【正文】 月 11 日 畢業(yè)論文日期： 2022 年 3 月 25 日至 2022 年 6 月 20 日 畢業(yè)論文題目： 2 噸液壓挖掘機的 挖掘機構(gòu) 畢業(yè)論文專題題目： 畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求： ： 標準斗容 ： ； 挖掘力 2噸 挖掘Ⅳ級及以下土壤。 ： 通過畢業(yè)實習(xí)、查閱資料，制定總體方案，完成主要部件裝配圖設(shè)計，設(shè)計總圖量不少于 3 張 0 號圖。 院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評語 （①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握； ② 獨立解決實際問題的能力；③ 研究內(nèi)容的 理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新 點；⑤ 工作態(tài)度 及工作量；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題； ⑧ 是否同意答辯等）： 成 績： 指導(dǎo)教師簽 字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；④工作量的大??；⑤取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑥寫作的規(guī)范程度；⑦總體評價及建議成績； ⑧ 存在問題； ⑨ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；④工作量的大??；⑤取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑥寫作的規(guī)范程度；⑦總體評價及建議成績； ⑧ 存在問題； ⑨ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文答辯及綜合成績 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯誤 有原則性錯誤 沒有 回答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績： 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負責(zé)人： 年 月 日 摘 要 本次設(shè)計的題目是履帶式液壓挖掘機挖掘機構(gòu)。 液壓挖掘機的主要特點為：能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大，能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，快速作用時，液壓元件產(chǎn)生的運動慣性小，加速性能好，并可作高速反轉(zhuǎn)，傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，可吸收沖擊和振動，操縱省力，易實現(xiàn)自動化控制，易于實現(xiàn)標準化、系列化、通用化。 在設(shè)計中，采用了履帶式行走裝置，來滿足要求。又因采用液壓傳動控制而使整機性能得以改善。另外，還對挖掘機的工作裝置 提出基于結(jié)構(gòu)推理的機構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計方法 。 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 動臂機構(gòu)參數(shù)的選擇 .................... 錯誤 !未定義書簽。 、搖臂參數(shù)的選擇 ................... 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 工作裝置的強度計算 ........................... 錯誤 !未定義書簽。 ................................ 錯誤 !未定義書簽。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)。 液壓挖掘機與機械傳動挖掘機一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運輸、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械設(shè)備。更換工作裝置后，可進行裝卸、安裝、打樁和拔除樹根等作業(yè)。 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。 在露天采礦場上，可用來剝離礦石或煤，也可用來進行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè)。 