【正文】 起到調(diào)速作用，以及能量回收和再利用，系統(tǒng)中的蓄能器可以儲存回收能量也可減少沖擊和振動。工作裝置是挖掘機完成各種動作的主要部分，可分為反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，相同的裝置結(jié)構(gòu)也可以不同，在挖掘機中應(yīng)用最廣范的工作裝置是反鏟裝置?？煞譃槁膸胶洼喬ナ絻煞N。挖掘機采用車用柴油機時，最大功率指數(shù)降低。這些組成部分的質(zhì)量將直接影響到挖掘機的綜合性能。挖掘機司機扳動操縱手柄，使回轉(zhuǎn)馬達控制閥接通，此時回轉(zhuǎn)馬達帶動上部平臺一起轉(zhuǎn)動，將鏟斗轉(zhuǎn)向待挖區(qū)，與此同時扳動動臂油缸換向閥，使動臂缸上端進油，動臂下降，直至鏟斗接觸地面，在操縱斗桿油缸和鏟斗油缸的換向閥，兩缸的無桿腔進油，以此復(fù)合動作提高挖掘速度，鏟斗滿土后，將斗桿油 缸和鏟斗油缸的操縱手柄撥到中位，此時鏟斗缸和斗桿缸均鎖緊，再將動臂缸換向閥換向，動臂缸的無桿腔進油，動臂舉升，升到卸載高度位置，再將回轉(zhuǎn)換向閥換向，使平臺轉(zhuǎn)到運土車方向，此時鏟斗處在運輸車上方，再操作斗桿缸使鏟斗稍降，然后再控制鏟斗缸將土卸載，完成后又重復(fù)上述動作，進行下一次的挖掘。挖掘機的基本性能決 定于各部分的構(gòu)造、性能及其綜合的效果。 的全回轉(zhuǎn)。 圖 液壓挖掘機的組成 1— 柴油機、 2機罩、 3一油箱、 4多路閥、 6回轉(zhuǎn)減速器、 7回轉(zhuǎn)馬達、 8回轉(zhuǎn)接頭、 9駕駛室、 10動臂、 11動臂油缸、 12操縱臺、 13邊齒、 14斗齒、 15鏟斗、 16斗桿油畢業(yè)設(shè)計 7 第 頁 共 72 頁 缸、 17斗桿、 18鏟斗油缸、 19平衡重、 20轉(zhuǎn)臺、 21行走減速器、 22行走馬達、 23托鏈輪、 24履帶、Ⅰ 工作 裝量、Ⅱ 上部轉(zhuǎn)臺、Ⅲ 行走機構(gòu) 主機是完成挖掘機基本動作并作為驅(qū)動和操縱挖掘機進行工作的基礎(chǔ)，其行走形式可分為履帶式和輪式，可細分為行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和動力裝置。 液壓挖掘機結(jié)構(gòu) (1) 液壓挖掘機組成 一般單斗液壓挖掘機由兩個基本組成部分，即主機和工作裝置。也容易自動化控制。 3)傳動較平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡易，可減少沖擊和振動。 畢業(yè)設(shè)計 5 第 頁 共 72 頁 接地比壓 鏟斗挖掘力 138kN 工作范圍示意圖如 ： 圖 挖掘機作業(yè)范圍圖 1. 最大挖掘深度 2. 最大水平移動距離 3. 最大挖掘高度 4. 最大裝載高度 5. 最小裝載高度 6. 最大水平切削深度 7. 最大垂直挖掘深度 畢業(yè)設(shè)計 6 第 頁 共 72 頁 2 液壓挖掘機結(jié)構(gòu)與工作原理 總所周知，液壓傳動較機械傳動有很多的優(yōu)點： 1)由于驅(qū)動介質(zhì)為液壓油，故其傳動路線可經(jīng)管路彎曲多變，可節(jié)約空間，比機械傳動的布局要靈活很多。以下為本次挖掘機液壓系統(tǒng)設(shè)計的參數(shù)： 如圖 三一重工 SY200C 履帶式液壓挖掘機 圖 三一重工 SY200C履帶式液壓挖掘機 畢業(yè)設(shè)計 4 第 頁 共 72 頁 表 挖掘機液壓系統(tǒng)設(shè)計的參數(shù) 整機尺寸 總長（運輸 時） 9397mm 總寬度 2800mm 總高度（運輸時） 2956mm 上部寬度 2710mm 總高度（駕駛室頂部） 2930mm 標(biāo)準履帶板寬度 600mm 軌距 2200mm 最小離地間隙 440mm 尾部回轉(zhuǎn)半徑 2750mm 履帶接地長度 3260mm 履帶長度 4064mm 作業(yè)范圍 最大挖掘高度 9305mm 最大卸載高度 6630mm 最大挖掘深度 6630mm 最大垂直臂挖掘深度 5980mm 最大挖掘機距離 9885mm 最小回轉(zhuǎn)半徑 3630mm 最小回轉(zhuǎn)半徑時的最大高度 7570mm 性能參數(shù) 工作質(zhì)量 20300kg 標(biāo)準鏟斗容量 179。 本設(shè)計主要是恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)技術(shù)的液壓系統(tǒng)。 (8)增大鏟斗容量，加大功率，提高生產(chǎn)效率。 (6)液壓系統(tǒng)不斷改進，液壓組件不斷更新。 (4)工作裝置結(jié)構(gòu)不斷改進，工作范圍不斷擴大。