资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共44页)
编号：92427214
类型：共享资源
大小：7.39MB
格式：ZIP
上传时间：2020-08-16
上传人：QQ24****1780
认证信息
个人认证
王**（实名认证）
浙江
IP属地：浙江
50
积分
- 关 键 词：
-
0.5
m3
液压
挖掘机
工作
装置
设计
图纸
文档
- 资源描述：
-
0.5m3液压挖掘机工作装置设计带图纸文档,0.5,m3,液压,挖掘机,工作,装置,设计,图纸,文档
- 内容简介：
-
西安建筑科技大学毕业设计说明书 题 目：0.5m3液压挖掘机工作装置设计院（系）：机械电子工程系专 业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学 号：指导教师（签名）：主管院长（主任）（签名）：时 间：毕业设计说明书摘 要0.5M3液压挖掘机采用三组液压缸使工作装置具有三个自由度，铲斗可实现有限的平面转动，加上液压马达驱动回转运动，使铲斗运动扩大到有限的空间，再通过行走马达驱动行走(移位)，使挖掘空间可沿水平方向得到间歇地扩大，从而满足挖掘作业的要求。液压挖掘机由柴油机驱动液压泵，操纵分配阀，将高压油送给各液压执行元件(液压缸或液压马达)驱动相应的机构进行工作。 本论文主要对由动臂、斗杆、铲斗、销轴组成挖掘机工作装置进行设计。具体内容包括以下五部分:(1) 挖掘机工作装置的总体设计。(2) 挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析。(3) 工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证。(4) 工作装置主要部件的结构设计。关键词：挖掘机,工作装置,动臂，斗杆ABSTRACT0.5M3 hydraulic excavators used three groups of the working cylinder means having three degrees of freedom, the bucket can be achieved with limited rotation of the plane, with hydraulic motor drive rotary movement, the bucket movement extended to limited space, and through the travel motor walking (shift), the excavating space available intermittently expanded in the horizontal direction, to meet the requirements of excavation work.Hydraulic excavator by a diesel engine driven hydraulic pump, operated dispensing valve, the high pressure oil to the respective hydraulic actuators (hydraulic cylinders or hydraulic motor) drives a corresponding mechanism to work. This paper mainly by the boom, arm, bucket, excavator equipment consisting of pin design. Specific contents include the following five parts:(1) Overall design excavator working device.(2) kinematic analysis apparatus excavator detailed mechanism.The basic dimensions of the parts (3) means for calculating and verification work.Design structure (4) of the apparatus main assembly work.Keywords: excavator, working device, the boom, the arm目 录ABSTRACT3第1章 前 言11.1 挖掘机的简介11.2液压挖掘机的国内外发展状况21.2.1挖掘机国外发展现状21.2.2挖掘机国内发展概况21.2.3挖掘机研究的重点方向41.3 液压挖掘机的结构组成61.4 挖掘机的工作原理61.5 研究的方法及技术路线71.5.1研究方法71.5.2研究技术路线71.6 本文研究的主要内容8第2章 0.5立方米液压挖掘机总体方案的确定92.1 主要基础参数92.2 结构分析及功能特点9第3章 工作装置的结构设计123.1 工作装置分析简介123.2 动臂的结构设计133.3 斗杆的结构设计14第4章 工作装置的受力分析154.1 动臂的受力分析154.1.1 最低位置受力分析:154.1.2 伸展位置受力分析194.2 斗杆的受力分析224.2.1最低位置受力分析:224.2.2 伸展位置受力分析264.3 连接杆的受力分析284.3.1 最低位置受力分析:284.3.2 伸展位置受力分析33总 结36参考文献37致 谢38本科生毕业设计（论文）第1章 前 言1.1 挖掘机的简介液压挖掘机可分为:动力系统、机械系统、液压系统、控制系统。