一种挖掘机动臂结构

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一种挖掘机臂结构

说明书摘要本实用新型公开了一种挖掘机动臂结构，包括小动臂（1），转轴（2），铲斗气缸（3），大动臂（4），小动臂气缸（5），铲斗（6），连杆（7），大动臂气缸（8），驾驶室（9）等。

小动臂（1）和大动臂（4）及连杆（7），5通过转轴（2）连成可绕转轴（2）旋转的连杆体系，在小动臂气缸（5）和大动臂气缸（8）、铲斗气缸（3）的作用下，实现铲斗（6）的挖掘动作。

摘要附图图1权利要求书一种挖掘机动臂结构，其特征在于：1、本实用新型公开了一种挖掘机动臂结构，包括小动臂（1），转轴（2），铲斗气缸（3），大动臂（4），小动臂气缸（5），铲斗（6），5连杆（7），大动臂气缸（8），驾驶室（9）等。

小动臂（1）和大动臂（4）及连杆（7），通过转轴（2）连成可绕转轴（2）旋转的连杆体系，在小动臂气缸（5）和大动臂气缸（8）、铲斗气缸（3）的作用下，实现铲斗（6）的挖掘动作。

2、根据权利要求1所述，大动臂气缸（8）和大动臂（4）通过转轴10（2）安装在驾驶室（9）所在的基座上。

小动臂气缸（5）安装在大动臂（4）的正上方，伸出轴与大动臂（4）的纵向平行。

小动臂（1）根据杠杆的原理，在一端安装小动臂气缸（5），另一端与铲斗（6）安装。

中间与大动臂（4）通过转轴（2）连接。

3、根据权利要求1所述，铲斗气缸（3）安装在小动臂（1）的正上15方，伸出轴与小动臂（1）的纵向平行。

连杆（7）的一端安装在小动臂（1）上，另一端安装在铲斗（6）上，铲斗（6）与小动臂（1）的一端通过转轴（2）连接。

由此，连杆（7）和铲斗（6）构成三连杆机构。

说明书一种挖掘机动臂结构技术领域5本实用新型涉及一种挖掘机动臂结构。

背景技术目前在铁路、公路、矿山、水电建设、工程爆破等作业中都广泛使用挖掘机，但是由于普通挖掘机作业效率较低，无法满足一些大型施工项目10的需求。

当挖掘机进行挖掘作业时，焊接形成的箱体需要频繁的承受挖掘产生的巨大冲击力，箱体内部因冲击力会产生内部应力，并会导致应变产生，而整个动臂是一个焊接而成的非常牢固的箱体，所以因外部冲击力而产生的应力将无处释放，导致应力集中在箱体的薄弱处，如顶板、底板以及侧板的焊接处，使这些部位成为受力最严重的部位，随着挖掘机作业的15不断进行，这些部位不断的被挤压和扭曲，最终会造成应变开裂。

挖掘机结构及工作原理

并实现机器的行走
1-9 底盘部分
导向轮
驱动轮
行走减速机
) 导向轮——与涨紧油缸、涨紧弹簧相连接，涨紧履带并使履带张紧度适当；在履带前部受到外力冲击时，通过引导轮将冲击力传到张紧弹簧起缓冲作用，防止履带损伤
) 行走马达——包括液压马达和行走减速机构，作为驱动轮为机器行走提供动力，将液压能通过行走马达转变成机械能，经过齿轮减速机构进行减速，转矩增加，由驱动轮带动履带转动实现机器的行走
1-1挖掘机的基本结构
挖掘机基本结构分为：1、车体部分；2、工作装置部分；3、底盘部分。
工作装置
车体部分
底盘部分
1-2车体部分
)发动机——机器动力之源，把燃油燃烧产生的热能通过曲轴连杆机构转变成机
械能。
)主泵（液压泵）——通过联轴器与发动机飞轮相连接，将飞轮输出的机械能转变成高压油流即液压
带动平台转动。
回转支承
内齿圈，与车架联接
滚动轴承
外圈，与平台联接
1-5车体部分
)中央回转接头——使机器在任意方位回转时，将上部车体的液压油流通过其内部的旋转油道持续不断地提供给车体下部的行走马达，回转接头内部的各油道用抗磨性能好和耐高压的
密封件隔开。
中央回转接头
1-6 车体部分
配重（平衡块）——使机器的重心尽量靠近车体的回转中心，以保证车体的动态稳定性。
1-10 底盘部分
导向轮
涨紧油缸
涨紧弹簧单向阀黄油嘴
能。
1-3车体部分
) 主阀（多路阀）——把由主泵输出的高压油，按照工作装置的动作的需要进行分流从而实现工作装置的不同作业。
1-4车体部分
回转机构主要由回转支承、回转马达等组成。

