第16章 工程机械作业装置.ppt

1、第十六章 工程机械作业装置,工程机械作业装置（又称工作装置），是工程机械三大组成之一，是用来完成特定工程作业的部件总成，不同类型的工程机械，其作业装置的结构、组成、功用有所不同，本章仅以装载机、挖掘机、压路机的基本型作业装置作介绍。,第一节 装载机作业装置,一、装载机作业装置组成 装载机作业装置的功用是用来对散装物料进行装载、铲掘等作业，其组成如图16-1所示，主要由铲斗1、连杆2、动臂3、摇臂4等部件组成。,动臂采用单板结构，后端支撑于前车架上，前端连着铲斗，中部与动臂油缸连接。当动臂油缸伸缩时，动臂绕其后端销轴转动，实现铲斗提升或下降。 摇臂为单摇臂机构，中部与动臂连接。当铲斗油缸伸缩时，

2、摇臂绕其中部支撑点转动，再通过拉杆使铲斗上转或下翻，配合动臂升降及车辆进退，完成各种作业。 铲斗为带齿平斗型，斗齿用螺栓固定在主切削刃上，斗齿磨损后可以更换。如主切削刃磨损严重，可进行切割更换。 作业装置采用“Z”形反转六连杆机构，其特点是卸载距离、掘起力、铲斗上翻角均较大，铲斗平移,性好，铲斗容易装满，举升过程中物料不易撒落，且装有铲斗自动放平和动臂举升高度自动控制的装置。铲斗卸料后，即使操作手柄仍设置在铲斗卸料位置，当动臂降下后，铲斗处于地面铲掘状态，立刻可以进行下一次铲掘作业，这样操作更轻松，工作周期缩短。 二、装载机作业装置主要技术参数 额定载重量 是指装载机在一定条件下，为保证所需的

3、稳定性而规定铲斗内装载物料的重量。 铲斗额定容量 为铲斗平装容量与堆尖部分体积之和。,卸载高度当动臂处于最高位置，铲斗卸载角为时，从地面到斗刃最低点之间的垂直距离。 卸载距离 当动臂处于最高位置，铲斗卸载角为时，从装载机本体最前面一点（包括轮胎或车架）到斗刃之间的水平距离。 掘起力 装载机为操作重量，停在平坦、硬实的地面上，铲斗平放使斗底接近并平行于地面，变速箱挂空档，发动机在最大供油位置，当转斗或提臂时，作用在斗刃后100mm处，使装载机后轮离地或液压系统安全阀打开的最大垂直向上力。 铲斗提升时间,将装有额定载荷的铲斗从地面收斗位置举升到最高位置所需要的时间。 铲斗下降时间 将空铲斗从最高位

4、置下降到地面水平位置所需的时间。 铲斗卸载时间 将空斗从最高位置转动到卸载位置所需的时间。 总和时间 是指铲斗提升、下降、卸载三项时间的总和。 三、装载机作业装置液压系统 装载机工作液压系统的功用是控制动臂和铲斗的动作，以完成装载机循环铲装作业。,它主要由工作泵、多路换向阀（分配阀）、双作用安全阀、动臂油缸、转斗油缸、油箱、滤油器等组成。装载机工作液压系统的组成如图16-2所示（以ZL30装载机工作液压系统为例）。,当分配阀1中的动臂和转斗换向阀均处于中位时，动臂和转斗油缸的前后腔均封闭，动臂和铲斗保持在原位置。此时，工作油泵6中的高压油液经分配阀回油管直接返回油箱。操纵动臂换向滑阀可使动臂提

5、升、下降或浮动；操纵转斗换向滑阀则可使铲斗前翻或后倾。在转斗油缸的前后腔，装有双作用安全阀以解决工作装置杆系本身的不协调现象。,第二节 挖掘机作业装置,一、作业装置组成 挖掘机作业装置的功用是完成对其支承面地上和地下的基础物料的铲装作业，其组成如图16-3所示，主要包括动臂、斗杆、铲斗以及动臂油缸、斗抨油缸、铲斗油缸等，所有机构均由液压驱动，其工作循环为：,（1）挖掘 以斗杆、铲斗液压缸6、7的伸、缩，驱动斗杆和铲斗转动进行挖掘。有时还要以动臂液压缸5的伸缩，驱动动臂来配合，以保证铲斗按特定的轨迹运动。 （2）满斗提升及回转 挖掘结束，动臂缸5外伸使动臂提升，同时回转液压马达（图中未示出）旋转

