履带式挖掘机的总体设计【全套含CAD图纸、说明书】
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毕业实习报告一、实习性质毕业实习是教学过程中的重要组成部分，是使学生获取生产、经营实际知识和技能，巩固和加深对理论知识的理解，培养与提高能力的重要实践环节。通过本次实习，学生将进一步加深对机械设计制造及其自动化的知识的理解，进一步熟悉机械设计制造的过程，为学生毕业后的实际工作打下良好基础。二、实习目的大学毕业之际，毕业实习是极为重要的实践性学习环节,是我们对毕业设计课题的初步了解，给做好毕业设计奠定结实基础；也是对我们大学所学习的内容进行的一次系统性的总结，其将直接或间接的影响到毕业设计及以后的工作；对于我们增加实际经验也起到了至关重要作用。此次毕业实习将是我们在大学中进行的最后一次实习。其目的是：1、通过实习使学生对所要设计的课题有一个初步的了解，获得基本的感性认识，加深对课题的认识，学会理论联系实际，扩大知识面，引发设计思路，对设计任务有更明确更深刻的理解；2、通过撰写实习报告和课题讨论，使学生学会综合应用所学知识，提高应用专业知识的能力，并为后续的毕业论文和毕业设计做好铺垫和准备；3、通过实习能够开阔学生的视野，培养学生分析问题、解决问题的能力，进一步了解专业发展现状和前景，为以后的工作方向有更好的定位。三、实习时间2012年2月27日到2012年3月10日四、实习单位机电市场主要是以五金机械、电工电气为主的产品集群市场，由于用途广泛，在全国各个省市均有集群商户或者企业，从而形成机电市场。而三桥机电市场就是其中一个。由于我们毕业设计是关于挖掘机的，所以我们去的地方是位于三桥机电市场偏南的斗山、小松两个。通过工作人员给的材料和近距离的观察，我们对挖掘机有了进一步了解！五、实习过程和内容2012年2月27号，我们毕业设计机制08届第十组的全体成员来到了三桥机电市场斗山、小松两个挖掘机专卖店，开始我们的毕业前的最后一次实习。1、挖掘机的概述挖掘机械是用来进行土、石方开挖的一种工程机械，按作业特点分为周期性作业式和连续性作业式两种，前者为单斗挖掘机，后者为多斗挖掘机。由于单斗挖掘机是挖掘机械的一个主要机种，也是各类工程施工中普遍采用的机械，可以挖掘级以下的土层和爆破后的岩石。单斗挖掘机的主要用途是：在筑路工程中用来开挖堑壕，在建筑工程中用来开挖基础，在水利工程中用来开挖沟渠、运河和疏通河道，在采石场、露天采矿等工程中用于矿石的剥离和挖掘等；此外还可对碎石、煤等松散物料进行装载作业；更换工作装置后还可进行起重、浇筑、安装、打桩、夯土和拔桩等工作。2、挖掘机的分类分类及表示方法单斗挖掘机可以按以下几个方面来分类：（1）、按动力装置分为电驱动式、内燃机驱动式、复合驱动式等；（2）、按传动装置分为机械传动式、半液压传动式、全液压传动式；（3）、按行走机构分为履带式、轮胎式、汽车式；（4）、按工作装置在水平面可回转的范围分为全回转式(360)和非全回转式(270)。挖掘机的类代号用字母W表示，主参数为整机的机重。如WLY表示轮胎式液压挖掘机，WYl00表示机重为l0t的履带式液压挖掘机。不同厂家，挖掘机的代号表示方法各不相同。3、单斗液压挖掘机的主要技术参数单斗液压挖掘机的技术参数斗容量、机重、额定功率、最大挖掘半径、最大挖掘深度、最大卸载高度、最小回转半径、回转速度和液压系统的工作压力等。其中主要参数有标准斗容量、机重和额定功率三个，用来作为液压挖掘分级的标志性参数，反映液压挖掘机级别的大小。标准斗容量：指挖掘级土壤时，铲斗堆尖时的斗容量(m3)。