【正文】 中撒落。 ,常取 15176。擺角位置可以按圖 36布置。～ 160176。 ②保證鏟斗的擺角范圍。 ①保證轉(zhuǎn)斗挖掘時(shí)產(chǎn)生足夠大的斗齒挖掘力，即在鏟斗油缸全行程中產(chǎn)生的斗齒挖掘力應(yīng)大于正常工作情況下的挖掘阻力。在計(jì)算中初定鉸點(diǎn)位置，如不夠合理，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)修改。一般來說，斗桿越長，則其擺角范圍可以取得越小一些?！?130176。 ②保證斗桿的擺角范圍。油缸全伸時(shí)的力矩應(yīng)該足以支承滿載鏟斗和斗桿靜止不動(dòng)。 ①保證斗桿油缸產(chǎn)生足夠的斗齒挖掘力。 本設(shè)計(jì)選用動(dòng)臂油缸前傾布置方案。 顯然，不論是動(dòng)臂油缸前傾還是后傾方案，當(dāng) C、 D兩鉸點(diǎn)位置和 CE長度均不變時(shí)，通過加大動(dòng)臂油缸長 度可以增大動(dòng)臂仰角，從而增大最大挖掘高度，但會(huì)影響到最大挖掘深度 。因此，在動(dòng)臂油缸作用力相同時(shí)，后傾方圖為了增大后傾方案的挖掘深度，有的挖掘機(jī)將長動(dòng)臂 CE′ F′改換成短動(dòng)臂CE′ F″（圖 3－ 5），并配以長斗桿。以上為動(dòng)臂油缸后傾方案的缺點(diǎn)。 a) b)c)2121 d) 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁 當(dāng)兩方案的動(dòng)臂油缸安裝尺寸 DE′、鏟斗最大挖掘高度 H和地面最大挖掘半徑 R相等時(shí)，后傾方案的最大挖掘深度比前傾方案小，即 2h ＜ 1h 。當(dāng)動(dòng)臂油缸全伸出，將動(dòng)臂舉升至上極限位置，動(dòng)臂油缸軸線向轉(zhuǎn)臺(tái)前方傾斜。 圖 33 鏟斗與鏟斗液壓缸的連接方式 動(dòng)臂油缸的布置 動(dòng)臂油缸一般布 置在動(dòng)臂前下方，下端與回轉(zhuǎn)平臺(tái)鉸接，常見的有兩種具體布置方式。 確定動(dòng)臂、斗桿、鏟斗油缸的鉸點(diǎn)布置 反鏟工作裝置實(shí)際上是多個(gè)連桿機(jī)構(gòu)的組合。但其鏟斗挖掘力的平均值較小。 六連桿方式與四連桿方式相比在同樣的液 壓缸行程下能得到較大的鏟斗轉(zhuǎn)角，改善了機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性。圖 3－ 3d和 圖 3－ 3b類似，區(qū)別在于前者液 壓缸活塞桿端接于搖桿兩端之間。 本次設(shè)計(jì)斗容量為 m3挖掘機(jī)，所以 斗齒安裝方式為螺栓連接 . 鏟斗與鏟斗液壓缸的連接方式 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 鏟斗與鏟斗液壓缸有三種型式（圖 3－ 3），其區(qū)別主要在于液壓缸活塞桿端部與鏟斗的連接方式不同，圖 3－ 3a為直接連接，鏟斗、斗桿與鏟斗液壓缸組成四連桿機(jī)構(gòu)。斗齒的材料、形狀、安裝結(jié)構(gòu)及其尺寸參數(shù)都值得研究，對它的主要要求是挖掘阻力小，耐磨，易于更換。 4．裝設(shè)斗齒有 利于增大鏟斗與物料剛接觸時(shí)的挖掘線比壓，以便切入或破碎阻力較大有物料。 反 鏟 斗 對 比 試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 31 作業(yè)條件 鏟斗 編號 鏟斗充滿時(shí)間 （ s） 生產(chǎn)率 （ 10kN/h） 效率 （ %） 在頁巖中 作 業(yè) 鏟斗 1 鏟斗 2 100 在砂中 作 業(yè) 鏟斗 1 鏟斗 2 100 3．為了使裝進(jìn)鏟斗的物料不易掉出，鏟斗寬度與物料顆粒直徑之比應(yīng)大于 4： 1。用于粘土的鏟斗卸載時(shí)不易卸凈，因此延長了作業(yè)循環(huán)時(shí)間，降低了有效斗容量。斗底的縱向剖面形狀要適合各種物料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。另一個(gè)鏟斗的情況 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 則相反。由于砂的挖掘阻力較小，對鏟斗設(shè)計(jì)的合理性反映不靈敏，所以這兩種鏟斗的試驗(yàn)結(jié)果差別不大。 目前，對鏟斗結(jié)構(gòu)形式的研究還處于現(xiàn) 場試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)或模型試驗(yàn)階段，未建立起較系統(tǒng)的理論。鏟斗的作業(yè)對象繁多，作業(yè)條件也不同，用一個(gè)鏟斗來適應(yīng)任何作業(yè)對象和條件較困難。有些反鏟采用組合式斗桿。 本次設(shè)計(jì)作業(yè)條件比較單一，所以選用整體式彎動(dòng)臂。 由于上述優(yōu)點(diǎn)，組合式動(dòng)臂結(jié)構(gòu)雖比整體式動(dòng)臂復(fù)雜，但得到了較廣泛的應(yīng)用。一般情況下，下動(dòng)臂可以適應(yīng)各種作業(yè)裝置要求，不需拆換。 2．較合理地滿足各種類型作業(yè)裝置的參數(shù)和 結(jié)構(gòu)要求，從而較簡單地解決主要構(gòu)件的統(tǒng)一化問題。組合式動(dòng)臂的主要優(yōu)點(diǎn)是： 1．工作尺寸和挖掘力可以根據(jù)作業(yè)條件的變化進(jìn)行調(diào)整。其組合方式有兩類，一類用輔助連桿（或液壓缸）連接，另一類用螺栓連接。 