目前國際上采用的節(jié)能發(fā)展趨勢有： 電液比例控制智能化； 柴油機電噴控制； 負荷傳感控制將繼續(xù)發(fā)展； 六通多路閥繼續(xù)存在； 畢業(yè)設(shè)計 3 第 頁 共 72 頁 進一步改進閥控節(jié)能控制； 多功能組合； 可變參數(shù)控制； 泵 — 發(fā)動機匹配控制將進一步“智能化”； 現(xiàn)場總線技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)將大量應(yīng)用。我國己經(jīng)形成了挖掘機的系列化生產(chǎn)，近年來還開發(fā)了許多新產(chǎn)品，引進了國外的一些先進的生產(chǎn)率較高的挖掘機型號，單斗液壓挖掘機有以下 的趨勢 : (1)向大型化發(fā)展的同時向微型化發(fā)展。 當(dāng)前，國外挖掘機的生產(chǎn)正向大型化、微型化、多能化，專用化及智能化的方向邁進。他們設(shè)計出了不少性能良好的液壓系統(tǒng)；但也經(jīng)常出現(xiàn)一些因設(shè)計時考慮不周或參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)，造成 系統(tǒng)達不到要求或不能正常工作，不得不改進設(shè)計或采取應(yīng)急對策的情況。另為滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，盡快為國內(nèi)市場提供產(chǎn)品質(zhì)量好、可靠性高的液壓挖掘機，改變大中型液壓挖掘機長期依靠進口的被動局面當(dāng)務(wù)之急是高速發(fā)展我國液壓挖掘機。顯然，挖掘機在整個工程機械行業(yè)中是產(chǎn)、銷量增長最快的機種之一。尤其是在十一五期間，我國 內(nèi)品牌的液壓挖掘機發(fā)展迅速，在國內(nèi)的市場占有率也快速提高，如表 1。今后幾年我國液壓挖掘機行業(yè)將會有一個很大的發(fā)展，其年產(chǎn)量將會以高于 20％的速度增長。因此，可以肯定液壓挖掘機的發(fā)展空間 很大。如 汶川大地震發(fā)生后，三一重工派出數(shù)十臺挖掘機日夜兼程趕往災(zāi)區(qū)用于道路疏通，傷員搶救，以及災(zāi)后重建工作等。例如，國外的有日本小松、 德國力士樂、 OK 公司等，國內(nèi)有徐工集團、中聯(lián)重科、三一集團、廣西柳工集團、龍工集團、山河智能等企業(yè)。為整個社會的快速發(fā)展作出了巨大的貢獻 。畢業(yè)設(shè)計 1 第 頁 共 72 頁 1 緒 論 設(shè)計背景及目的 液壓挖掘機是一種廣泛用于建筑、公路、鐵路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機械。液壓挖掘機利用液壓元件（液壓泵、液壓馬達、液壓缸等）帶動各種構(gòu)件動作，具有非常多得優(yōu)點，而且只要加裝不同的輔助設(shè)備即可用來抓物，鉆孔，推土，清溝，破碎等作業(yè)， 是工程機械的一個重要品種，能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境狀況，大大提高了工作效率，改善了人的勞動強度。 隨著技術(shù)日漸成熟，國內(nèi)外一些知名的工程機械制造企業(yè)發(fā)展均比較迅速。工程機械制造業(yè)的迅速發(fā)展不僅在專業(yè)方面做出了卓越貢獻，同時也為整個社會的建筑風(fēng)貌、自然救災(zāi)等方面作出了偉大的貢獻。 我國是一個發(fā)展中國家，在遼闊的國土上正在進行大規(guī)模的經(jīng)濟建設(shè)，這就需要大量的土石方施工機械為其服務(wù)，而液壓挖掘機是最重要的一類土石方施工機械?？梢灶A(yù)見，隨著國家經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，對挖掘機的需求量將逐年大幅度增長。 從 1967 年到 1977 年間，國內(nèi)通過數(shù)年堅持不懈的努力，克服了重重困難，終于有少量幾種規(guī)格的液壓挖掘機產(chǎn)品獲得初步成功，當(dāng)時有上海建筑機械廠的WY100；貴陽礦山機器廠的 W460；合肥礦山機器廠的 WY60；長江挖掘機廠的 WY160和杭州重型機械廠的 WY250 等，到現(xiàn)在，短短的 40 多年，挖掘機的產(chǎn)量和銷量有了飛躍式的提高。 畢業(yè)設(shè)計 2 第 頁 共 72 頁 表 20202020年各品牌挖掘機市場占有率 (%) 年份 2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 2020 年 日系 韓系 歐美系 中國品牌 由表可見，國 內(nèi)品牌的挖掘機市場占有率迅速提高。 2020 年北京奧運會、 2020 年上海世博會、西部大開發(fā)、南水北調(diào)工程對機械設(shè)備的需求為挖掘機生產(chǎn)廠商提供了大量商機。隨之從事液壓設(shè)備設(shè)計和調(diào)試工作的工程技術(shù)人員也越來越多。 