它直接反映了挖掘机的挖掘能力。机重：指带标准反铲或正铲工作装置的整机重量(t)，反映机械本身的级别和实际工作能力，影响挖掘能力的发挥、功率的利用率和机械的稳定性。额定功率：指发动机正常工作条件下，飞轮的净输出功率（kW），反映了挖掘机的动力性能。4、挖掘机的构造和总体构造挖掘机主要由发动机、机架、传动系统、行走装置、工作装置、回转装置、操纵控制系统和驾驶室等部分组成。机架是整机的骨架，它支承在行走装置上。除行走装置外，发动机、变速器和工作装置等零部件均安装在机架上。传动系统将发动机的动力传递给工作装置、回转机构和行走装置，可分为机械传动和液压传动。机械传动广泛应用于老式挖掘机，而现代挖掘机主要采用液压传动传递动力。单斗液压挖掘机由液压泵、液压马达、液压油缸、控制阀以及液压管路等液压元件组成。工作装置可以根据施工要求和作业对象的不同进行更换。图1所示为单斗液压挖掘机的总体结构简图，工作装置主要由动臂8，斗杆4、铲斗1、连杆2、摇杆3、动臂油缸7、斗杆油缸6和铲斗油缸5等组成。各构件之间的连接以及工作装置与回转平台的连接全部采用铰接，通过三个油缸的伸缩配合，实现挖掘机的挖掘、提升和卸土等作业过程。5、单斗液压挖掘机的传动系统（1）、机械传动履带式单斗挖掘机传动系统示意图如图2所示，它是一个机械传动系统。发动机l输出的动力经主离合器2与链式减速器3传给换向机构水平轴48。然后分成两条传动路线：一路由圆柱齿轮4、5、11将动力传递至主卷扬轴12，驱动主卷筒回转，控制铲斗的动作；另一路由换向机构经垂直轴42、一个两挡变速器43，通过圆柱齿轮28、26分别将动力传递给回转立轴29和行走立轴30。结合爪形离合器27，回转立轴29带动回转小齿轮绕固定的大齿圈41回转，从而带动回转平台向右或向左回转。结合爪形离合器25，行走立轴30经锥形齿轮传动将动力传给行走水平轴37，再通过左右行走爪形离合器32和链传动把动力传递给左右驱动链轮，左右爪形离合器32可将一边行走装置的动力切断而使机械转向。机械单斗挖掘机的传动系统，一般由以下机构组成：主卷扬机构。它主要由卷筒、提升钢索、链传动、离合器和制动器等组成。对正铲而言，执行铲斗的提升，斗杆的伸缩和斗底的启闭等动作；对反铲而言，执行铲斗的伸出和牵引(拉回)动作；对拉铲而言，执行铲斗的升降和启闭动作。回转机构。执行转台以上所有装置的回转动作。变幅机构。执行动臂的升降动作。换向机构。执行转台回转与行走机构的换向动作，以便进行挖掘和卸料作业。行走机构。执行机械的进退行驶动作。（2）、液压传动图3为一种单斗挖掘机液压传动示意图。如图所示，柴油机驱动两个油泵11、12，把压力油输送到两个分配阀中。操纵分配阀将压力油再送往有关液压执行元件，这样就可驱动相应的机构工作，以完成所需要的动作。6、单斗液压挖掘机的回转装置回转平台是液压挖掘机重要组成部分之一。在转台上安装有发动机、液压系统、操纵系统和驾驶室等，另外还有回转装置。回转平台中间装有多路中心回转接头，可将液压油传至底座上的行走液压马达、推土板液压缸等执行元件上。液压挖掘机的回转装置由回转支承装置(起支承作用)和回转驱动装置(驱动转台回转)组成。图4为液压挖掘机的回转装置示意图。工作装置铰接在平台的前端。回转平台通过回转支承与行走装置相连，回转驱动装置使平台相对于行走装置作回转运动，并带动工作装置绕其回转中心转动。挖掘机回转支承的主要结构形式有转柱式回转支承和滚动轴承式回转支承两种。滚动轴承式回转支承是一个大直径的滚动轴承，与普通轴承相比，它的转速很慢，常用的结构形式有单排滚球式和双排滚球式两种。