挖掘机工作装置的总体设计;挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析;工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证;工作装置主要部件的结构设计。
通过静强度与动强度分析,得出了工作装置在静载荷下结构是安全的。
并利用同类机械的的参数做相应的调试,得出一套较合理的参数,为后续的工作打好了基础。
关键词:挖掘机;液压;动臂;斗杆;铲斗THE DESIGN OF WORKING DEVICE OF SMALLHYDRAULIC EXCA VATORABSTRACTExcavators are widely used in all branches of constructions, to drain and irrigate land, extract useful minerals, the removal of obstacle and the open-cast excavation of coal and ore. They play a tremendous role in relieving labor force, ensuring project quality, accelerating the speed of construction and improving the labor productivity.With the great development of hydraulic technology, the single buckethydraulic excavator has been improving greatly. The hydraulic excavator is provided a great many advantages,such as light weight, small volume, compact structure, powerful dig force, easy operate, continuous variable velocity, automatic controls and so order to meet the different requirements, the working device also has many types. For example: dipper shovel, pull shovel,dragline, jib crane, tower crane and so the above work device, backhoe excavator is used most widely, so the rational design of work device is of great significance.In this paper, mainly by the boom, bucket rod, bucket, excavator linkage component of small hydraulic excavator working device design. It includes thefollowing several parts:the overall design of excavator work device; excavator working device detailed kinematics analysis; the basic size calculation and verification of each part of Working device ; Through the static strength and dynamic strength analysis, the device under static loading structure is safe. Use the same mechanical parameters of the commissioning, to derive a set of reasonable parameters, for the follow-up work to lay a good foundation.KeyWord: Excavator; Hydraulic; Movable arm,Dipper,Bucket目录1 绪论 (1)课题设计的背景和意义 (1)挖掘机的行业现状 (1)挖掘机技术发展趋势 (2)工程机械的前景展望 (3)2 小型液压挖掘机反铲工作装置结构方案设计 (3)引言 (3)液压挖掘机的工作原理与基本组成分析 (3)反铲工作装置的结构设计方案分析 (5)反铲工作装置的结构形式及结构特点 (5)本章小结 (7)3 小型液压挖掘机反铲工作装置参数设计 (7)工作装置的设计原则与参数说明 (7)反铲工作装置的设计原则 (7)机构自身的几何参数设计 (8)反铲工作装置几何参数的设计计算 (8)铲斗机构主要参数的设计计算过程 (8)动臂结构参数的计算过程 (9) (13)铲斗机构及铲斗液压缸主要参数的设计过程 (15)动臂液压缸的设计计算 (18)液压系统闭锁压力的确定分析 (20)4 反铲工作装置的载荷分析计算 (21)工况分析以及确定不利工况 (21)第一种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (24)第二种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (28)第三种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (32)斗杆内力图分析 (37)动臂内力图分析 (38)5 挖掘机工作装置截面尺寸的设计与校核 (40)工作装置斗杆截面尺寸的设计与校核 (41)斗杆的强度校核 (41)斗杆稳定性校核 (42)铰座挤压强度校核 (42)动臂截面尺寸设计与校核 (43)动臂强度校核 (44)动臂稳定性校核 (46)铰座的挤压强度校核 (46)6 结论 (58)参考文献 (59)致谢 (50)1 绪论课题设计的背景和意义总所周知,我国是一个发展中的国家,在其广阔的土地上正在进行着大规模经济建设,这就需要很多土石方施工机械为建设服务,而我们知道液压挖掘机是一类最重要的土石方的施工机械。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
目录1 绪论 (1)1.1 选题意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 研究内容及方法 (3)2 行走装置设计总体基本方案 (4)2.1行走装置设计原则 (4)2.2轮式液压挖掘机行走装置的结构形式 (4)2.3液压系统的设计 (6)2.4轮式行走装置的传动设计(液压机械传动) (10)2.5轮式行走装置的构造 (11)2.5.1悬挂装置选择 (11)2.5.2 转向机构 (12)2.5.3 转向方式 (13)3 整机传动系的设计 (15)3.1选择液压马达类型、行走速度及传动比 (15)3.2实际速度及牵引力 (16)3.3挖掘机行走装置参数 (16)3.4 变速箱设计 (17)3.4.1低速档齿轮设计 (17)1 材料选择 ..................................... 错误!未定义书签。
2 齿数确定 ..................................... 错误!未定义书签。
3 按齿面接触强度设计 ........................... 错误!未定义书签。
4 按齿根弯曲强度设计 ........................... 错误!未定义书签。
5 齿轮几何尺寸计算 ............................. 错误!未定义书签。