所以，液壓挖掘機作為工程機械的一個重要品種，對于減輕工人繁重的體力勞動，提高施工機械化水平，加快施工進度，促進各項建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都 起著很大的作用。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機，對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。液壓傳動與機械傳動相比有許多優(yōu)點。 ②能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，例如柱塞式液壓馬達的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可低 達1r/min。例如電動機在啟動時的慣性力矩比其平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時的驅(qū)動力矩大 50%，而液壓馬達則不大于 5%，加速中等功率電動機需 1s到數(shù)秒，而加速液壓馬達只需 。 ⑤易于實現(xiàn)標準化、系列化、通用化。液壓 挖掘機與同級機械傳動挖掘機相比，挖掘力約高 30%，例如 液壓挖掘機鏟斗挖掘力 120～ 150kN，而同級機械傳動挖掘機只有 100kN左右。這種往復(fù)運動一般速度不高，而所需作用力卻很大，要求在短時間內(nèi)通過變速或換向來完成各種復(fù)雜動作。因此，機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。由于結(jié)構(gòu)簡化，液壓挖掘機的質(zhì)量大約比相同斗容量的機械傳動挖掘機輕 30%，不僅節(jié)省了鋼材，而且降低了接地比壓。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 ②液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)有防止過載的能力，所以使用安全可靠，操縱簡便。更換工作裝置時，由于不牽連轉(zhuǎn)臺上部 的其他機構(gòu)，因此更換工作裝置容易，而機械式挖掘機則受到提升機構(gòu)和推壓機構(gòu)的牽連和限制。 ④ 液壓元件易于實現(xiàn)標準化、系列化和通用化，便于組織大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，進一步提高質(zhì)量和降低成本。 ?根據(jù)液壓挖掘機主要機構(gòu)傳動類型劃分。若挖掘、回轉(zhuǎn)、行走等幾個主要機構(gòu)的動作均為液壓傳動，則為全液壓挖掘機。一般說來，這種區(qū)別主要表現(xiàn)在行走機構(gòu)上。 ?根據(jù)行走機構(gòu)的類型劃分 根據(jù)行走機構(gòu)的不同，液壓挖掘機可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式及拖 式。在土質(zhì)松軟或沼澤地帶作業(yè)的液壓挖掘機，還可通過加寬履帶來降低接地比壓。通常，履帶行走的液壓挖掘機多為全液壓傳動。近年來，輪胎式挖掘機的生產(chǎn)量日漸增長。這種挖掘機拆裝方便，成本 低廉。 拖式液壓挖掘機沒有行走傳動機構(gòu)，行走時由拖拉機牽引， ?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。這種挖掘機的工作裝置靠各構(gòu)件繞鉸點轉(zhuǎn)動來完成作業(yè)動作。伸縮臂前端裝有鏟斗，適于進行平整和清理作業(yè)，尤其是修整溝坡。港口的疏浚工作，第一臺有確切記載的挖 掘機械是 1796年英國人發(fā)明的蒸汽“挖泥鏟”。 1950年，德國研制出世界上第一臺全液壓挖掘機。目前液壓挖掘機已經(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 機械設(shè)備。美國、德國和日本是液壓挖掘機的主要生產(chǎn)國，具有較高市場占有率。 國內(nèi)液壓挖掘機的發(fā)展概況 我國從 1967 年開始研制液壓挖掘機。到 20世紀 70 年代末 80年代初，長江挖掘機廠和杭州重型機械研制成 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 功了 WY160和 WY250 等液壓挖掘機產(chǎn)品。近年來我國經(jīng)濟增長迅速， 液 壓挖掘機市場需求不斷擴大，形成了巨大的挖掘機市場空間 ，但該行業(yè)主要由合資 企業(yè)和外資企業(yè)所壟斷。為了發(fā)展民族挖掘機產(chǎn)業(yè)，必須瞄準國際先進水平，圍繞國內(nèi)外兩個市場，在充分利用國際化配套的國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，增強自主創(chuàng)新意識，掌握核心設(shè)計制造技術(shù)，發(fā)揮性價比優(yōu)勢，提高產(chǎn)品競爭力，把我國液壓挖掘機產(chǎn)品做大做強。 