单排滚球式回转支承(图4)主要由内圈、外圈、隔离体、滚动体和上下密封装置等组成。钢球之间由滚动体隔开，内圈或外圈被加工成内齿圈或外齿圈。内齿圈固定在行走架上，外圈与回转平台固联。回转驱动装置与回转平台固联，一般由回转液压马达、行星减速器和回转驱动小齿轮等组成。通过驱动小齿轮与内齿圈的啮合传动，回转驱动装置在自转的同时绕内齿圈作公转运动，从而带动平台作360转动。转柱式回转支承的结构中回转体与支承轴组成转柱，插入轴承座的轴承中。轴承座用螺栓固定在机架上。摆动油缸的外壳也固定在机架上，它的输出轴插入下轴承中。驱动回转体相对于机架转动。工作装置铰接在回转体上，随回转体一起回转，回转角度不大于180。7、单斗液压挖掘机的行走系统行走装置是挖掘机的支承部分，它承载整机重量和工作载荷并完成行走任务，一般有履带式和轮胎式两种，常用的是履带式行走底盘。单斗液压挖掘机的履带式行走装置都采用液压传动，且基本构造大致相同。图5所示是目前挖掘机履带式行走装置的一种典型形式。（1）、履带式行走装置的构造履带式行走装置主要由行走架、中心回转接头、行走驱动装置、驱动轮、引导轮和履带及张紧装置等组成。行走架(图6)由X形底架、履带架和回转支承底座组成。压力油经多路换向阀和中央回转接头进入行走液压马达。通过减速箱把马达输出的动力传给驱动轮。驱动轮沿着履带铺设的轨道滚动，驱动整台机器前进或后退。驱动轮大都采用整体铸件，其作用是把动力传给履带，要求能与履带正确啮合，传动平稳，并要求当履带因连接销套磨损而伸长后仍能保证可靠地传递动力。引导轮用来引导履带正确绕转，防止跑偏和脱轨。国产履带式挖掘机多采用光面引导轮，它采用直轴式结构及浮动轴封。每条履带设有张紧装置，调整履带保持一定的张紧度，现代液压挖掘机都采用液压张紧装置。行走驱动多数采用高速小扭矩马达或低速大扭矩液压马达驱动，左右两条履带分别由两个液压马达驱动，独立传动。图7所示为液压挖掘机的行走驱动机构，它有双速液压马达经一级正齿轮减速，带动驱动链轮。当两个液压马达旋转方向相同，履带直线行驶时，如一侧液压马达转动，并同时制动另一侧马达，则挖掘机绕制动履带的接地中心转向；若使左、右两液压马达以相反方向转动，则挖掘机可实现绕整机接地中心原地转向。（2）、轮胎式行走装置的构造轮胎式液压行走装置如图8所示。行走液压马达直接与变速器相连接(变速器安装在底盘上)，动力通过变速器由传动轴输出给前后驱动桥，或再经轮边减速器驱动车轮。轮胎式单斗液压挖掘机的行走速度不高，其后桥常采用刚性连接，结构简单。前桥轴可以悬挂摆动，如图9所示。车架与前桥4通过中间的摆动铰销铰接。铰销的两侧设有两个悬挂液压油缸2，它的一端与车架5连接，活塞杆端与前桥4连接。挖掘机工作时，控制阀1把两个液压缸的工作腔与油箱的通路切断，此时液压缸将前桥的平衡悬挂锁住，减少了摆动，提高了作业稳定性；行走时控制阀1左移，使两个悬挂液压缸的工作腔相通，并与油箱接通。前桥便能适应路面的高低坡度而上下摆动，使轮胎与地面保持足够的附着力。8、单斗液压挖掘机的工作装置（1）机械单斗挖掘机的工作装置机械式正铲图10所示为机械单斗挖掘机的正铲工作装置，它主要由动臂、斗柄、铲斗和机械操纵系统等组成。机械操纵系统由动力绞盘和钢索滑轮系统组成。动臂为箱形截面，上下两端均成叉形，上叉内装提升钢索的定滑轮，下叉与回转平台上的耳座铰接。变幅卷筒引出的变幅钢索操纵动臂变幅；主卷扬筒引出的提升钢索操纵铲斗升降。动臂中部装有推压轴，轴上装有左右两个鞍形座和推压驱动小齿轮。斗柄的左右两杆插在鞍形座内，推压齿轮通过链传动装置驱动，并与推压齿条相啮合。