如何設(shè)計出工作可靠、構(gòu)造簡單、性能好、成本低、效率高、維護使用方便的液壓系統(tǒng)，必須通過調(diào)查研究，明確多方面的要求。國外挖掘機行業(yè)重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料，加快了向標(biāo)準化、系列化、通用化發(fā)展的步伐。 (2)更為普遍地采用節(jié)能技術(shù)。 (3)不斷提高可靠性和使用壽命。 (5)由內(nèi)燃機驅(qū)動向混合動力驅(qū)動發(fā)展。 (7)應(yīng)用微電子、氣、液等機電一體化綜合技術(shù)。 (9)盡可能使用先進的液壓系統(tǒng)，如融入二次調(diào)節(jié)技術(shù)，簡化管路布局。簡單分析液壓挖掘機的基本機構(gòu)和工作原理、工況特點和工作范圍；了解目前市場現(xiàn)有的挖機零部件的生產(chǎn)及技術(shù)情況，進行對比優(yōu) 化設(shè)計，制定出一個完整的挖機液壓驅(qū)動系統(tǒng)，提高挖機工作性能和節(jié)約能耗為目的。 行走高度（高 /低） 回轉(zhuǎn)速度 爬坡能力 70%/35176。 2)被驅(qū)動件能實現(xiàn)無級調(diào)速而且范圍較廣，最大傳動比可達 1000，并可高速逆轉(zhuǎn)。 4)操縱靈活而且省力，如汽車方向盤的控制，較以往的連桿機構(gòu)省力多了。 基于以上的優(yōu)點液壓挖掘 機逐步取代機械式挖掘機是必然的趨勢。如圖 示。其中動力裝置、操縱機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)和輔助設(shè)備均可在回轉(zhuǎn)平臺上，總稱上車部分，它與行走機構(gòu) (又稱下車部分 )用回轉(zhuǎn)支撐相連，平臺可以圍繞中央回轉(zhuǎn)軸作 360176。工作裝置根據(jù)工作性質(zhì)的不同，可配備反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，分別完成挖掘、裝載、抓取、起重、鉆孔、打樁、破碎、修坡、清溝等工作。 (2) 液壓挖掘機工作循環(huán)過程 首先液壓挖掘機的行走回路控制馬達行走至待作業(yè)區(qū)，然后調(diào)停挖掘機，并鎖緊行走回路防止在作業(yè)過程中滑坡溜走等，同時也將運輸土方的車停在挖掘機旁邊，方便挖掘機鏟滿土后進行卸載。 液壓挖掘機整機性能 液壓挖掘機由 :動力系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。 (1) 動力系統(tǒng) 動力系統(tǒng)是整個挖掘機動作的動力源，由于挖掘機的工況復(fù)雜，負荷大小多變，而 且環(huán)境溫差變化大，粉塵顆粒多，易造成污染，不變維護，此時液壓挖掘機多采用柴油發(fā)動機，柴油發(fā)動機的動力可靠，功率特性曲線較硬，而且柴油價畢業(yè)設(shè)計 8 第 頁 共 72 頁 格實惠，符合工作條件惡劣，負載多變的需求，挖掘機的額定負荷與汽車、拖拉機不同，汽車和拖拉機指在最高轉(zhuǎn)速下、連同機油泵、發(fā)電機等必要附件，一分鐘內(nèi)的最大功率；挖掘機是指在額定轉(zhuǎn)速下一小時以上的額定功率。 (2) 機械系統(tǒng) 機械系統(tǒng)部分是實現(xiàn)挖掘機各種基本動作的直接執(zhí)行者，其行走裝置是整機的支撐機構(gòu)，承受機器的全部重量和工作裝置的反力，而 且能使挖掘機作短途行駛。上車部分可繞回轉(zhuǎn)軸作 0360 回轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)挖掘和卸載動作的需要，包括驅(qū)動裝置和回轉(zhuǎn)支撐。 (3) 液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)是控制各執(zhí)行器運動和停止的系統(tǒng)，如對回轉(zhuǎn)、行走及工作裝置的控制都由液壓傳動系統(tǒng)完成。把各液壓元件用油管有機地連接起來地組合體既是液壓挖掘機地液壓系統(tǒng)。本次設(shè)計采用 了恒壓網(wǎng)絡(luò)二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)，不同的液壓系統(tǒng)，均可達到工作要求，但在節(jié)能方面卻有所不同，主要體現(xiàn)在形式上、節(jié)能效率上。 (4) 控制系統(tǒng) 在挖掘機中，對發(fā)動機轉(zhuǎn)速、主油泵的排量，換向閥的換向，執(zhí)行元件的速度的控制稱為挖掘機的控制系統(tǒng)。此時，電子技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)揮了重要作用，既可實現(xiàn)節(jié)能又可使操作更方便，如近畢業(yè)設(shè)計