【正文】 ........................................ 17 、斗桿、鏟斗機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇 ........................... 18 ................. 錯誤 !未定義書簽。 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 ......................... 錯誤 !未定義書簽。 動臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇 .................... 錯誤 !未定義書簽。 ..................... 錯誤 !未定義書簽。 、搖臂參數(shù)的選擇 ................... 錯誤 !未定義書簽。 4 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .......................... 錯誤 !未定義書簽。 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 ............ 錯誤 !未定義書簽。 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 ............... 錯誤 !未定義書簽。 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 ......... 錯誤 !未定義書簽。 ................... 錯誤 !未定義書簽。 5 工作裝置的強(qiáng)度計(jì)算 ........................... 錯誤 !未定義書簽。 ................................ 錯誤 !未定義書簽。 ................................ 錯誤 !未定義書簽。 6 液壓挖掘機(jī)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì) ................................ 20 ....................... 20 ............................... 21 結(jié) 論 ....................................................... 28 參考文獻(xiàn) ..................................................... 29 致 謝 ....................................................... 30 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 1 緒論 液壓挖掘 機(jī)是在機(jī)械傳動挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的工作過程是以鏟斗的切削刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。 液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機(jī)械設(shè)備。 在建筑工程中，可用來挖掘苦坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場地等。更換工作裝置后，可進(jìn)行裝卸、安裝、打樁和拔除樹根等作業(yè)。 在水利施工中，可用來開挖水 庫、運(yùn)河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠，疏浚和挖深原有河道等。 在鐵路、公路建設(shè)中，用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝等。 在石油、電力、通信業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)及市政建設(shè)中，用來挖掘電纜溝和管道等。 在露天采礦場上，可用來剝離礦石或煤，也可用來進(jìn)行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。 在軍事工程中，或用來筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。 所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對于減輕工人繁重的體力勞動，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都 起著很大的作用。據(jù)建筑施工部 門統(tǒng)計(jì)，一臺斗容量 挖掘Ⅰ～Ⅳ級土壤時(shí) ，每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)于 300～ 400個(gè)工人一天的工作量。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和基本類型 液壓挖掘機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn) 液壓挖掘機(jī)在動力裝置之間采用容積式液壓靜壓傳動，即靠液體的壓力能進(jìn)行工作。液壓傳動與機(jī)械傳動相比有許多優(yōu)點(diǎn)。 ①能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大，例如液壓馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比可達(dá) 1000∶ 1。 ②能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，例如柱塞式液壓馬達(dá)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可低 達(dá)1r/min。 ③快速作用時(shí)，液壓元件產(chǎn)生的運(yùn)動慣性小，加速性能好，并可作調(diào)整反轉(zhuǎn)。例如電動機(jī)在啟動時(shí)的慣性力矩比其平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動力矩大 50%，而液壓馬達(dá)則不大于 5%，加速中等功率電動機(jī)需 1s到數(shù)秒，而加速液壓馬達(dá)只需 。 ④傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，可吸收沖擊和振動，操縱省力，易實(shí)現(xiàn)自動化控制。 ⑤易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。 基于液壓傳動的 上述優(yōu)點(diǎn)，液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動挖掘機(jī)相比，具有下列主要特點(diǎn)： ①大大改善了挖掘機(jī)的技術(shù)性能，挖掘力大、牽引力大，機(jī)器重量，傳動平穩(wěn)，作用效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓 挖掘機(jī)與同級機(jī)械傳動挖掘機(jī)相比，挖掘力約高 30%，例如 液壓挖掘機(jī)鏟斗挖掘力 120～ 150kN，而同級機(jī)械傳動挖掘機(jī)只有 100kN左右。 挖掘機(jī)在工作時(shí)的主要動作包括行走、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)和工作裝置的作業(yè)動作，其中動作最頻繁的是回轉(zhuǎn)和工作裝置的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動。這種往復(fù)運(yùn)動一般速度不高，而所需作用力卻很大，要求在短時(shí)間內(nèi)通過變速或換向來完成各種復(fù)雜動作。機(jī)械傳動挖掘機(jī)完成上述運(yùn)動需通過磨擦離合器、減速器、制動器、逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、提升和推壓機(jī)構(gòu)等配合來完成。因此，機(jī)械傳動挖掘力不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且還要產(chǎn)生很大的慣性力和沖擊載荷。而液壓挖掘機(jī)則不需要龐大和復(fù)雜的中間傳動，大大簡化了結(jié)構(gòu)，也減少了易損件。由于結(jié)構(gòu)簡化，液壓挖掘機(jī)的質(zhì)量大約比相同斗容量的機(jī)械傳動挖掘機(jī)輕 30%，不僅節(jié)省了鋼材，而且降低了接地比壓。液壓挖掘機(jī)上的各種液壓元件可相對獨(dú)立布置，使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀，同時(shí)也易于改進(jìn)或變型。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 ②液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)有防止過載的能力，所以使用安全可靠，操縱簡便。由于可采用液壓先導(dǎo)控制，無論驅(qū)動功率多大，操縱均很靈活、省力，司機(jī)的工作條件得到改善。更換工作裝置時(shí)，由于不牽連轉(zhuǎn)臺上部 的其他機(jī)構(gòu)，因此更換工作裝置容易，而機(jī)械式挖掘機(jī)則受到提升機(jī)構(gòu)和推壓機(jī)構(gòu)的牽連和限制。 ③由于液壓傳動易于實(shí)現(xiàn)自動控制，因此現(xiàn)代液壓挖掘機(jī)普遍采用了以微處理器為核心的電子控制單元（ ECU），使發(fā)動機(jī)、液壓泵、控制閥和執(zhí)行元件在最佳匹配狀態(tài)下工作，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和提高作業(yè)效率，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)整機(jī)狀態(tài)參數(shù)的電子監(jiān)控和故障診斷。 ④ 液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于組織大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)一步提高質(zhì)量和降低成本。 液壓挖掘機(jī)的基本類型及主要特點(diǎn) 液壓挖掘機(jī)種類繁多，可以從不同角度對其類型進(jìn)行劃分。 ?根據(jù)液壓挖掘機(jī)主要機(jī)構(gòu)傳動類型劃分。 根據(jù)液壓挖掘機(jī)主要機(jī)構(gòu)是否全部采用液壓傳動，分為全液壓傳動和非全液壓（或稱半液壓）傳動兩種。若挖掘、回轉(zhuǎn)、行走等幾個(gè)主要機(jī)構(gòu)的動作均為液壓傳動，則為全液壓挖掘機(jī)。若液壓挖掘機(jī)中的某一個(gè)機(jī)構(gòu)采用機(jī)械傳動，則稱其為非全液壓（或半液壓）挖掘機(jī)。一般說來，這種區(qū)別主要表現(xiàn)在行走機(jī)構(gòu)上。對液壓挖掘機(jī)來說，工作裝置及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)必須是液壓傳動，只有行走機(jī)構(gòu)有的為液壓傳動，有的為機(jī)械傳動。 ?根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的類型劃分 根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的不同，液壓挖掘機(jī)可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式及拖 式。 履帶式液壓挖掘機(jī)應(yīng)用最廣，在任何路面行走均有良好的通過性，對土壤有足夠的附著力，接地比壓小，作業(yè)時(shí)不需設(shè)支腿，適用范圍較大。在土質(zhì)松軟或沼澤地帶作業(yè)的液壓挖掘機(jī)，還可通過加寬履帶來降低接地比壓。