反鏟裝置的工作原理 反 鏟工作裝置是液壓挖掘機的一種主要工作裝置，如圖 1－ 1所示。其構(gòu)造特點是各構(gòu)件之間全部采用鉸接連接，并通過改變各液壓缸行程來實現(xiàn)挖掘過程中的各種動作。 斗桿 4鉸接于動臂的上端，可繞鉸點轉(zhuǎn)動，斗桿與動臂的相對轉(zhuǎn)角由斗 液壓缸 5控制，當(dāng)斗桿液壓缸伸縮時，斗桿即可繞動臂上鉸點轉(zhuǎn)動。為了增大鏟斗的轉(zhuǎn)角，鏟斗液壓缸一般通過連桿機構(gòu)（即連桿 7和搖桿 8）與鏟斗連接。反鏟液壓挖掘機的工作過程為，先下放動臂至挖掘位置，然后轉(zhuǎn)動斗桿及鏟斗，當(dāng)挖掘至裝滿鏟斗時，提升動臂使鏟斗離開土壤，邊提升邊回轉(zhuǎn)至 卸載位置，轉(zhuǎn)斗卸出土壤，然后再回轉(zhuǎn)至工作裝置開始下一次作業(yè)循環(huán)。轉(zhuǎn)斗挖掘的行程較短，為使鏟斗在轉(zhuǎn)斗挖掘結(jié)束時裝滿鏟斗，需要較大的挖掘力以保證能挖掘較大厚度的土壤， 因此挖掘機的最大挖掘力一般由鏟斗 液壓缸實現(xiàn)的。在實際工作中，熟練的液壓挖掘機人員可根據(jù)實際情況，合理操縱各個液壓缸，往往是各液壓缸聯(lián) 合 工作，實現(xiàn)最有效的挖掘作業(yè)。 本次設(shè)計任務(wù) 本次設(shè)計斗容量 的工作裝置及液壓系統(tǒng) ，采用履帶式行走裝置，全液壓驅(qū)動，挖Ⅲ及以下土壤。 考慮國家標準的規(guī)定 ，并注意到結(jié)構(gòu)參數(shù)受結(jié)構(gòu)碰撞限制等的可能性。 ③ 功率利用情況盡可能好，理論工作時間盡可能短。 ⑤ 作業(yè)條件 復(fù)雜，使用情況多變時應(yīng)考慮工作裝置的通用性。 ⑥ 運輸或停放時工作裝置應(yīng)有合理的姿態(tài)，使運輸尺寸小，行駛穩(wěn)定性好，保證安全 可靠，并盡可能使液壓缸卸載或減載。采用系列參數(shù)，盡可能減少液壓缸零件種類，尤其是易損件的種類。 ⑨ 要采取合理措施來滿足特殊使用要求。液壓系統(tǒng)的功能是把發(fā)動機的機械能以油液為介質(zhì)，利用液壓泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗苓M行傳送，然后通過液壓缸和液壓馬達等 執(zhí)行元件轉(zhuǎn)換 為機械能，實現(xiàn)各種動作。 由于挖掘機的作業(yè)對象和工作條件變化較大，主機的工作有兩項特殊要求： ① 實現(xiàn)各種主要動作時，阻力與作業(yè)速度隨時變化。 ② 為了充分利用發(fā)動機功率和縮短作業(yè)循環(huán)時間，工作過程中往往要求有兩個主要動作同時進行，叫做復(fù)合動作，這兩項要求需要由液壓系統(tǒng)來保證 。 液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足的作業(yè)動作要求如下。 ②保證工作裝置的動作與回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)動作既能單獨動作，又能作復(fù)合動作，以提高液壓挖掘機的作業(yè)效率。 ④保證液壓挖掘機工作安全可靠，對各機構(gòu)及液壓執(zhí)行元件應(yīng)具有完善的安全保護措施。 對液壓系統(tǒng) 基本的要求 根據(jù)液壓挖掘機的作業(yè)動作和環(huán)境特點，對液壓系統(tǒng)提出如下要求。 ②液壓系統(tǒng)和液壓元件在大負載和劇烈振動沖擊作用下，應(yīng)具有足夠的可靠性。 ④由于液壓挖掘機作業(yè)現(xiàn)場塵土多，液壓油被污染，因此液壓系統(tǒng)的 密封性能要好，整個液壓系統(tǒng)要設(shè)置濾油器和防塵裝置。 ⑥在液壓系統(tǒng)中采用先進的自動控制技術(shù)，提高液壓挖掘機的技術(shù)性能指標，使液壓挖掘機具有節(jié)能、高效和自動適應(yīng)負載變化的特點。反鏟動臂分為整體式和組合式兩類。 圖 31 整體式直動臂 采用整體式彎動臂有利于得到較大的挖掘深度，它是專用反鏟裝置的常見形式。 整體式變動臂結(jié)構(gòu)簡單、價廉，剛 度相同時結(jié)構(gòu)重量較組合式動臂輕。 為了擴大機械通用性，提高其利用率。一般說，長期用于作業(yè)相似的反鏟采用整體式動臂結(jié)構(gòu)比較合適。 組合式動臂一般都為彎臂形式。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 組合式動臂與整體式動臂相比各有優(yōu)缺點，它們分別適用于不同的作業(yè)條件。當(dāng)采用螺栓或連桿連接時調(diào)整時間只需十幾分鐘，采用液壓缸連接時可以進行無級調(diào)節(jié)。因此其替換工作裝置較多，替換也方便。 3．裝車運輸