齿轮正反旋转时，可以使斗柄的左右两杆来回伸缩，以适应铲斗工作的需要。机械式反铲反铲工作装置由铲斗、斗柄、动臂和钢索滑轮系等组成。钢索和滑轮安装在前支架上，前支架的下端铰接在转台上，上端由可调节的拉杆或钢索支持。动臂有单杆和双杆两种，杆的中部安装有牵引钢索的导向滑轮，顶部与斗柄铰接。斗柄的尾部装有动滑轮和升降索。斗柄的下端装有铲斗，斗柄与铲斗铰接处装有牵引索，牵引索和升降索都卷绕在主卷扬机构的左右两个卷筒上，同时操纵两索能实现挖掘和卸料作业。（2）液压单斗挖掘机的工作装置液压挖掘机的工作装置最常用的是反铲和正铲，也可以更换抓斗和拉铲工作装置。反铲工作装置图11为反铲工作装置简图。如图所示，工作装置主要由动臂、斗杆、连杆和铲斗组成，分别由动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸驱动，完成挖掘、回转等作业过程。三个液压油缸配合工作可以使铲斗在不同的位置挖掘，组合成许多铲斗挖掘位置。动臂和斗杆是工作装置的主要构件，由高强度钢板焊接而成，多采用整体式结构，等强度设计。另外，工作装置的结构决定了挖掘机的工作尺寸，并影响整机的工作性能和稳定性。铲斗的结构如图12所示，它的形状和大小与作业对象有很大关系，在同一台挖掘机上可以配装不同形式的铲斗。常用的反铲斗的斗齿结构普遍采用橡胶卡销式和螺栓连接式。正铲工作装置单斗液压挖掘机的正铲结构如图13所示，主要由动臂2、动臂油缸1、铲斗5、斗底油缸4等组成。铲斗的斗底利用液压缸来开启，斗杆6铰接在动臂的顶端，由双作用的斗杆油缸7使其转动。斗杆油缸的一端铰接在动臂上，另一端铰接在斗杆上。其铰接形式有两种：一种是铰接在斗杆的前端；另一种是铰接在斗杆的尾端。其铲斗的结构与反铲挖掘机的相似。为了换装方便，正反铲斗常做成通用的。9、单斗液压挖掘机的液压控制系统单斗液压挖掘机的传动系统将柴油机的动力传递给工作装置、回转装置和行走装置等机构进行工作，它的多种动作都是由各种不同液压元件所组成的液压传动系统来实现的。液压传动系统常按主泵的数量、功率、调节方式和回路的数量来分类。单斗液压挖掘机上的液压控制系统一般有单泵或双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统、双泵双回路分功率调节变量系统和双泵双路全功率调节变量系统等形式，按油液循环方式的不同还可分为开式系统和闭式系统。在定量系统中，液压泵的输出流量不变，各液压元件在泵的固定流量下工作，泵的功率按固定流量和最大工作压力确定。在变量系统中，最常见的是双泵双回路恒功率变量系统，可分为分功率变量与全功率变量调节系统。分功率调节是在系统的各个工作回路上分别装一台恒功率变量泵和恒功率调节器，发动机的功率平均输出到每个工作泵。全功率调节是控制系统中所有泵的流量变化只用一个恒功率调节器控制，从而达到同步变量。单斗液压挖掘机一般采用开式系统，原因是单斗液压挖掘机的油缸工作频繁，发热量大。该系统的各执行元件的回油直接返回油箱，系统组成简单，散热条件好，但油箱容量大，使低压油路与空气接触，空气易渗入管路造成振动。闭式系统中的执行元件的回油直接返回油泵，该系统结构紧凑，油箱小，进回油路都有一定的压力，空气不易进入管路，运转比较平稳，避免了换向时的冲击，但系统较复杂，散热条件差，一般应用在液压挖掘机回转机构等局部系统中六、挖掘机总体设计内容1、确定机种、机型；2、确定设计原则、整机结构方案并拟定设计任务书
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