6、，驱动上车回转到卸载处进行卸料。 （3）卸载 回转到位，通过动臂缸5和斗杆缸6的配合动作，使铲斗对准卸土位置，缩回铲斗缸7，铲斗向上翻转而卸载。 （4）返回 卸载结束，上车反转；动臂和斗杆复合动作，把空斗返回到新的挖掘位置，开始新的工作循环。若要调整挖掘点，则要借助行走机构驱动整机行走。,因此，液压单斗式挖掘机为保证正常工作，实际具备动臂、斗杆和铲斗三个液压缸，一个回转液压马达和分别驱动左、右行走的两个液压马达。 二、作业装置主要技术参数 铲斗额定容量：为铲斗堆尖容积 挖掘机作业装置工作范围如图16-4所示 其中：A最大挖掘半径 A地面最大挖掘半径 B最大挖掘深度 C最大挖掘高度 D最大卸载高

7、度 E最大垂直挖深,三、挖掘机液压系统（如图16-5） 单斗液压挖掘机液压系统的功用是控制动臂、斗杆、铲斗的动作完成相关的铲掘作业，控制上车回转完成循环作业，以及控制行走元件的行驶，实现挖掘机的移动，它由三,个主油泵组成泵源，其中油泵1连通动臂油缸，铲斗油缸及左行走马达，油泵2连通斗杆油缸，回转马达及右行走马达，三位天通的液压控制多路阀，对多个执行机构实现精确灵敏的流量控制，油泵3是先导控制油源，分别向左、右两个先导操作手柄和左右行驶踏板供先导油液，操纵相应先导阀的接通或断开，可改变液控多路阀的开度和位置，分别控制各执行机构的相应动作，符合人机工程的先导手柄，降低了操纵力，提高了操纵位置感觉。

8、 变量双泵、组成的双回路高压系统为功率调节的开式系统，可将若干个要求复合动作的执行元件分配在不同的回路中，当复合动作时，不会产生相互干扰，而当需要时，又可通过合流阀合流供油，以利于整机的功率利用和生产率的提高。,一、作业装置组成 振动压路机的作业装置就是振动轮，其功用就是通过其内部的机械偏心振动方式，强迫振动轮产生振动，实现各种建筑工程基础的压实作业。振动轮的结构组成如图16-6所示，它由钢轮体6，两侧偏心块振动轴5，中间传动轴7，橡胶减振器2，连接板10等组成。 振动轮可绕其回转轴线自由滚动，两端的振动轴轴承座4支承在两端的支座3上，支座3、减振器2分别通过连接板10紧固在振动压路机前机架上

9、，构成振动轮两端的固定支承，振动液压马达带动偏心块旋转产生离心力，使钢轮产生振动，从而达到压实土壤的目的。,第三节 压路机作业装置,二、振动轮主要技术参数 振动轮分配质量：振动压路机整机系统中，振动轮所分配的整机质量（kg） 振动轮静线载荷：振动轮单位接地长度上，所承受的振动轮载荷（N/cm） 激振力：振动轮内偏心机构所产生离心力之和 振幅：振动轮内部偏心质量矩与振动轮质量之比 振动频率：振动轮内部偏心机构旋转速度（Hz） 其中，振动轮激振力、振幅、振动频率根据振动轮不同工作状态，其数值又有不同等级之分，,而振幅的变化通常采用分开式偏心块来实现，如图16-7所示，通过振动轮偏心轴的不同固定偏心

10、块和活动偏心块有不同偏心质量矩的组合，可以获得高、低振幅，满足不同基础压实质量的要求。,三、振动压路机液压系统 振动压路机液压系统包括振动液压系统、行驶液压系统和转向液压系统，由于振动压路机的功能是各自独立的，因此，与各功能相适应的三个液压系统均是独立配置的系统，各系统由独立的动力元件，控制阀和执行元件构成，其液压系统工作原理图为图16-8。,（1）振动液压系统：由变量液压泵，电液换向阀，变量液压马达及溢流阀等组成，系统多为闭式液压系统，液压马达带动偏心块旋转产生离心力，通过离心力的作用，振动轮体产生振动，从而达到压实土壤的目的，通过操作电液换向阀可以改变液压马达的方向，与偏心块机构配合可以改变振幅。 （2）行驶驱动液压系统：由变量液压泵和液压马达组成闭式液压回路，液压马达驱动变速箱，经过后桥，驱动轮胎使压路机实现行驶驱动，在液压泵上通常集成有同轴补油泵，伺服变量操作机构等，液压马达上集成有溢流阀，优先梭阀等，通过,手动操作伺服变量机构可实现压路机前进、后退和中位制动功