液压挖掘机作为一个有机整体，其性能的优劣不仅与工作装置机械零部件性能有关，还与液压系统、控制系统性能有关。(1) 动力系统挖掘机工作的主要特点是环境温度变化大，灰尘污物较多，负荷变化大，经常倾斜工作，维护条件差。因此液压挖掘机原动力一般由柴油机提供，柴油机具有工作可靠、功率特性曲线硬、燃油经济等特点，符号挖掘机工作条件恶劣，负荷多变的要求。挖掘机的额定负荷与汽车。拖拉机不同，汽车和拖拉机指在最高转速下、连同机油泵、发电机等必要附件，分钟内的最大功率;挖掘机是指在额定转速下一小时以上的额定功率。挖掘机采用车用柴油机时，最大功率指数降低。(2) 机械系统液压挖掘机的机械系统部分是完成挖掘机各项基本动作的直接执行者，主要包括:行走装置是整个机器的支撑部分，承受机器的全部重量和工作装置的反力，同时能使挖掘机作短途行驶.按照结构的不同，分履带式和轮胎式。回转机构使挖掘机上车围绕中央回转轴作360度的回转的机构，包括驱动装置和回转支撑。工作装置是挖掘机完成实际作业的主要组成部分，常用的有反铲、正铲、装载、起重等装置，而同一种装置可以有多种结构形式，前面所述的反铲装置应用最为广泛。(3) 液压系统液压挖掘机的回转、行走和工作装置的动作都由液压传动系统实现，原动机驱动双联液压泵，把压力油分别送到两组多路换向阀。通过司机的操纵，将压力油单独或同时送往液压执行元件(液压马达和液压油缸)驱动执行机构工作。液压挖掘机的主要运动有整机行走、转台回转、动臂升降、斗杆收放、铲斗转动等。这些运动都靠液压传动。根据以上工作要求，把各液压元件用油管有机地连接起来地组合体既是液压挖掘机地液压系统。该系统地功能是把发动机地机械能以油液为介质，利用油泵转变为液压能，传送给油缸、油马达等转变为机械能，再传动各执行机构，实现各种运动和工作过程。液压系统设计得合理与否，对挖掘机的性能起着决定性的作用。同样的元件，若系统设计不同，则挖掘机性能差异很大。液压系统习惯上按主油泵的数量、功率调节方式和回路的数量来分类。(4) 控制系统液压挖掘机控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件(液压缸、液压马达)等进行控制的系统。电子技术和计算机技术的飞速进步，使挖掘机有了越来越先进的控制系统，使液压挖掘机向高性能、自动化和智能化发展。目前挖掘机研究重点正逐步向智能化机电液控制系统方向转移。1.2液压挖掘机的国内外发展状况液压挖掘机在工业与民用建筑、道路建设、水力、矿山、市政工程等土石施工中均占有重要位置。并反映了这些部门的施工机械化水平。是交通运输、能源开发、城镇建设以及国防施工等各项工程建设的重要施工设备，是国民经济建设迫切需要的装备。重视和加速挖掘机改进创新，稳定提高产品质量，满足用户需求，对加速现代化工程建设有着重大的意义。1.2.1挖掘机国外发展现状液压挖掘机的生产水平反映机械化施工的水平和能力。国外，特别是西欧几个国家从50年代开始研制液压挖掘机，到60年代中小型液压挖掘机已成批生产;70年代初液压挖掘机斗容己发展到8，开始进入矿山开采;80年代大型液压挖掘机技术已成熟，生产斗容16-35，机重达650t。目前国外已停止斗容在8以下机械挖掘机的生产，斗容大于16的液压挖掘机是机械挖掘机的强大竞争对手。国外各制造公司正在研制微机控制的智能化液压挖掘机，并有所突破。建筑和矿用液压挖掘机的销售量在机械设备市场上占有显著的地位。据不完全统计，1990年建筑和矿用设备在全球销售额约为450亿美元，而液压挖掘机的销售额以100亿美元高居榜首。据推测，大型和微型液压挖掘机年增长率分别为24%和35%。1990年全世界建筑和矿用液压挖掘机(履带式)的产量已达9.23万台，其中76%是日本生产的，欧洲产量占有17%。近年来，大型液压挖掘机越来越多地占领了机械挖掘机的市场。液压挖掘机逐步取代机械式挖掘机是必然的趋势。1.2.2挖掘机国内发展概况我国从1958年开始研制液压挖掘机，逐步形成了1-2.5小型液压挖掘机系列，具有一定生产规模，斗容1-7.5，的液压挖掘机年产量超过1000台。1983年以后采用引进技术方式进行生产，加快了液压挖掘机的发展，上海建筑机械厂按德国利伯赫尔公司许可证生产了R942，相继又生产了R962、R972、R982等液压挖掘机。