如圖 1－ 1 所示。往往需要配備幾套完全 不通用的工作裝置。它的缺點(diǎn)是替換工作裝置少，通用 性較差。整體式彎動(dòng)臂在彎曲處的結(jié)構(gòu)形狀和強(qiáng)度值得注意，有時(shí)采用三節(jié)變動(dòng)臂有利于降低彎曲處的應(yīng)力集中。 直動(dòng)臂構(gòu)造簡單、輕巧、布置緊湊，主要用于懸掛式挖掘機(jī) ,如圖 3－ 1 所示。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 3 挖掘機(jī)的工作裝置 設(shè)計(jì) 確定動(dòng)臂、斗桿、 鏟斗的結(jié)構(gòu)形式 確定動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)形式 動(dòng)臂是工作裝置中的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往決定于動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)形式。 ⑤在必要時(shí)采用液壓先導(dǎo)或電液伺服操縱裝置，提高液壓挖掘機(jī)操作的舒適性，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 ③選擇輕 便、適用、耐振的冷卻散熱系統(tǒng)，減少系統(tǒng)總發(fā)熱量，使液壓系統(tǒng)工作溫度及溫升在規(guī)定范圍內(nèi)。 ①液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)應(yīng)具有較高效率，以充分 發(fā)揮 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 和燃油經(jīng)濟(jì)性。例如，對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走裝置有可靠的制動(dòng)和限速；防止動(dòng)臂因自重而下降過快；防止機(jī)器下坡行駛時(shí)超速溜坡等。 ③履帶式液壓挖掘機(jī)的左、右履帶應(yīng) 能 分別驅(qū)動(dòng)，使挖掘機(jī)行走轉(zhuǎn)彎方便靈活，并能實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，以提高 挖掘機(jī)的機(jī)動(dòng)性。 ①保證液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂、斗桿和鏟斗可以各自單獨(dú)動(dòng)作，也可以相互配合實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作。 對液壓系統(tǒng)作業(yè)動(dòng)作 要求 液壓挖掘機(jī)的動(dòng)作復(fù)雜，機(jī)構(gòu)經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)、換向，負(fù)載變化大，沖擊和振動(dòng)頻繁，而且野外施工作業(yè)，溫度變化和地理?xiàng)l件差別大，因此，應(yīng)根據(jù)液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和環(huán)境特點(diǎn)，對其液壓系統(tǒng)提出一些有別于其他應(yīng)用的基本要求。因此，要求液壓缸和液壓馬達(dá)的壓力和流量也能相應(yīng)變化。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 單斗液壓挖掘機(jī)作業(yè)過程 液壓挖掘機(jī)的作業(yè)過程 包括下列幾個(gè)間歇?jiǎng)幼鳎簞?dòng)臂升降、斗桿收放、鏟斗裝載、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)、整機(jī)行走，以及其它輔助動(dòng)作，除輔助動(dòng)作不需要功率 驅(qū)動(dòng)外，其它都是挖掘機(jī)的主要?jiǎng)幼鳎紤]全功率驅(qū)動(dòng)。 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案原則（總體） 按照挖掘機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)和裝置的傳動(dòng)要求，把各種液壓元件用管路有機(jī)連接起來的組合體叫做挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)。 ⑧ 工作裝置的結(jié)構(gòu)型式和布置便 于裝拆和維修，尤其是易損件的更換。 ⑦ 工作裝置液壓缸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮三化。采用變鉸點(diǎn)構(gòu)件或配套構(gòu)件時(shí)要注意分清主次，在滿足使用要求的前提下力求替換構(gòu)件種類少，結(jié)構(gòu)簡單，換裝方便。 ④ 確定鉸點(diǎn)布置，結(jié)構(gòu)型式和截面尺寸形狀時(shí)盡可能使受力狀態(tài)有利，在保證強(qiáng)度、剛度和連接剛性的條件下盡量減輕結(jié)構(gòu)自重。 ② 整機(jī)挖掘力的大小及其分布情況應(yīng)滿足使用要求，并具有一定的先進(jìn)性。