【正文】 發(fā)展趨勢 工業(yè)發(fā)達國家的液壓挖掘機生成較早，產品線齊全，技術成熟，美國德國日本式挖掘機的主要生產國，具有較高的市場占有率，從20世紀后期開始，國際上液壓挖掘機的生產從產品規(guī)格上看，在穩(wěn)定和完善主力機型的基礎上向大型化、微型化方向發(fā)展，從功能上看，在滿足基本功能的基礎上，向多功能化，專業(yè)化方向發(fā)展，從產品性能上看，向高效節(jié)能化、自動化、信息化、智能化的方向發(fā)展。采用液壓傳動，能實現(xiàn)無級調速。 設計參數(shù)：機重 18T 標準斗容量 最大行走速度 35KM\h 發(fā)動機功率 80100KW 爬坡能力不低于 40% 履帶式液壓挖掘機的總體構造與組成液壓挖掘機主要有發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置和電器控制等部分組成。電氣控制系統(tǒng)包括監(jiān)控盤、發(fā)動機控制系統(tǒng)、泵控制系統(tǒng)、各類傳感器、電磁閥等。(1)動力系統(tǒng) 柴油機是用柴油做燃料的內燃機，屬于壓縮點火式發(fā)動機，柴油機具有熱效率高的顯著特點，經濟性優(yōu)于汽油機，功率大，符合工程機械向大型化發(fā)展的趨勢。柴油機熱效率高達38%，而汽油機為30%；柴油機工作可靠，壽命長排污量小。此外，降低摩擦損失、廣泛應用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染。挖掘機工作的主要特點是環(huán)境溫度變化大，負荷變化大，經常傾斜工作，維護條件差。(2)機械系統(tǒng) 挖掘機的機械系統(tǒng)部分是完成挖掘機各項基本動作的直接執(zhí)行者，主要包括行走裝置、轉向機構和工作裝置。 轉向機構是用來操縱挖掘機的行駛方向的，根據(jù)行駛和作業(yè)的需要，應能穩(wěn)定地直線行駛，并能靈活地改變行駛方向。(3)液壓系統(tǒng)挖掘機的主要運動有整機行走、轉向、動臂升降和鏟斗翻轉等。根據(jù)以上工作要求，把各液壓元件用油管有機地連接起來的組合體即是挖掘機的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)設計得合理與否，對挖掘機的性能起著決定性的作用。液壓系統(tǒng)的工作回路中一般都包含限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流調速和節(jié)流限速回路、行走限速回路和輔助回路等典型回路。對發(fā)動機的控制有電子功率優(yōu)化系統(tǒng)、自動怠速裝置、電子調速器、電子油門控制器。液壓控制閥由先導型控制系統(tǒng)、負荷傳感控制系統(tǒng)組成。有了挖掘機虛擬樣機，可以在虛擬樣機上方便地測試挖掘機中各種控制系統(tǒng)的響應能力、控制效果，以及控制系統(tǒng)對挖掘機整機性能的影響。主泵是使工作油循環(huán)起來的部件，挖掘機的所有動作所需的工作油都是由它來供應。 先導泵全稱先導式定量齒輪泵，液壓挖掘機的先導油路中的油是由它來供應。前泵調節(jié)器 后泵調節(jié)器Pi2Pm2B 1a 1a 2KAWASAKID rB 3a3 前泵 中間體 后泵 先導泵 主泵的組成（2） 主控閥主控閥是將來自主泵的工作油分配到各個驅動裝置實現(xiàn)挖掘機實際操作的部件。 主控閥（3）回轉馬達 回轉馬達是驅動上部車體相對于下車架旋轉的部件，由回轉馬達、減速器和制動裝置組成。（4）中央回轉接頭和回轉支撐中央回轉接頭使相對旋轉的上部和下部油路互相貫通連接的部件?；剞D支撐是一種軸承，其外輪固定在上部車體，內輪固定在底盤，可以使上下車體在底盤上自由回轉?？拷l(fā)動機的內側還貼有吸收噪聲的材料，可以降低發(fā)動機發(fā)出的噪聲。因此，為了維持一定的黏度，可利用冷卻器使上升的油溫降下來。2）在不增大行走裝置高度的前提下使挖掘機具有較大的離地間隙，以提高其不平地面上的越野性能。4）挖掘機在斜坡下行走時不發(fā)生下滑和超速溜坡現(xiàn)象，以提高挖掘機的安全性。 行走裝置的組成及其特點 帶式行走裝置由“四輪一帶”（即托鏈輪、引導輪、支重輪、鏈輪以及履帶），張緊裝置和緩沖裝置，行走機構，行走架（包括底架、橫梁和履帶架）等組成。 鏈輪位于挖掘機行走裝置的后部，這樣履帶的漲緊段較短，減少其磨損和功率損耗。但同時引導輪還起到支重輪的作用。