杭州重机厂与德国德马克公司合作生产H55和H85等液压挖掘机。太原重型机器厂与德马克公司合作生产H121型液压挖掘机。北京建筑机械厂引进德国0&K公司制造技术生产HR6型液压挖掘机。所有这些与国外合作生产德液压挖掘机比国内现用的液压挖掘机生产效率高25%、机重轻10%。国产化率逐年提高，设备利用率为90%。长江挖掘机厂在引进国外技术的基础上生产斗容1.62.5的WY160型液压挖掘机，采用Deutz公司柴油机、Mannemsnan公司减速机和液压元件。装有正铲、反铲、梅花抓斗等多种工作装置。天津工程机械研究所与泰安工程机械厂生产的脚32型液压挖掘机，机重32t于1993年8月通过鉴定。该机结构紧凑、机动灵活、生产效率高。能充分利用发动机功率、节能效果好。但目前国产液压挖掘机数量少，多为斗容2.5以下的小型设备，中型设备较少，大型设备在我国尚属空白。从品种、规格、数量上满足不了国内市场需要。从产品技术水平、可靠性、制造质量与国外液压挖掘有较大差距。对于大中型液压挖掘机尚处于经验设计阶段。试验研究工作薄弱，短期内难以完成设计开发工作。柴油机、液压和密封元件等配套件的质量和可靠性差，使用寿命短。高强度的原材料缺乏，制造技术落后，装备水平低。计算机技术在液压挖掘机上应用正在研制过程中。需要解决的关键技术较多:如履带行走装置中履带板和链轨节的轧制和模锻技术;支重轮、托轮均采用浮动密封，其制造技术、耐磨技术和密封技术;铲斗设计合理性、耐磨性以及高强度钢板焊接技术;液压系统和元件的设计技术、大尺寸高压油缸的制造技术;电子监控与检测技术;整机性能参数的测试技术，大型结构件加工质量控制与制造技术等基础技术和关键技术靠自行研制和测绘仿制势必旷日持久，满足不了国民经济重点工程发展的需要。纵观我国液压挖掘机30余年的发展历史，大致可以分成以下几个阶段:1开发阶段(1967年1977年)。以测绘仿制为主的开发，通过多年坚持不懈的努力，克服一个一个的困难，有少量几种规格的液压挖掘机终于获得初步成功，为我国挖掘机行业的形成和发展迈出了重要的一步。2.液压挖掘机发展、提高并全面替代机械挖掘机阶段(19781986年)。这个阶段通过各主机生产厂引进技术(主要是德国挖掘机制造技术)的消化、吸收和移植，使我国液压挖掘机产品的性能指标全面提高到国际70年代末80年代初期的水平。全国液压挖掘机平均年产量达到1230台。3.液压挖掘机生产企业数量增加，新加入挖掘机行业的国有大、中型企业以技贸结合，合作生产方式联合引进日本挖掘机制造技术(1987年1993年)。由于国内对挖掘机需求量的不断提高，新加入挖掘机行业的企业通过开发和引进挖掘机制造技术，其产品批量或小批量的投放国内市场或出口，打破了多年来主要由六大家挖掘机生产企业垄断国内挖掘机市场的局面，引进了有益于提高产品质量、性能和产量的良性竞争。这个期间国内液压挖掘机的年均产量提高到2000余台。4.国内液压挖掘机供需矛盾日益扩大，广大用户为了提高施工质量和按期完成施工任务，对使用高质量、高水平、高效率挖掘机的兴趣日趋浓厚。国外各著名挖掘机制造厂商纷纷前来中国创办合资、独资挖掘机生产企业(1994至今)。从1994年开始，特别到1995年在我国挖掘机行业掀起了一股不小的合资浪潮。其中美国卡特彼勒公司率先在徐州金山桥开发区建立了生产液压挖掘机的合资企业，随后日本小松制作所、日立建机株式会社、神户制钢所、韩国大宇重工业、现代重工业以及德国利勃海尔公司等都相继在中国建立了合资、独资挖掘机生产企业，生产具有世界先进水平的多种型号和规格的液压挖掘机。1.2.3挖掘机研究的重点方向当前液压挖掘机的研制和改进，主要着眼于：1发动机功率的充分有效利用，通过各种途径使机械多做有效的功，其中包括动力装置与液压系统的最佳匹配，传动效率的提高，回转机构功率的回收，高效液压系统(如恒压恒功率调节等)的研究等。2铲斗挖掘力的充分发挥，挖掘力大小和有效作用范围是衡量各种液压挖掘机工作能力的重要指标，大型矿用反铲挖掘机更为重要，目前是通过工作装置铰点最佳位置，采用高压与超高压技术，提高整机稳定性和采用随动机构使铲斗随动做恒角切削等方面进行研究。根据上述发展要求，新研制的液压挖掘机在整机、工作装置、液压系统与元件、行走装置、操纵系统和材料作用等方面有很多发展动向，下面主要谈一下前两个方面的内容:(1)整机液压挖掘机的整机发展，趋向于大型化、微型化、多能化和专用化。大型矿用全液压挖掘机在短短几年内已由100吨发展到420吨级，功率提高到2352马力，斗容达30米，目前发展仍是方兴未艾。大型机的特征是动力源采用两台或多台柴油机联合驱动，采用了节省能源、回收功率和积蓄能等功率有效利用的措施。结合城市建设和农村建筑的需要，国外发展了微型挖掘机，斗容量一般在0.25米以下，最小的达0.01米。微型机的特点是结构简单，轻便灵活，零部件尽量提高标准化程度。数量最庞大的中型机和小型机趋于一机多能的途径，有的国家统计，非建筑用的中、小型机已占30%左右，主要是在冶金工业和林业中作物料装卸和其他用途。