為防止對路面的碾壓破壞、有些液壓挖掘機(jī)還采用了橡膠履帶。通常，履帶行走的液壓挖掘機(jī)多為全液壓傳動。 輪胎式液壓挖掘機(jī)具有行走速度快，機(jī)動性好，可在多種路面通行的特點(diǎn)。近年來，輪胎式挖掘機(jī)的生產(chǎn)量日漸增長。 懸掛式液壓挖掘機(jī)是將工作裝置安裝在輪胎式或履帶式拖拉機(jī)上，可以達(dá)到一機(jī)多用的目的。這種挖掘機(jī)拆裝方便，成本 低廉。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 汽車式液壓挖掘機(jī)一般采用標(biāo)準(zhǔn)的汽車底盤，速度快，機(jī)動性好。 拖式液壓挖掘機(jī)沒有行走傳動機(jī)構(gòu)，行走時(shí)由拖拉機(jī)牽引， ?根據(jù)工作裝置劃分 根據(jù)工作裝置結(jié)構(gòu)不同，可分為鉸接式和伸縮臂式挖掘機(jī)。鉸接式工作裝置應(yīng)用較為普遍。這種挖掘機(jī)的工作裝置靠各構(gòu)件繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動來完成作業(yè)動作。伸縮臂式挖掘機(jī)的動臂由主臂及伸縮臂組成，伸縮臂可在主臂臂內(nèi)伸縮，還可以變幅。伸縮臂前端裝有鏟斗，適于進(jìn)行平整和清理作業(yè)，尤其是修整溝坡。 液壓挖掘機(jī)的發(fā)展概況 挖掘機(jī)械的最早雛形，主要用于河道。港口的疏浚工作，第一臺有確切記載的挖 掘機(jī)械是 1796年英國人發(fā)明的蒸汽“挖泥鏟”。而能夠模擬人的掘土工作，在陸地上使用的蒸汽機(jī)驅(qū)動的“動力鏟”于 1835 年在美國誕生，主要用于修筑鐵路的繁重工作，被認(rèn)為是現(xiàn)代挖掘機(jī)的先驅(qū)，距今已有 170多 年歷史。 1950年，德國研制出世界上第一臺全液壓挖掘機(jī)。由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)、新材料不斷在挖掘機(jī)上得到應(yīng)用，尤其是電子技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用使得液壓挖掘機(jī)在作業(yè)效率、可靠性、安全性和操作舒適性以節(jié)能、環(huán)保等方面有了長足的進(jìn)步。目前液壓挖掘機(jī)已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，成為土石方施工不可缺少的重要 機(jī)械設(shè)備。 國外液壓挖掘機(jī)目前水平及發(fā)展趨勢 工業(yè)發(fā)達(dá)國家的液壓挖掘機(jī)生產(chǎn)較早，產(chǎn)品線齊全，技術(shù)成熟。美國、德國和日本是液壓挖掘機(jī)的主要生產(chǎn)國，具有較高市場占有率。 20世紀(jì)后期開始，國際上液壓挖掘機(jī)的生產(chǎn)從產(chǎn)品規(guī)格上看，在穩(wěn)定和完善主力機(jī)型的基礎(chǔ)上向大型化、微型化方向發(fā)展；從產(chǎn)品性能上看，向高效節(jié)能化、自動化、信息化、智能化的方向發(fā)展。 國內(nèi)液壓挖掘機(jī)的發(fā)展概況 我國從 1967 年開始研制液壓挖掘機(jī)。早期開發(fā)成功的產(chǎn)品主要有上海建筑機(jī)械廠的 WY100、貴陽礦山機(jī)器廠的 W4－ 60、合肥礦山機(jī) 器廠的 WY60等。到 20世紀(jì) 70 年代末 80年代初，長江挖掘機(jī)廠和杭州重型機(jī)械研制成 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 功了 WY160和 WY250 等液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品。從 1994年開始，美國的卡特彼勒公司、日本的神戶制鋼所、日本的小松制作所、日本的日立建機(jī)株式會社、韓國大宇重工、韓國現(xiàn)代重工業(yè)以及德國利勃海爾、德國雪孚、德國阿特拉斯、瑞典沃爾沃等公 司先后在中國建立了中外合資、外商獨(dú)資挖掘機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)具有世界先進(jìn)水平的多種型號和規(guī)格的液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品。近年來我國經(jīng)濟(jì)增長迅速， 液 壓挖掘機(jī)市場需求不斷擴(kuò)大，形成了巨大的挖掘機(jī)市場空間 ，但該行業(yè)主要由合資 企業(yè)和外資企業(yè)所壟斷。國內(nèi)一些工程機(jī)械待業(yè)的上市股分公司合資的方式介入了挖掘機(jī)產(chǎn)業(yè)，同時(shí)國內(nèi)還有眾多的企業(yè)也在生產(chǎn)液壓挖掘機(jī)，但在生產(chǎn)規(guī)模、品種、質(zhì)量等方面與國外大公司相比還有一定差距。為了發(fā)展民族挖掘機(jī)產(chǎn)業(yè)，必須瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)水平，圍繞國內(nèi)外兩個(gè)市場，在充分利用國際化配套的國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)自主創(chuàng)新意識，掌握核心設(shè)計(jì)制造技術(shù)，發(fā)揮性價(jià)比優(yōu)勢，提高產(chǎn)品競爭力，把我國液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品做大做強(qiáng)。 本次設(shè)計(jì)概述 本 次設(shè)計(jì)斗容量為 ,全液壓履帶式挖掘機(jī)型號為 WY20 型，由于履帶式液壓挖掘機(jī) 有良好通 過性能應(yīng)用最廣，對松軟地面或沼澤地帶還可采用加寬、加長以及浮式履帶來降低接地比壓。 反鏟裝置的工作原理 反 鏟工作裝置是液壓挖掘機(jī)的一種主要工作裝置，如圖 1－ 1所示。 圖 1－ 1 整體式彎動臂 87654321 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）