引導輪輪面光滑，中是凸起的擋肩環(huán)作為導向用，兩側的環(huán)面支撐履帶節(jié)。（3）支重輪 支重輪將挖掘機的重量傳遞給地面，挖掘機在不平路面上行走時支重輪經常承受地面的沖擊力，因此支重輪承受的載荷比較大。支重輪采用滑動軸承來支撐。支重輪一般采用35Mn或50Mn鋼鑄造而成，輪面淬火硬度為HRC48~57以獲得良好的耐磨性。托鏈輪起著支撐履帶，保持履帶漲緊度的作用。左右鏈軌節(jié)與銷套緊密配合連接，履帶銷軸插入銷套有一定的間隙，以便轉動靈活。 （6）漲緊裝置液壓挖掘機的履帶使用一段時間后由于鏈軌銷軸的磨損會使嚙合間隙增大，并且會使整個履帶伸長，會導致磨損履帶架等問題所以都設置漲緊裝置，以調節(jié)履帶的漲緊度，減少履帶的振動噪聲、摩擦磨損以及功率的損失。 行走裝置的工作原理：挖掘機運行時驅動輪在履帶的緊邊，企圖把履帶從支重輪下拉出，由于支重輪下的履帶與地面間有足夠的附著力，組織履帶的拉出，迫使驅動輪卷動履帶，導向輪再把履帶鋪設到地面上，從而使挖掘機借支重輪沿著履帶軌道向前運行。 主要參數(shù)的確定 （1） 最大功率P P= （kw） （）式中 p最大工作壓力 Q液壓泵最大流量 液壓泵總效率 R液壓泵變量系數(shù)，定量泵取1，變量泵取2~。q液壓泵最大排量液壓泵機械效率，M==(Nm) 行走液壓馬達 （1）最大扭矩M1 M1= (Nm) （） 式中 p液壓馬達進出口壓力差 q液壓馬達最大排量 液壓馬達機械效率，M1==(Nm)（2） 最大轉速n2 n2= （）式中 Q液壓泵最大輸出流量 液壓泵容積效率， q液壓馬達最大排量n2==1784 (r/min)4 工作裝置的設計 設計原則1）鏟斗的縱向剖面形狀應適應挖掘過程各種物料在斗中運動規(guī)律，有利于物料的流動，使裝土阻力最小，有利于將鏟斗充滿。斗齒應耐磨、易于更換。 4）物料易于卸凈，縮短卸載時間，并提高鏟斗有效容積。動臂起落、斗桿伸縮、鏟斗轉動都用往復式雙作用液壓缸控制。 反鏟結構及特點 鉸接式反鏟是單斗液壓挖掘機最常用的結構形式，動臂、斗桿和鏟斗等主要部件彼此鉸接，在液壓缸的作用下各部分繞交接點擺動，完成挖掘動作。上下動臂之間的夾角可用輔助連桿或液壓缸來調節(jié)，在挖掘作業(yè)中可隨時大幅度調整上下臂之間的夾角，從而提高挖掘機的作業(yè)性能尤其是在反鏟或抓斗挖掘窄而深的基坑時，容易得到較大距離的垂直挖掘軌跡，提高挖掘質量和生產力。 （2）反鏟斗 反鏟斗用的鏟斗形式、尺寸與其作業(yè)對象有很大關系。 反鏟式挖掘機的主要部件 正鏟工作裝置 單斗液壓挖掘機的正鏟結構主要有動臂、動臂油缸、鏟斗、斗底油缸等組成。動臂都為單桿式，頂端呈叉形，以便于斗桿鉸接 正鏟式挖掘機的主要部件 本設計根據(jù)設計要求，立足于反鏟，主要用于挖掘機面一下的土壤。其工作過程為：先放下動臂至挖掘位置，然后轉動斗桿及鏟斗，向著挖掘機方向拉轉，當挖掘至裝滿鏟斗的時候，提升動臂式鏟斗離開土壤，邊提升邊回轉至卸載位置，轉斗卸掉土壤，然后再回轉到工作面。 反鏟的設計參數(shù)（1）挖掘阻力 切向阻力F1=bc （） 法向阻力F2=F1 （）式中 挖掘比阻力，由試驗確定 系數(shù)，由試驗確定 b斗寬 c切削厚度 （2）挖掘功 當不計土壤的松軟系數(shù)和鏟斗的裝滿系數(shù)時，斗容量 Q=bcL （） L挖掘行程 所以上述切向阻力P1=bc=q/L 即P1 L=q 在挖掘過程中法向阻力不做功，只有切向阻力做功，簡稱挖掘功 5 回轉裝置的設計 1）當角加速度和回轉力矩不超過允許值時，應盡可能的縮短轉臺的回轉時間。 2）回轉機構運動時挖掘機工作裝置的動載荷系數(shù)不應超過允許值?；剞D支撐的外座圈用螺栓與轉臺連接，帶齒的內座圈與底架用螺栓連接，內外座圈之間設有滾動體。主梁下有襯板和支撐環(huán)與回轉支撐連接，轉臺支撐處應有足夠的剛度，以保證回轉支撐正常運轉。 回轉機構按照轉臺的旋轉角度分為：完全回轉（360.)和不完全回轉（90270）。除了再懸掛式和伸縮臂式液壓挖掘機的上游采用半回轉的回轉機構外，現(xiàn)代液壓挖掘機的回轉機構普遍采用了完全回轉的液壓傳動方式。本設計采用完全回轉機構。而當進油口壓力過大時，過多油液經安全閥流回油箱，油液不足時可以通過M補油口進行補油，當PX動作時二位二通電磁換向閥動作，使液壓缸的活塞右移回轉馬達部制動，當PX不動作時液壓缸的油液在彈簧力作用下經二位二通電磁換向閥流出，回轉馬達制動，回轉馬達把液壓能轉換成機械能經減速器后傳給回轉裝置。 液壓挖掘機的工況分析液壓挖掘機的主要功能動作包括以下幾個動作：動臂升降、斗桿收放、