中型机和小型机的特点是发展多种专业装置进行不同的作业(也有通过液压接头，带动装在工作装置旁的油马达，驱动另一输送设备)，不断提高性能，贯彻三化和提高单位机重的功率等。发展专门用途的特种挖掘机，可以提高工作效率，解决特殊施工困难，例如，目前发展有步履式、履带低压式、低噪音、水下专用、水陆两用等品种。配合水下资源的开发，对水下专用挖掘机更较重视，开展了无线电遥控、电液遥控和同步显示控制技术在水下挖掘机中应用的研究。(2)工作装置液压工作装置的型式进一步扩大，除了常用的正铲、反铲以外，发展了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、振捣器、推土板、冲击工具、集装叉、高空作业架、绞盘与拉铲等几十种品种。工作装置的更换快速而简便，甚至在司机室内按动电钮，几秒钟即可换好，并且通过挖掘过程的研究，来控制工作装置的挖掘轨迹。目前正在研究连杆式、仿形式、套筒伸缩式、斗杆追随式和具有运算输入装置的轨迹控制装置。展望未来，液压挖掘机的进一步发展，可以设想为:1.提高功率与机重的比率，这是最关键的内容。采用特种高强度钢材，设计重量轻、强度高的挖掘机，并用优化设计方法达到机械各项指标的均衡。2.铲斗和斗齿引用振动技术，不用强力而增大贯入性，加大斗容量。矿用挖掘机具有特种装置，可以直接开挖一般矿石，而毋需爆破。采用功率可调的激光装置进行挖掘。3.用燃气轮机取代活塞式柴油机，燃气轮机直接与高压油泵相连。然而，由于环境保护的原因，燃气轮机最后将被燃料电池所取代，由燃料电池发电驱动液压挖掘机。4.液压系统将会简化，执行元件的运动直接由油泵控制，而不用换向操纵阀。工作装置各铰点装以密封式摆动油马达，取代工作油缸。5.带行走装置增加行驶速度，重新设计行走传动，不用常规的刚性车架。采用气垫行走支承装置代替履带，减少接地比压，便于定位。1.3 液压挖掘机的结构组成为了实现液压挖掘机的各项功能，单斗液压挖掘机需要两个基本组成部分，即机体(或称主机)和工作装置。机体是完成挖掘机基本动作并作为驱动和操纵挖掘机进行工作的基础，可以是履带牵引车辆或轮式牵引车辆。可细分为行走装置、回转装置、液压系统、气压系统、电气系统和动力装置。其中动力装置、操纵机构、回转机构和辅助设备均可在回转平台上，总称上车部分，它与行走机构(又称下车部分)用回转支撑相连，平台可以围绕中央回转轴作360的全回转。工作装置根据工作性质的不同，可配备反铲、正铲、装载、起重等装置，分别完成挖掘、装载、抓取、起重、钻孔、打桩、破碎、修坡、清沟等工作。挖掘机的基本性能决定于各部分的构造、性能及其综合的效果。1.4 挖掘机的工作原理液压挖掘机采用三组液压缸使工作装置具有三个自由度，铲斗可实现有限的平面转动，加上液压马达驱动回转运动，使铲斗运动扩大到有限的空间，再通过行走马达驱动行走(移位)，使挖掘空间可沿水平方向得到间歇地扩大，从而满足挖掘作业的要求。液压挖掘机由柴油机驱动液压泵，操纵分配阀，将高压油送给各液压执行元件(液压缸或液压马达)驱动相应的机构进行工作。液压挖掘机的工作装置采用连杆机构原理，各部分的运动通过液压缸的伸缩来实现。反铲工作装置由铲斗5、斗杆11、动臂2、连杆8及相应的三组液压缸1、4、10组成。动臂下铰点铰接在转台上，通过动臂缸的伸缩，使动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动。依靠斗杆缸使斗杆绕动臂的上铰点转动;而铲斗铰接于斗杆前端，通过铲斗缸和连杆则使铲斗绕斗杆前铰点转动。挖掘作业时，接通回转马达，转动转台，使工作装置转到挖掘位置，同时操纵动臂缸小腔进油使液压缸回缩;动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和装载工作。铲斗装满后，铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油，使动臂抬起，随即接通回转马达，使工作装置转到卸载位置，再操纵铲斗缸或斗杆缸回缩，使铲斗翻转进行卸土。卸完后，工作装置再转至挖掘位置进行第二次挖掘循环。在实际挖掘作业中，由于土质情况、挖掘面条件以及挖掘机液压系通的不同，反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合随机的。1、斗杆油缸 2、动臂 3、油管 4、动臂油缸 5、铲斗 6、斗齿 7、侧齿 8、连杆 9、摇杆 10、铲斗油缸 11、斗杆图1-1 反铲挖掘机工作装置总之，液压挖掘机是由多学科、多系统组成的有机整体，只有在系统层面上的各系统、各学科协同优化才能获取挖掘机整机的最佳性能。1.5 研究的方法及技术路线1.5.1研究方法（1）通过查阅相关资料，掌握液压挖掘机的主要参数。（2）充分考虑已有钻井机的优缺点来确定液压挖掘机的总体设计方案，对现有装置的不足进行分析。（3）对设计的液压挖掘机进行修改和优化，最终设计出能满足要求的液压挖掘机。1.5.2研究技术路线（1）根据题目和原始数据查看相关资料，了解当今国内外液压挖掘机的发展现状及发展前景，撰写文献综述和开题报告。