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（全套CAD）挖掘机工作机构的设计（图纸论文整套）

掘时，也有采用双泵合流的情况。当动臂斗杆和铲斗复合运动时，为了防止同油泵向多个液压作用元件供油时动作的相互干扰，般三泵系统中，每个油泵单独对个液压作用元件供油较好。对于双泵系统，复合动作时各液压作用元件间出现相互干扰的可能性大，因此需要采用节流等措施进行流量分配，流量分配要求和三泵系统相同。挖掘过程中还有可能碰到石块树根等坚硬障碍物，往往由于挖不动而需要短时间增大挖掘力，希望液压系统能暂时增压，能提高主压力阀的压力。满斗举升回转工况满斗举升回转的运动约占整个作业循环时间的，能量消耗占，回转液压回路的发热量占液压系统总发热量的，因此要求尽可能地缩短转台的回转时间。挖掘结束后，动臂油缸将动臂顶起，满斗举升，同时回转液压马达使转台转向卸载处，此时主要是动臂和回转马达的复合动作。动臂抬升和回转马达同时动作时，要求二者在速度上匹配，即回转到指定卸载位置时，动臂和铲斗自动提升到合适的卸载高度。由于卸载所需的回转角度不同，随液压挖掘机相对卸载的位置而变，因此动臂提升速度和回转马达的回转速度的相对关系应该是可调整的。卸载回转角度大，则要求回转速度快些，而动臂的提升速度慢些。回转起动时，由于惯性较大，油压会升得很高，有可能从溢流阀溢流，此时应该将溢流的油供给动臂。在回转和动臂提升的同时，斗杆要外放，有时还需要对铲斗进行调整。这时是回转马达动臂斗杆和铲斗进行复合动作。卸载工况回转至卸载位置时，转台制动，用斗挖掘机,工作,机构,设计,优秀,优良,工程机械十图纸摘要本文设计的是种挖掘机的挖掘装置，在为工业民用上有特殊用途的挖掘装载机，它可以用于煤矿井下狭小空间清理装载运输等工作，也可以用于冶金矿山隧道建设等场合的挖掘装载工作。在本设计中，通过对国内外现有技术的了解和分析，利用任务书上所给定的挖掘机铲斗额定装载载荷，先计算出铲斗的斗容，而后选用标准容量铲斗，根据所选出的标准铲斗，计算出挖掘机的最大铲取阻力最大卸载高度最小卸载距离等些设计所必需用到的量。通过对工作机构上九个铰接点位置的确定来设计出动臂的模型及动臂上各点的受力，然后计算出举臂油缸和转斗油缸的内径活塞杆的杆径，选出标准的液压缸。关键词铲斗液压缸动臂挖掘机绪论.课题背景及目的.挖掘机发展简史.挖掘机的基本类型.国内外研究状况.论文构成及研究内容总体方案设计.工作装置构成.动臂及斗杆的结构形式.铲斗的结构选择.液压挖掘机工矿分析.液压挖掘机工作装置设计要求.液压挖掘机工作装置的设计原则工作装置运动学分析.动臂运动分析.斗杆的运动分析.铲斗的运动分析.特殊工作位置计算反铲装置的设计.挖掘装载机工作装置典型工况分析确定.挖掘装载机工作装置的基本参数的选择.油缸基本参数的选择和计算挖掘装置受力计算和强度计算.挖掘阻力的计算铲斗挖掘阻力的计算斗杆挖掘阻力计算.工作液压缸的理论挖掘力铲斗挖掘时，铲斗缸的理论挖掘力斗杆挖掘时，斗杆油缸的理论挖掘力.整机理论挖掘力铲斗挖掘总结致谢参考文献绪论.课题背景及目的挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用，如工业与民用建筑交通运输水利电气工程农田改造矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工中。据统计，般工程施工中约有的土方量露天矿山中的剥离量和采掘量是用挖掘机完成的。随着我国基础设施建设的深入和在建设中挖掘机的广泛应用，挖掘机市场有着广阔的发展空间，因此发展满足我国国情所需要的挖掘机是十分必要的。而工作装置作为挖掘机的重要组成部分，对其研究和控制是对整机开发的基础。反铲式单斗液压挖掘机工作装置是个较复杂的空间机构，国内外对其运动分析机构和结构参数优化设计方面都作了较深入的研究，具体的设计特别是中型挖掘机的设计已经趋于成熟。而关于反铲式单斗液压挖掘机的相关文献也很多，这些文献从不同侧面对工作装置的设计进行了论述。而笔者的设计知识和水平还只是个学步的孩子，进行本课题的设计是为对挖掘机的工作装置设计有些大体的认识，巩固所学的知识和提高设计能力。.挖掘机发展简史第台手动挖掘机问世至今已有多年的历史，期间经历了由蒸汽驱动半回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动全回转挖掘机应用机电液体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。由于液压技术的应用，世纪年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机，世纪年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和腰带式全液压挖掘机。初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全。从世纪年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产旦猛增。年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的，目前已接近。挖掘机的基本类型液压挖掘机也和机械式挖掘机样，由工作装置回转装置和行走装置等三大部分组成。所以，我们可以从这三大部件的结构特点功能和通用范围等方面来区分它的类型。