挖掘机动臂工作原理

挖掘机动臂工作原理挖掘机是现代工程施工、矿山开采等领域中广泛使用的一种工程机械。

挖掘机的核心组成部分之一是动臂，它承担着挖掘、搬运和装载等重要任务。

动臂的工作原理涉及力学、液压和控制等多个方面。

本文将详细解释和讨论挖掘机动臂的工作原理，以及液压系统在其中的作用。

1. 动臂的结构和组成部分动臂是连接在挖掘机的回转平台上的一根长臂，其主要组成部分包括臂身、臂头、臂腕和油缸等。

臂身是动臂的主体部分，通常由钢材制成，具有足够的强度和刚度以承受挖掘和搬运工作中的应力和载荷。

臂头是连接臂身和臂腕的关键连接部件，它能够通过回转平台实现动臂的旋转。

臂腕是动臂的末端，用于连接挖斗等工具。

油缸是动臂的动力来源，通过液压系统驱动动臂的伸缩和旋转。

2. 动臂的伸缩原理动臂的伸缩是指动臂的长度可伸缩，使其适应不同工作场景和工况下的需求。

挖掘机动臂的伸缩主要通过油缸的伸缩实现。

油缸由油缸筒和油缸活塞组成，内部填充液压油。

在工作时，液压泵将液压油输送到油缸的一侧，使油缸活塞向外伸缩，从而推动动臂的伸展。

要缩回动臂，液压泵将液压油输送到油缸的另一侧，使油缸活塞收回，动臂也相应收回。

液压油在油缸两侧的流动实现了动臂的伸缩。

液压系统中的阀门控制油液的流动方向和流量，从而控制油缸活塞的伸缩速度。

通过控制阀门的开关状态，可以实现动臂的伸展和收回。

3. 动臂的旋转原理动臂的旋转是指动臂相对于回转平台的旋转运动。

动臂的旋转主要由油缸和回转平台上的回转机构实现。

油缸通过液压系统提供动力，推动动臂旋转机构的回转。

其中，回转机构包括回转齿圈、回转马达和其他配套部件。

当液压泵将液压油输送到回转齿圈的一侧时，回转齿圈会与动臂的回转马达相连，从而使动臂整体旋转。

反之，当液压泵将液压油输送到回转齿圈的另一侧时，动臂会旋转至另一个方向。

液压系统通过控制阀门的开关状态和油液的流动方向，实现动臂的旋转和停止。

4. 动臂的液压控制原理液压系统是挖掘机动臂工作的关键部分，它负责提供液压能量和控制油液的流动。

挖掘机动臂设计分析

专题研究SPECIAL RESEARCH挖掘机动臂设计分析刘佳1，方剑仙2（1. 北京建筑机械化研究院有限公司，北京 100007；2. 北京摩迅筑路机械有限公司，北京 102400）［摘要］动臂作为挖掘机工作装置的重要组成部分，其结构强度和稳定性对挖掘机有着至关重要的影响。

本文重点分析了挖掘机动臂与动臂机构确定、动臂受力计算等内容，对动臂进行运动学及动力学的简单分析，为挖掘机动臂研究提供参考。

［关键词］挖掘机；动臂；工作装置；运动特性［中图分类号］TU621 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X（2021）04-0048-02Design and analysis of excavator boomLIU Jia，FANG Jian-xian动臂作为挖掘机工作装置的重要组成部分，其结构强度和稳定性对挖掘机有着至关重要的影响。

合理的动臂优化设计可以降低其对整体运行的影响，使动臂结构与挖掘任务形成统一的挖掘机轨迹，提高挖掘机工作的综合质量；合理的动臂结构设计可以提高工作装置的整体性能，加快工程挖掘进度。