（2）根据产品功能和技术要求提出多种设计方案，对各种方案进行综合评价，从中选择较好的方案，再对所选择的方案做进一步的修改或优化，最终确定总体设计方案。（3）具体设计液压挖掘机的驱动装置、工作装置等。 （4）对所设计的机械结构中的重要零件进行校核计算，如齿轮、轴、轴承等，保证设计的合理性和可行性。；（5）绘制零件图、装配图，完成要求的图纸量；（6）整理各项设计资料，撰写论文。1.6 本文研究的主要内容 本论文主要对由动臂、斗杆、铲斗、销轴组成挖掘机工作装置进行设计。具体内容包括以下五部分:(1) 挖掘机工作装置的总体设计。(2) 挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析。(3) 工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证。(4) 工作装置主要部件的结构设计。 39第2章 0.5立方米液压挖掘机总体方案的确定履带式液压挖掘机具有技术性能先进，使用可靠性高，作业适应性强，操作简单灵活，舒适性好等特点，达到了国际九十年代初先进水平。2.1 主要基础参数0.5M3挖掘机主要参数：斗容量（m3）：0.16铲斗宽度：585mm操作重量：4800kg最大卸载高度 mm ： 3680最大挖掘深度 mm：3600最大挖掘高度 mm： 5320 最大挖掘范围mm，58702.2 结构分析及功能特点 动力装置动力装置采用五十铃公司CC-6BG1TRA柴油发动机。该机具有重量轻，油耗低，功率大，噪音小，启动性能好，过载能力强等特点。 传动装置回转装置型式2级减速行星齿轮减速齿轮传动比17.002回转马达型号M2X210CHB型式斜轴式固定排量柱栓马达阀型式非背压阀式溢流设定压力在140L/min时，为27.70.3Mpa回转停放制动器型式-多片湿式负压型解除压力-2.25-2.84Mpa行走装置型式-三级减速行星齿轮减速齿轮传动比-70.842行走马达型式-斜轴式变排量柱塞马达行走制动阀型式-背压阀式溢流设定压力-34.8Mpa行走停放制动器型式-多片湿式负压型接触开启压力-0.951.02Mpa将高低二档转换机构、停车闸、制动阀、液压马达、行走减速器及控制机构做成一体；具有结构紧凑，承载能力大，高可靠性，易装配，完全收容等特点。整个机构均被包容在减速机支座和履带之间，防止了泥土的进入及障碍物对泵的损坏，提高了整机的通过性。变量泵可自动调节行走速度，且具有双速功能，使工作更为快捷。行走与回转装置内部均带有常闭摩擦片式制动器，只要操纵杆回到中立位置，油路即被切断，马达立即停止转动，达到制动目的；操作简单，制动可靠。 底盘结构该机底盘采用具有抗扭强度高，稳定性能好的X型焊接结构，它比H型结构增大了行走架的刚度，改善了履带架的应力分布，保持了良好的行走性能；导向轮、托带轮、支重轮采用浮动杯式密封结构，密封可靠，不需经常保养；采用成熟的液压缸弹簧张紧装置来改善行走缓冲性能；下车液压管路均密封在底座内，安全可靠，美观大方。 液压系统及液压元件液压系统主要分为两个油路:主油路和先导油路主油路 电源主泵 控制器 控制阀执行器马达 油缸 工作装置先导油路电源 先导泵控制器先导阀 泵调节器 电磁阀 信号控制阀 动臂电子缓冲电磁阀先导油路操作控制油路 泵控制油路 阀控制油路 回转停放制动器解除油路 行走马达斜盘角控制油路 液压油预热油路 在其上插装有安全阀、过载阀、补油阀、单向阀、逻辑阀、减压底阀，使得结构紧凑，系统安全可靠。液压系统具有全功率和分功率控制机能，使得发动机功率最大限度地得到应用；通过逻辑阀、减压底阀可将压力信号反馈给主泵使其改变斜盘倾角来改变输出流量的大小，实现负流量控制，最大限度地减小发动机的损耗和液压系统的温升；复合动作供油在阀内合流，减少了管路连接；主阀内装有单向节流阀，以防止动臂和斗杆在自重作用下下降速度过快；系统内设有自动控制直线行走阀，行走时高压互通，保证了行走直线性;在伺服回路中安装有高精度压力滤清器，柴油机意外熄火后，工作装置仍能靠回路中的蓄能器的压力放下。第3章 工作装置的结构设计液压挖掘机工作装置是完成液压挖掘机各项功能的主要构件，其结构的合理性直接影响到液压挖掘机的工作性能和可靠性。3.1 工作装置分析简介本机采用最常使用的反铲工作装置，它主要由动臂、斗杆、铲斗以及动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸组成。其结构如图3-1所示。1铲斗 2铲斗油缸 3斗杆 4斗杆油缸 5动臂 6动臂油缸图3-1 0.5M3液压挖掘机的工作装置动臂、斗杆和铲斗均是采用高强度钢板焊接而成的箱形结构，重量轻、强度高。动臂根部用一根销轴铰接在平台前端中部，由两只铰接在转台前部的动臂油缸支撑。油缸作伸缩运动，动臂则作升降运动。斗杆端铰接在动臂的头部，另一端铰接着铲斗和摇杆。斗杆的回缩或伸出靠铰接在动臂上的斗杆油缸的伸缩来控制。