3.4.2高速档齿轮设计 (18)3.4.3齿轮变位 (19)3.5 轮边减速器 (21)3.5.1传动方案的选择 (21)3.5.2配齿选择 (21)3.5.3行星传动系设计 (22)主要参数确定. (22)4 其他部件设计 (23)4.1轴和轴承设计 (23)4.2轴承、键和连轴器的选择 (23)4.2.1输入轴 (23)4.2.2 输出轴 (24)5液压挖掘机行走装置运动仿真设计 (26)5.1模型的建立 (26)5.2构件运动配装 (26)5.2.1相似点 (26)5.2.2 不同点 (26)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)1 绪论改革开放以来,我国的科学技术、信息技术迅猛发展,各行各业都发生了翻天覆地的变化,工程机械行业同样得到了相应的快速发展。
各行各业都在奋力拼搏、大胆创新,使得工程机械品种不断增加、产量不断提高、性能不断完善,发展势头强劲。
液压挖掘机是工程机械的一个重要品种,是一种广泛用于建筑、铁路、公路、水利、采矿等建设工程的土方机械。
它的发展与应用反映了一个国家施工机械化的水平。
液压挖掘机由发动机、液压系统、回转机构、工作装置、底盘五部分组成。
发动机的作用是提供动力;液压系统功能是把发动机机械能以油液为介质,利用油泵转变为液压能传送给油缸、马达等,再传动各个执行机构,实现各种运动;回转机构是实现转台的回转;工作装置的作用是进行作业;底盘的作用是承重、传力并保证满足对车速、牵引力和行驶方向的要求。
底盘是组成整体的主要部分,行走机构的性能优劣直接影响整机的使用性能、经济性能,因此着力研究液压挖掘机的行走装置具有十分重要的意义。
根据设计依据及要求,完成挖掘机行走机构总体及减速器设计,进一步掌握挖掘机的设计方法和步骤;巩固、加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握;了解国内外液压挖掘机发展状况。
液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。
它的工作过程是以铲斗的切割刃切削土壤,铲斗装满后提升、回转至卸土位置,卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。
因此,液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。
液压挖掘机与机械传动挖掘机一样,在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用,是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备。
所以,液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种,对于减轻工人繁重的体力劳动,提高施工机械化水平,加快施工进度,促进各项建设事业的发展,都起着很大的作用。
据建筑施工部门统计,一台容量为1.0 m3的液压挖掘机挖掘Ⅰ~Ⅳ级土壤时。
每班生产率大约相当于300~400 和工人一天的工作量。
因此,大力发展液压挖掘机,对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。
1.1 选题意义液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。
它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤,铲斗装满后提升、回转至卸土位置,卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。
因此,液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。
液压挖掘机与机械传动挖掘机一样,在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用,是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备。
在建筑工程中,可用来挖掘苦坑、排水沟,拆除旧有建筑物,平整场地等。
更换工作装置后,可进行装卸、安装、打桩和拔除树根等作业。
在水利施工中,可用来开挖水库、运河、水电站堤坝的基坑、排水或灌溉的沟渠,疏浚和挖深原有河道等。
在铁路、公路建设中,用来挖掘土方、建筑路基、平整地面和开挖路旁排水沟等。
在石油、电力、通信业的基础建设及市政建设中,用来挖掘电缆沟和管道等。
在露天采矿场上,可用来剥离矿石或煤,也可用来进行堆弃、装载和钻孔等作业。
在军事工程中,或用来筑路、挖壕沟和掩体、建造各种军事建筑物。
所以,液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种,对于减轻工人繁重的体力劳动,提高施工机械化水平,加快施工进度,促进各项建设事业的发展,都起着很大的作用。
因此,大力发展液压挖掘机,对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。
1.2 国内外研究现状国外研究现状:近些年来,随着微电子技术,计算机技术,控制技术通信技术等新技术的日益渗透液压挖掘机技术中,智能化的进一步应用,使得动力系统内部一些控制元件能够随着挖掘机具体工作状况而改变,从而提高工作效率,使操纵变得更容易。
世界各工业发达国家的液压挖掘机技术得以迅速提高,像国外的这些厂家如日本的小松、日立、神钢、住友等,美国的卡特,韩国的大宇、现代,尤其是德国的挖掘机,技术都已经很先进了。
而今,挖掘机技术更是朝着智能、环保的方向发展,像Carnegie Mellon 大学的自主装载系统、澳大利亚机器人中心、英国兰卡斯特大学的智能挖掘机等都在开始新兴技术的融合发展,上世纪80 年代初, 美国Kraft TeleRobtics 公司和John Deere 公司等都相继成功开发出遥控挖掘机,日本小松制作所以PC200- 2 型液压挖掘机为基本机型进行遥控挖掘机研制。
国内研究现状:国产挖掘机的功能比较单一,其衍生产品较少,而且国产挖掘机规格主要集中在30t 以下,6t以下的规格比较齐全,从1.5t-30t基本形成系列,200t以上基本空白,因此我国挖掘机还处于“发展期”。
我国挖掘机企业在研发体系和试验体系建设方面雏形难见,产品的开发基本上处于仿造阶段,电控技术只有山东众友等少数公司自己开发,大多数企业都在选购。
节能减排,降噪安全部件精细作业的工作装置、不同功能的附属装置等方面的研发个别企业才刚刚起步,大多数企业没有能力涉及。
目前我国挖掘机的质量问题主要表现在:结构件、电控、发动机、液压件等核心部件,以及诸如轴销、司机室、四轮一带等其他部件。
国内挖掘机厂家诸如广西玉柴、柳工股份、三一重工、河北宣工、徐工、山河智能、龙工集团等,正在崛起的江西南特、桂林华力、湖南九五重工、南昌华工、大连黑猫、合肥振宇等。
1.3 研究内容及方法研究内容:1;根据要求,初步确定行走装置总体方案的设计。
2;行走装置等有关参数和行走装置结构布置。
3;行走机构传动方案,确定行走液压马达主参数和传动比等。
4;进行变速箱设计、轴及其他相关部件选择,并对相关行走装置强度的计算。
5;验算行走速度、爬坡能力。
对行走稳定性进行验算。
研究方法:主要是根据公式计算法(查表法)以挖掘机的机重为指标,对现代挖掘机总体参数用概率的方法得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,然后根据所得出的参数与给出的参数对比,求得最接近的设计参数。
根据所得的数据进行CAD图纸的绘制,利用Pro/e软件将行走装置的零件进行三维装配,并进行仿真行走运动的模拟,通过三维仿真模拟检验设计参数的合理性。
2 行走装置设计总体基本方案2.1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内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。
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。
2.2轮式液压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内进行,因此,操作方便,灵活可靠。
图2.1 轮式挖掘机行走装置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。