就液压挖掘机构整机结构而言，全部采用液压传动者称为全液压挖掘机部分采用液压传动者则称为半液压挖掘机多数情况下是行走装置用机械传功，其余均为液压传动。也有机体为机械传动，而仅工作装置采用液压传动的能在水平面内回转的称为全回转挖掘机，否则就是非全回转式挖掘机。就工作装置来说，根据其用途和结构型式可以区分为“通用”与“专用”。般中小型液压挖掘机都是通用的，多带有正铲反铲装载抓斗起重等五种工作装置。大型液压挖掘机往往专门用于建筑材料露天矿或其它金属与非金属露天矿作装载和挖掘工作，故只装正铲，成为专用根据工作装置的结构特征，可以区分为铰接式和伸缩臂式。普通的液压挖掘机均为铰接式动臂斗杆和铲斗均可绕铰点转动，完成各种作业动作，而伸缩臂式挖掘机的动臂由主臂和伸缩臂两部分组成，伸缩臂可在主臂内伸缩也可以变幅，臂端装有铲斗，适于作平整和清理工作，特别是修理沟坡。就行走装置的型式而言，液压挖掘机可以制成履带式轮胎式轮胎履带式汽车式和悬挂式。悬挂式挖掘机用拖拉机作底盘，配装若干个工作装置通常是端装反铲另端为装载铲或推土板。除上述基本类型外，还有些结构比较特殊的液压挖掘机。无行走驱动装置的双轮拖式挖掘机亦称步履式挖掘机制造简单价格低廉，特别适用于狭窄地带和小型土方施工工地轮胎可以收放的无支腿式挖掘机工作时不用支腿支撑，而将支承转台的底架全部落地，在的范围内自由回转进行作业。仲缩臂式挖掘机也可装上铰接式斗杆，满足作业过程中些腕动式作业的要求。.国内外研究状况当前，国际上挖掘机的生产正向大型化微型化多能化和专用化的方向发展。国外挖掘机行业重视采用新技术新工艺新结构和新材料，加快了向标准化系列化通用化发展的步伐。我国己经形成了挖掘机的系列化生产，近年来还开发了许多新产品，引进了国外的些先进的生产率较高的挖掘机型号。由于使用性能技术指标和经济指标上的优越，世界上许多国家，特别是工业发达国家，都在大力发展单斗液压挖掘机。目前，单斗液压挖掘机的发展着眼于动力和传动系统的改进以达到高效节能应用范围不断扩大，成本不断降低，向标准化模块化发展，以提高零部件配件的可靠性，从而保证整机的可靠性电子计算机监测与控制，实现机电体化提高机械作业性能，降低噪音，减少停机维修时间，提高适应能力，消除公害，纵观未来，单斗液压挖掘机有以下的趋势向大型化发展的同时向微型化发展。更为普遍地采用节能技术。不断提高可靠性和使用寿命。工作装置结构不断改进，工作范围不断扩大。由内燃机驱动向电力驱动发展。液压系统不断改进，液压元件不断更新。应用微电子气液等机电体化综合技术。增大铲斗容量，加大功率，提高生产效率。人机工程学在设计中的充分利用。.论文构成及研究内容本论文主要对由动臂斗杆铲斗连杆机构组成挖掘机工作装置进行设计。具体内容包括以下四部分挖机工作装置的总体设计。挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析。工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证。工作装置主要部件的结构设计。总体方案设计.工作装置构成斗杆油缸动臂油管动臂油缸铲斗斗齿侧板连杆曲柄铲斗油缸斗杆.图工作装置组成图图为液压挖掘机工作装置基本组成及传动示意图，如图所示反铲工作装置由铲斗连杆斗杆动臂相应的三组液压缸等组成。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统的不同，反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的随机的。上述过程仅为般的理想过程。挖掘机工作装置的大臂与斗杆是变截面的箱梁结构，铲斗是由厚度很薄的钢板焊接而成。各油缸可看作是只承受拉压载荷的杆。根据以上特征，可以对工作装置进行适当简化处理。则可知单斗液压挖掘机的工作装置可以看成是由动臂斗杆铲斗动臂油缸斗杆油缸铲斗油缸及连杆机构组成的具有三自由度的六杆机构，处理的具体简图如所示。进步简化得图如所示。图工作装置结构简图铲斗连杆斗杆动臂铲斗油缸斗杆油缸图工作装置结构简化图挖掘机的工作装置经上面的简化后实质是组平面连杆机构，自由度是，即工作装置的几何位置由动臂油缸长度斗杆油缸长度铲斗油缸长度决定，当为确定的值时，工作装置的位置也就能够确定。.动臂及斗杆的结构形式动臂采用整体式弯动臂，这种结构形式在中型挖掘机中应用较为广泛。其结构简单价廉，刚度相同时结构重量较组合式动臂轻，且有利于得到较大的挖掘深度。斗杆也有整体式和组合式两种，大多数挖掘机采用整体式斗杆。在本设计中由于不需要调节斗杆的长度，故也采用整体式斗杆。.铲斗的结构选择铲斗结构形状和参数的合理选择对挖掘机的作业效果影响很大，其应满足以下的要求有利于物料的自由流动。铲斗内壁不宜设置横向凸缘棱角等。斗底的纵向剖面形状要适合于各种物料的运动规律。要使物料易于卸尽。为使装进铲斗的物料不易于卸出，铲斗的宽度与物料的粒径之比应大于，大于时，颗粒尺寸不考虑，视物料为均质。综上考虑，选用中型挖掘机常用的铲斗结构，基本结构如图所示。图铲斗.液压挖掘机工矿分析液压挖掘机的主要运动功能包括以下几个动作动臂升降斗杆收放铲斗装卸转台回转整机行走以及其它辅助动作，如图所示。除了辅助动作例如整机转向等不需全功率驱动以外，其它都是液压挖掘机的主要动作，般要进行全功率驱动研究。挖掘机的典型作业流程整机移动至合适工作位置平台回转，使工作装置处于挖掘位置动臂下降，并调整斗杆铲斗至合适位置斗杆铲斗挖掘作业动臂升起回转工作装置至卸载位置操纵斗杆铲斗卸载。图液