铲斗铰接在斗杆的末端，用铰接在斗杆上的铲斗油缸经摇杆控制，摇杆的作用是使铲斗的转角加大。油缸伸缩，铲斗则进行挖掘和卸载。工作装置的升降可以单独进行，亦可以和转台回转同时进行，以缩短挖掘周期，加快工作速度。通常从挖掘位置到卸载位置，或从卸载位置返回挖掘位置均采用回转和动臂升降同时进行。工作装置的各个销轴采用合金钢制造，经渗碳淬火处理，强度较高。且各个铰点都设有油杯，用油枪注入润滑脂润滑。工作装置各铰接处均设有限位块，以减少对油缸的冲击。斗齿部分由齿座和斗齿组成。斗齿套在齿座上用弹性销固定，斗齿磨损后可以更换。3.2 动臂的结构设计0.5M3动臂的结构如图3-2所示。1-上盖板 2-吊耳 3-下盖板 4-左右侧板 5-肋板 6-前叉板 7-中轴座 8-后轴座 9-斗杆油缸联结座图3-2 0.5M3动臂结构简图动臂的整体式弯臂采用大圆弧过度以减少该处的应力集中，结构简单、重量轻。动臂的主体框架是由上盖板、下盖板、左侧板、右侧板焊接而成的箱形结构。上、下盖板均由前、后两块板拼焊而成，每块板都采用厚度为14mm的16Mn钢板，焊接形式为“45斜线”焊缝。左、右侧板分别由前、中、后三块钢板拼焊而成。前、后板都采用厚度为12mm的16Mn钢板，中侧板采用厚度为14mm的16Mn钢板。侧板间的焊接形式为斜线焊缝。动臂与转台、斗杆联接的轴座均用ZG270- 500材料铸造而成；与动臂油缸联接的轴座也是用ZG270-500材料铸造而成，在轴座四周焊有四块筋板以提高强度。上述轴座分别与箱形框架焊接成为动臂。在框架的不同位置还焊有六块筋板以提高强度。在动臂上平面的前、后部各焊有两个吊耳，以便装配和拆卸时起吊用。斗杆油缸的联接座焊在箱形框架上。3.3 斗杆的结构设计0.5M3斗杆的结构如图3-3所示。斗杆的主体框架是由上盖板、下盖板、左侧板、右侧板各一块焊接而成的箱形结构。每块板均是厚度为10mm的16Mn钢板。与动臂联接的轴座采用ZG270-500材料铸造而成，在圆周上焊有两块筋板以提高强度。与铲斗、连杆联接的轴座均由35钢管加工而成。各轴座分别与箱形框架焊合而成斗杆。在框架的不同位置还焊有三块筋板以提高强度。斗杆油缸、铲斗油缸的联接座均焊在箱形框架上。1-上盖板 2-铲斗油缸联结座 3-斗杆油缸联结座 4-肋板 5-动臂联结座 6-左右侧板 7-下盖板 8-连杆联结座 9-铲斗联结座图3-3 0.5M3斗杆的结构图第4章 工作装置的受力分析4.1 动臂的受力分析反铲装置动臂的强度计算应按挖掘工作中对动臂可能出现的最大载荷来选定计算位置。一般可采用以下计算位置:4.1.1 最低位置受力分析:a)、动臂位于最低(动臂油缸全收缩);b)、斗齿尖、铲斗与斗杆铰点、斗杆与动臂铰点三点位于垂直线上;c)、铲斗挖掘，斗边齿遇障碍时。如图4-1所示。这时，工作装置上的作用力有:工作装置各部分的重量(动臂重G1,，斗杆重G2，铲斗重G3)和作用于斗侧齿上的挖掘阻力(包括切向分力，法向分力和侧向力)。各液压油缸的工作状态为:铲斗油缸以F3力工作，斗杆油缸承受被动作用力F2，动臂油缸承受闭锁力。铲斗边齿遇障碍时，横向挖掘阻力，由回转机构的制动器承受。此力的最大值决定于回转平台的制动力矩。其值为:式中: - 回转制动器可承受的最大力矩;r - 横向阻力距回转中心的距离.液压挖掘机所选用的回转制动器型号为:KG08，其=89.06kN.m , r=4518.5mm。则:kNL1=2180 L2=4042 L3=4361 L4=1460 L5=2925 L6=851S0=8456 S1=452 S2=612 S3=3935 S4=505 S6=106S7=415 S8=612 r=4518.5 G1=1579kg G2=935kgG3=733kg =37.5 =8.5 图4-1 动臂计算位置一取工作装置为隔离体，对动臂底部铰点C取力矩平衡有:求得B点的侧向力 kN则C点的侧向力 kN取斗杆为隔离体，按对铰点D的力矩平衡方程求得F点的侧向力 kN则M点的侧向力 kN铲斗挖掘时，铲斗油缸工作力凡所能克服的切向阻力FW1,，可取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得铲斗油缸所产生的挖掘力其中铲斗油缸工作力式中： -最大工作压力; p=30 MPa -铲斗油缸大腔面积; =由此可以得出 =368 kN，及F=129.04 kN。法向阻力FW2决定于动臂油缸的闭锁力。可取工作装置为隔离体，按对动臂底部铰点C的力矩平衡方程求得式中为动臂油缸的闭锁力。=其中 - 过载压力; =34MPa-动臂油缸大腔面积; =由此可得: =442kN,及=-182kN,说明值不能实现.计算时只能取=523kN代入得=102.48 kN。将代入得=-125kN0。说明值仍不能实现。所以只能取=0 再代入得=44.3 kN然后将代入此时得到 =223.2kN 说明FWZ值不能实现。