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 2 總體 設(shè)計(jì)方案 工作裝置設(shè)計(jì)方案 原則 設(shè)計(jì)合理的工作裝置應(yīng)能滿足下列要求： ①主要工作尺寸及作業(yè)范圍能滿足要求，在設(shè)計(jì)通用反鏟裝置時(shí)要考慮與同類型、同等級機(jī)器相比的先進(jìn)性。例如，挖掘 基坑時(shí)由于挖掘深度較大，并要求有較陡而平整的基坑壁，則采用動(dòng)臂和斗桿同時(shí)工作；當(dāng)挖掘基坑底時(shí)， 挖掘行程將結(jié)束，為加速裝滿鏟斗，或挖掘過程中調(diào)整切削角時(shí)，則需要鏟斗液壓缸和斗桿液壓缸同時(shí)工作。由于挖掘力大且挖掘行程短，因此轉(zhuǎn)斗挖掘可用于清除障礙或提高生產(chǎn)率。動(dòng)臂液壓缸主要用于調(diào)整工作裝置的挖掘位置，一般不單獨(dú)直接挖掘土壤；斗桿挖掘 可獲得較大的挖掘行程，但挖掘力小一些。液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置主要用于挖掘 停機(jī)面以下的土壤，如挖掘溝壕、基坑等，其挖掘軌跡取決于各液壓缸的運(yùn)動(dòng)及其組合。 鏟斗 6 則鉸接于斗桿 4的末端，通過鏟斗液壓缸 5的伸縮來使鏟斗繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)臂 1的下鉸點(diǎn) 與回轉(zhuǎn)平臺(tái)鉸接，并以動(dòng)臂液壓缸 2 來支承動(dòng)臂，通過改變動(dòng)臂液壓缸 的行程即可改變動(dòng)臂傾角，實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂的升降 。 圖 1－ 1 整體式彎動(dòng)臂 87654321 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 液壓反鏟工作裝置一般由動(dòng)臂 動(dòng)臂液壓缸 斗桿液壓缸 斗桿 鏟斗液壓缸 鏟斗 連桿 7和搖桿 8等組成。 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。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。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(huì)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。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。 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(dòng)化、信息化、智能化的方向發(fā)展。 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。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。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(dòng)的“動(dòng)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。 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。伸縮臂式挖掘機(jī)的動(dòng)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。鉸接式工作裝置應(yīng)用較為普遍。 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(dòng)性好。 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。 輪胎式液壓挖掘機(jī)具有行走速度快，機(jī)動(dòng)性好，可在多種路面通行的特點(diǎn)。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。 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。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(dòng)，只有行走機(jī)構(gòu)有的為液壓傳動(dòng)，有的為機(jī)械傳動(dòng)。若液壓挖掘機(jī)中的某一個(gè)機(jī)構(gòu)采用機(jī)械傳動(dòng)，則稱其為非全液壓（或半液壓）挖掘機(jī)。 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(dòng)，分為全液壓傳動(dòng)和非全液壓（或稱半液壓）傳動(dòng)兩種。 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。 ③由于液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)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。由于可采用液壓先導(dǎo)控制，無論驅(qū)動(dòng)功率多大，操縱均很靈活、省力，司機(jī)的工作條件得到改善。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。而液壓挖掘機(jī)則不需要龐大和復(fù)雜的中間傳動(dòng)，大大簡化了結(jié)