1 挖掘机动臂概述挖掘机具有机动性强、操作灵活、工作效率高等特点，已经成为现代生产建设中不可缺少的工程机械产品。

随着科学技术的不断发展，用户对挖掘机工作装置的整体性能、强度、刚度、稳定性等都提出了更高的要求。

动臂作为挖掘机工作装置中主要机构之一，其设计的优劣直接影响斗杆和铲斗的挖掘能力，进而影响整个工作机构的性能。

挖掘机的工作装置是挖掘机中最重要也是技术含量要求最高的部分，在设计中需要在原材料、工艺性、加工精度等方面加以综合考虑。

挖掘机动臂是挖掘机的一种工作装置，通常也叫大臂、小臂，主要作用是用于支配挖斗的挖掘、装车等动作。

与机架相连的臂较长，所以俗称为大臂，其术语称作动臂；与挖斗相连的臂较小，所以俗称为小臂，术语称作斗杆。

反铲挖掘机大臂的形状一般来讲都是有一定弯位的，这样能较好的针对停机面以下的土壤进行强行挖掘。

机械式矿用挖掘机动臂结构优化设计研究

机械式矿用挖掘机动臂结构优化设计研究摘要：本文通过对机械式矿用挖掘机动臂结构工作装置以及各构件之间运动关系的分析，确定机械式矿用挖掘机动臂结构，根据实际应用情况，对动臂结构进行优化方案的设计，使其可以满足更多挖掘任务。

关键词：机械式;矿用挖掘机;动臂结构;优化设计研究前言机械式矿用挖掘机的应用大大降低了挖掘的难度，同时提高了工程加工的进度，但是针对具有较高难度的挖掘工作，还需要机械式矿用挖掘机具有良好的动臂结构，可以灵活的变换。

基于此，需要从动臂结构的工作装置、行走装置和回转装置对其进行优化设计，降低各结构构件尺寸对整体运行的影响，使动臂结构可以与挖掘任务形成统一的挖掘轨迹，提高挖掘工作的综合质量。

动臂是矿用挖掘机工作装置的主要构件，对其进行优化设计，既可以提高工程挖掘进度，又可以提高工作装置的整体性能，所以使用者要积累更多的挖掘工作经验，明确各组件之间的协调关系，提高设计水平和分析效率。

1.机械式矿用挖掘机动臂结构工作装置的运动学分析1.1运动学对矿用挖掘机理想挖掘轨迹的影响在矿用挖掘机实际工作的过程中，斗齿尖端会在挖掘工作面产生一条自下而上的迹线，这条轨迹会受到动臂结构工作装置运动学的影响，因为在齿尖运行的过程中，会形成固定的挖掘轨迹，而动臂结构为了简化挖掘的难度，会减小挖掘阻力，然而，铲斗的切削角度很难保持不变，挖掘轨迹自然会发生变化。

铲斗在完成一次完整的挖掘行为后，挖掘初始位置会随着铲斗伸出长度的变化而变化，这时，任一时刻的斗杆伸出长度都会改变转角的角度，所以矿用挖掘机动臂结构的优化设计必须结合实际的挖掘工作，对各个运行运动过程进行充分的分析，进而明确挖掘轨迹控制的方法[1]。

1.2工作装置动力学参数的确定工作装置动力学参数的确定内容主要包括：提升机构提升速度的分析、推压机构推压速度的分析、挖掘机挖掘阻力的分析、钢丝绳与天轮切点坐标的分析。

其中，提升机构提升速度的分析主要针对矿用挖掘机铲斗初始位置的变化位置。

挖掘机的基本构造及工作原理

挖掘机的基本构造及工作原理(总23页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二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、行走机构——①履带架、②履带、③引导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1、引导轮2、中心回转接头3、控制阀4、终传动5、行走马达6、液压泵7、发动机8、行走速度电磁阀 9、回转制动电磁阀 10、回转马达 11、回转机构 12、回转支承2、动力装置单斗液压挖掘机的动力装置，多采用直立多缸式、水冷、一小时功率标定的柴油机。

挖掘机各部件的详细图解复习课程

挖掘机各部件的详细图解挖掘机各部件的详细图解一．反铲铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式，动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接（见图1），在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动，完成挖掘、提升和卸土等动作。

图1 反铲1—斗杆油缸；2—动臂；3—油管；4—动臂油缸；5—铲斗；6—斗齿；7—侧齿；8—连杆；9—摇杆；10—铲斗油缸；11—斗杆1．动臂动臂是反铲的主要部件，其结构有整体式和组合式两种。

1）整体式动臂。

其优点是结构简单，质量轻而刚度大。

缺点是更换的工作装置少，通用性较差。

多用于长期作业条件相似的挖掘机上。

整体式动臂又可分为直动臂和变动臂两种。

其中的直动臂结构简单、质量轻、制造方便，主要用于悬挂式液压挖掘机，但它不能使挖掘机获得较大的挖掘深度，不适用于通用挖掘机；弯动臂是目前应用最广泛的结构型式，与同长度的直动臂相比，可以使挖掘机有较大的挖掘深度。