计算时只能取=523 kN ,代入然后联立方程求解得: kN kN再将值代入求解得： kN建立如图3-2所示坐标系，则：B点的受力分解为 kN kN kN M点的受力分解为 kN kN kN4.2 斗杆的受力分析反铲装置的斗杆强度主要为弯矩所控制，故其计算位置可根据反铲工作中挖掘阻力对斗杆可能产生的最大弯矩来确定。根据斗杆工作情况的分析和试验说明，斗杆危险断面最大应力发生在采用铲斗挖掘的工况下。其计算位置可按以下条件确定:4.2.1最低位置受力分析:a)、动臂位于最低(动臂油缸全收缩);b)、斗杆位于斗杆油缸作用力臂最大处(斗杆油缸与斗杆尾部轴线夹角为90时);c)、斗齿尖位于铲斗与斗杆铰点和斗杆与动臂铰点连线的延长线上;d)、侧齿遇障碍，作用有横向阻力。如图4-4所示。这时，工作装置上的作用力有:工作装置各部分的重量(动臂重G1,，斗杆重G2，铲斗重G3)和作用于斗侧齿上的挖掘阻力(包括切向分力，法向分力和侧向力)。横向挖掘阻力kN取斗杆为隔离体，按对铰点F的力矩平衡方程 求得D点侧向力 kN则F点侧向力 kN取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得H点侧向力 kN则Q点的侧向力 kN取斗杆(不含铲斗)为隔离体，按对铰点N的力矩平衡方程求得E点侧向力 kNL1=2456 L2=4154 L3=2957 L4=1460 L5=2200 L6=1023 S0=5219S1=92 S2=614 S3=6037 S4=512 S5=1074 S6=153 S7=400S8=514 r=2732 G1=1579kg G2=809kg G3=745kg =51.8 68.61.9 72.4 图44 斗杆计算位置一由受力平衡方程求得N点侧向力 kN铲斗挖掘时，铲斗油缸工作力F3所能克服的切向阻力,可取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得铲斗油缸所产生的挖掘力由=368 kN，得出=121.4 kN。法向阻力决定于动臂油缸的闭锁力。可取工作装置为隔离体，按对动臂底部铰点C的力矩平衡方程求得由= 442 kN，得出=-44.4 kN0。这说明值不能实现，即铲斗油缸不能发挥全部作用力。所以计算时只能取=0 再代入得 =70.1 kN将值代入可得 kN。取斗杆为隔离体，按对铰点F的力矩平衡方程求得斗杆油缸的作用力(被动状态下)即：=241.8 kN=523 kN。然后取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得即：=254.2 kN取摇杆为隔离体，作用力有:铲斗油缸作用力及。可求出N点作用力得 kN。建立如图4-5所示的坐标系，则:图4-5 建立坐标系D点受力可分解为 kN kN kNE点受力可分解为 kN kN kNN点受力可分解为 kNkN kN4.2.2 伸展位置受力分析a)、动臂位于动臂油缸作用力臂最大处；b)、斗杆位于斗杆油缸作用力臂最大处(斗杆油缸与斗杆尾部轴线夹角为90时)；c)、斗齿尖位于铲斗与斗杆铰点和斗杆与动臂铰点连线的延长线上；d)、进行正常挖掘，即挖掘阻力对称于铲斗，无侧向力。如图4-6所示。这时，工作装置上的作用力有:工作装置各部分的重量(动臂重G1，斗杆重G2，铲斗重G3)和作用于斗侧齿上的挖掘阻力(包括切向分力，法向分力)。L1=2763 L2=6037 L3=6462 L4=1460 L5=2200 L6=1023 S0=5244S1=420 S2=614 S3=5551 S4=512 S5=808 S6=307 S7=400S8=870 r=6825 G1=1579kg G2=809kg G3=745kg =51.8 68.61.9 72.4 图4-6 斗杆计算位置二铲斗挖掘时，铲斗油缸工作力F3,所能克服的切向阻力FW1可取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得铲斗油缸所产生的挖掘力由=368 kN，得出=123.1 kN。法向阻力决定于动臂油缸的闭锁力。可取工作装置为隔离体，按对动臂底部铰点C的力矩平衡方程求得由= 442 kN，得出=-21.7 kN0。这说明值不能实现，即铲斗油缸不能发挥全部作用力。所以计算时只能取=0 再代入得=100.1 kN将值代入可得 kN。取斗杆为隔离体，按对铰点F的力矩平衡方程求得斗杆油缸的作用力(被动状态下)即：=394.8 kN=523 kN。然后取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得即：=357.5kN取摇杆为隔离体，作用力有:铲斗油缸作用力及。可求出N点作用力得 kN。建立如图4-5所示的坐标系，则:D点受力可分解为 kN kN kNE点受力可分解为 kN kN kNN点受力可分解为 kN kN kN4.3 连接杆的受力分析变型斗杆的计算位置按以下条件确定:4.3.1 最低位置受力分析:a)、动臂位于最低(动臂油缸全收缩)；b)、斗杆位于斗杆油缸作用力臂最大处(斗杆油缸与斗杆尾部轴线夹角为90时)；c)、斗齿尖位于铲斗与斗杆铰点和斗杆与动臂铰点连线的延长线上；d)、侧齿遇障碍，作用有横向阻力。如图3-7所示。则：横向挖掘阻力 kN取斗杆为隔离体，按对铰点F的力矩平衡方程求得D点侧向力 kN则F点侧向力 kN取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得H点侧向力kNL1=2360 L2=3900 L3=2591 L4=1460 L5=2925 L6=1026 S0=5963S1=77 S2=641 S3=5409 S4=513 S5=1417 S6=103 S7=411S8=616 r=2378 G1=1579kg G2=935kg G3=733kg =51.8 68.61.3 72.4 图4-7 加长斗杆计算位置则Q点的侧向力 kN取斗杆(不含铲斗)为隔离体，按对铰点N的力矩平衡方程求得E点侧向力 kN由受力平衡方程求得N点侧向力 kN铲斗挖掘时，铲斗油缸工作力F3所能克服的切向阻力,可取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得铲斗油缸所产生的挖掘力由=368 kN，得出=129.8KkN。法向阻力决定于动臂油缸的闭锁力。可取工作装置为隔离体，按对动臂底部铰点C的力矩平衡方程求得由= 442 kN，得出=-75.6 kN0。这说明值不能实现，即铲斗油缸不能发挥全部作用力。所以计算时只能取=0 再代入得 =61.2 kN。将值代入可得 kN。取斗杆为隔离体，按对铰点F的力矩平衡方程求得斗杆油缸的作用力(被动状态下)即：=250.5 kN=523 kN。然后取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得即：=216 kN取摇杆为隔离体，作用力有:铲斗油缸作用力及。可求出N点作用力得 kN。建立如图4-8所示的坐标系，则:D点受力可分解为 kN kN kNE点受力可分解为 kN kN kNN点受力可分解为 kN kN kN图4-8 建立坐标系4.3.2 伸展位置受力分析a)、动臂位于动臂油缸作用力臂最大处；b)、斗杆位于斗杆油缸作用力臂最大处(斗杆油缸与斗杆尾部轴线夹角为90时)；c)、斗齿尖位于铲斗与斗杆铰点和斗杆与动臂铰点连线的延长线上；d)、进行正常挖掘，即挖掘阻力对称于铲斗，无侧向力。如图4-9所示。L1=2808 L2=6024 L3=6585 L4=1460 L5=2925 L6=1026 S0=5973S1=459 S2=641 S3=5523 S4=513 S5=975 S6=316 S7=411S8=868 r=5913 G1=1579kg G2=935kg G3=733kg =51.8 68.61.3 72.4 图4-9 加长斗杆工作位置二铲斗挖掘时，铲斗油缸工作力F3,所能克服的切向阻力FW1可取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得铲斗油缸所产生的挖掘力由=368 kN，得出=131.7 kN。法向阻力决定于动臂油缸的闭锁力。可取工作装置为隔离体，按对动臂底部铰点C的力矩平衡方程求得由= 442 kN，得出=-46 kN0。这说明值不能实现，即铲斗油缸不能发挥全部作用力。所以计算时只能取=0 再代入得 =89.2 kN将值代入可得 kN。取斗杆为隔离体，按对铰点F的力矩平衡方程求得斗杆油缸的作用力(被动状态下)即：=371.4 kN=523 kN。然后取铲斗为隔离体，按对铰点Q的力矩平衡方程求得 即：=308.7 kN。取摇杆为隔离体，作用力有:铲斗油缸作用力及。可求出N点作用力得 kN。建立如图3-5所示的坐标系，则:D点受力可分解为 kN kN kNE点受力可分解为 kN kN kNN点受力可分解为 kN kN kN总 结毕业设计转眼间就到了扫尾阶段，在这几个月的设计学习过程中，我取得了长足的进步。在这次毕业设计中，我收获了很多，首先，对知识有了更深的了解，几年的知识做了系统的回顾，图书馆使用培养独立分析的知识，我学会了如何更好的利用网络寻找信息解决问题的能力，以及信息使用，但也使我学会如何与同学讨论问题。这是我未来的工作有很大的帮助，我将继续在未来的工作中，努力提高自己的水平。通过这次设计，我真的感到棘手的优秀设计人员。在设计过程中，但在老师的帮助和自己的努力，终于使我成功地完成了设计。我经常没有足够的知识来设计经验，有不足。这些问题有时会让我无奈。虽然我的设计存在诸多不足，锻炼自己分析问题，解决一般问题的能力，我希望通过这次毕业设计，未来将从事的训练，为将来的工作打好基础，毕业设计仿真。写这个，对我的论文代表将接近结束。是四年的毕业设计最后的大学课程，这将是教师和学生的复习，是否做的好的和坏的，这个过程也有经验。首先要感谢所有老师的标记，我真诚地接受您的指导，并希望得到你对我的努力。
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号