但降低了卸土高度，这正符合挖掘机反铲作业的要求。

2）组合式动臂。

如图2所示，组合式动臂用辅助连杆或液压缸3或螺栓连接而成。

上、下动臂之间的夹角可用辅助连杆或液压缸来调节，虽然使结构和操作复杂化，但在挖掘机作业中可随时大幅度调整上、下动臂之间的夹角，从而提高挖掘机的作业性能，尤其在用反铲或抓斗挖掘窄而深的基坑时，容易得到较大距离的垂直挖掘轨迹，提高挖掘质量和生产率。

组合式动臂的优点是，可以根据作业条件随意调整挖掘机的作业尺寸和挖掘力，且调整时间短。

此外，它的互换工作装置多，可满足各种作业的需要，装车运输方便。

其缺点是质量大，制造成本高，一般用于中、小型挖掘机上。

2．反铲斗反铲用的铲斗形式，尺寸与其作业对象有很大关系。

为了满足各种挖掘作业的需要，在同一台挖掘机上可配以多种结构型式的铲斗，图3为反铲常用铲斗形式。

铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶卡销式和螺栓连接式，如图4所示。

图2 组合式动臂1—下动臂；2—上动臂；3—连杆或液压缸图3 反铲常用铲斗结构1—齿座；2—斗齿；3—橡胶卡销；4—卡销；5、6、7—斗齿板二．正铲单斗液压挖掘机的正铲结构如图5所示，主要由动臂2、动臂油缸1、铲斗5、斗底油缸4等组成。

装载机动臂结构[实用新型专利]

(10)授权公告号 (45)授权公告日 2015.01.28C N 204125981U (21)申请号 201420496814.4(22)申请日 2014.09.01E02F 3/38(2006.01)(73)专利权人中外合资沃得重工（中国）有限公司地址212143 江苏省镇江市丹徒区丹徒新城路广园路55号(72)发明人王伟耀李锦林高云光殷晴飞冯丽华蒋维(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人楼高潮(54)实用新型名称装载机动臂结构(57)摘要本实用新型公开了一种装载机动臂结构，包括一对动臂臂板组合、横撑管和一对耳板，动臂臂板组合包括两片动臂臂板、封闭边框和三个轴套，多块边板拼合焊接成与动臂臂板轮廓边缘吻合的封闭边框，封闭边框嵌装在两片动臂臂板之间，与一对动臂臂板焊接成箱式结构的动臂臂板组合；一对耳板焊在横撑管中部上，横撑管两端与动臂臂板组合焊接成一体。

本实用新型结构简单、制造方便，动臂臂板组合采用两片动臂臂板与嵌装在两片动臂臂板之间的封闭边框焊接成的箱式结构，并通过设置在动臂臂板组合上的三个轴套来加强动臂臂板组合的强度和刚度，重量比现有的装载机动臂降低了1/3左右，既降低了制造成本，又提高了装载机的载重量、可靠性和作业灵活性。

(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书2页附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页说明书2页附图2页(10)授权公告号CN 204125981 U1.一种装载机动臂结构，其特征在于：包括一对动臂臂板组合、横撑管和一对耳板，动臂臂板组合包括两片动臂臂板、封闭边框和三个轴套，首尾相接的形状各不相同的多块边板拼合焊接成与动臂臂板轮廓边缘吻合的封闭边框，嵌装在两片平行设置的动臂臂板之间的封闭边框与一对动臂臂板垂直焊接成箱式结构的动臂臂板组合；平行设置的一对耳板焊在横撑管中部上，横撑管两端分别穿过一对动臂臂板组合的中部开孔，与动臂臂板组合焊接成一体。

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说明书摘要
本实用新型公开了一种挖掘机动臂结构，包括小动臂（1），转轴（2），
铲斗气缸（3），大动臂（4），小动臂气缸（5），铲斗（6），连杆（7），
大动臂气缸（8），驾驶室（9）等。

小动臂（1）和大动臂（4）及连杆（7），5
通过转轴（2）连成可绕转轴（2）旋转的连杆体系，在小动臂气缸（5）
和大动臂气缸（8）、铲斗气缸（3）的作用下，实现铲斗（6）的挖掘动
作。

摘要附图
图1
权利要求书
一种挖掘机动臂结构，其特征在于：
1、本实用新型公开了一种挖掘机动臂结构，包括小动臂（1），转轴
（2），铲斗气缸（3），大动臂（4），小动臂气缸（5），铲斗（6），5
连杆（7），大动臂气缸（8），驾驶室（9）等。

2、根据权利要求1所述，大动臂气缸（8）和大动臂（4）通过转轴10
（2）安装在驾驶室（9）所在的基座上。

小动臂气缸（5）安装在大动臂（4）的正上方，伸出轴与大动臂（4）的纵向平行。

小动臂（1）根据杠杆的原理，在一端安装小动臂气缸（5），另一端与铲斗（6）安装。

中间与大动臂（4）通过转轴（2）连接。

3、根据权利要求1所述，铲斗气缸（3）安装在小动臂（1）的正上15
方，伸出轴与小动臂（1）的纵向平行。

连杆（7）的一端安装在小动臂（1）上，另一端安装在铲斗（6）上，铲斗（6）与小动臂（1）的一端通过转轴（2）连接。

由此，连杆（7）和铲斗（6）构成三连杆机构。

说明书
一种挖掘机动臂结构
技术领域
5
本实用新型涉及一种挖掘机动臂结构。

背景技术
目前在铁路、公路、矿山、水电建设、工程爆破等作业中都广泛使用挖掘机，但是由于普通挖掘机作业效率较低，无法满足一些大型施工项目10
的需求。

当挖掘机进行挖掘作业时，焊接形成的箱体需要频繁的承受挖掘产生的巨大冲击力，箱体内部因冲击力会产生内部应力，并会导致应变产生，而整个动臂是一个焊接而成的非常牢固的箱体，所以因外部冲击力而产生的应力将无处释放，导致应力集中在箱体的薄弱处，如顶板、底板以及侧板的焊接处，使这些部位成为受力最严重的部位，随着挖掘机作业的15
不断进行，这些部位不断的被挤压和扭曲，最终会造成应变开裂。

因此，加强动臂的承受力，成为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容
本实用新型为解决现有技术的不足，提供了一种挖掘机动臂结构。

本实用新型采用的技术方案是：一种挖掘机动臂结构，包括小动臂
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（1），转轴（2），铲斗气缸（3），大动臂（4），小动臂气缸（5），铲斗（6），连杆（7），大动臂气缸（8），驾驶室（9）等。

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大动臂气缸（8）和大动臂（4）通过转轴（2）安装在驾驶室（9）所在的基座上。

小动臂气缸（5）安装在大动臂（4）的正上方，伸出轴与大
动臂（4）的纵向平行。

小动臂（1）根据杠杆的原理，在一端安装小动臂
气缸（5），另一端与铲斗（6）安装。

中间与大动臂（4）通过转轴（2）
连接。

铲斗气缸（3）安装在小动臂（1）的正上方，伸出轴与小动臂（1）
的纵向平行。

连杆（7）的一端安装在小动臂（1）上，另一端安装在铲斗5
（6）上，铲斗（6）与小动臂（1）的一端通过转轴（2）连接。

由此，连
杆（7）和铲斗（6）构成三连杆机构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型设计了一种挖掘机动臂结构，
结构设计合理。

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附图说明
附图1为本实用新型的结构示意图；
附图标记说明：
1——小动臂、2——转轴、3——铲斗气缸、4——大动臂、5——小
动臂气缸、6——铲斗、7——连杆、8——大动臂气缸、9——驾驶室15
具体实施方式
本实用新型公开了一种挖掘机动臂结构，包括小动臂（1），转轴（2），
铲斗气缸（3），大动臂（4），小动臂气缸（5），铲斗（6），连杆（7），
大动臂气缸（8），驾驶室（9）等。

小动臂（1）和大动臂（4）及连杆（7），
通过转轴（2）连成可绕转轴（2）旋转的连杆体系，在小动臂气缸（5）20
和大动臂气缸（8）、铲斗气缸（3）的作用下，实现铲斗（6）的挖掘动
作。

大动臂气缸（8）和大动臂（4）通过转轴（2）安装在驾驶室（9）所
在的基座上。

小动臂气缸（5）安装在大动臂（4）的正上方，伸出轴与大
动臂（4）的纵向平行。

小动臂（1）根据杠杆的原理，在一端安装小动臂25
气缸（5），另一端与铲斗（6）安装。

中间与大动臂（4）通过转轴（2）
连接。

铲斗气缸（3）安装在小动臂（1）的正上方，伸出轴与小动臂（1）的纵向平行。

连杆（7）的一端安装在小动臂（1）上，另一端安装在铲斗（6）上，铲斗（6）与小动臂（1）的一端通过转轴（2）连接。

由此，连杆（7）和铲斗（6）构成三连杆机构。

5
以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

说明书附图
图1。