。!斗齿,!斗齿,!铲斗及作复合动作挖掘．般认为斗容量小于.，中小型的液压单斗反铲挖掘机或在土质松软时以铲斗挖掘为主，而斗杆挖掘主要适用于正铲大功率装置和些坚硬的土壤或破碎岩石．斗杆挖掘时挖掘阻力式中挖掘比阻力斗杆挖掘时的切削厚度切削刃宽度影响系数，铲斗的平均宽度斗杆挖掘时的切削半径土壤的松散系数斗杆挖掘过程中的总转角斗容量。铲斗挖掘时挖掘阻力式中土壤的硬度系数，对不同的土壤条件取值不同，这里设挖机用于Ⅳ级土壤的挖掘，取值为铲斗与斗杆铰点到斗齿尖距离挖掘位置时铲斗总转角的半挖掘位置处转斗的瞬时转角切削刃宽度影响系数，切削角变化影响系数带有斗齿的系数斗侧壁厚影响系数其中为侧壁厚度切削刃挤压土壤的力。复合动作挖掘时挖掘阻力切向挖掘阻力，法向挖掘阻力其中挖掘比阻力斗宽挖掘深度挖掘阻力系数。由于液压挖掘机大都采用复合动作挖掘，根据设计参数可知斗宽，挖掘深度.，因为该铲斗所要涉及的工矿最多为Ⅳ级土壤，计算得。挖掘阻力垂直分力。液压挖掘机的动力学仿真与有限元分析作用在铲斗刃口上的挖掘阻力可分为两种情况对称载荷偏心载荷。这里只研究对称载荷的情况，物料的重力的方向始终垂直向下，位置在铲斗的中部．切向挖掘阻力与法向挖掘阻力的方向相互垂直，并定义在铲斗中齿上。其中切向挖掘阻力的方向始终沿铲斗轨迹的切线指向铲斗斗齿，法向挖掘阻力始终垂直于铲斗轨迹的切线指向铲斗斗齿，它们的方向相对于地面是随着铲斗的转动而不断的变化，但相对于铲斗是不变的。以挖掘机复合动作方式的作业循环时间为依据，用系统提供的函数设定挖掘机在个工作循环中的各个液压缸的驱动函数及受力函数。具体如下主动臂液压缸驱动函数,.,斗杆液压缸驱动函数,.,铲斗液压缸驱动函数,,副动臂液压缸驱动函数,.,切向挖掘阻力函数法向挖掘阻力函数重力函数的轨迹组合而成。显然，这种动作能够实现还决定于液压系统的设计。当反铲装置的结构形式及结构尺寸已定时包括动臂斗杆铲斗尺寸铰点位置，相对的允许转角或各油缸的行程等，即可用运动分析求得挖掘机挖掘轨迹的包络图，即挖掘机在任正常工作位置时所控制到的工作范围。对于反铲装置主要的工作尺寸为最大挖掘深度最大卸载高度和最大挖掘半径。包络图中有部分区间靠近甚至深入到挖掘机停机点底下，这范围的土壤虽可挖及，但可能引起土壤的崩塌而影响机械的稳定和安全上作，除有条件的挖沟作业外般不使用。挖掘机反铲装置的最大的挖掘力决定于液压系统的工作压力油缸尺寸，以及各油缸间作用力之影响斗杆动臂油缸的闭锁压力及力臂外，还决定于整机的稳定和地面附着情况。因此反铲装置不可能在任何位置都能发挥最大挖掘力。反铲装置的设计原则主要工作尺寸及作业范围的要求，在设计时应考虑与同类型相比时的先进性，性能与主参数应符合国家标准之规定。满足整机挖掘力大小及分布情况的要求。功率利用情况好，理论工作循环时间短。确定各个铰点布置，结构形状应尽可能使受力状态有利，在保证刚度和强度的前提下，重量越轻越好。应考虑到通用性和稳定性。运输或停放时应有合理的姿态。液压缸设计应考虑三化，采用系列参数。作装置应安全可靠，拆装方便。满足特殊使用要求。.本章小结本章主要介绍了各种挖掘机，通过对比最终确定了挖掘机的方案，借鉴其他挖掘机的优点来确定要设计的结构形式，变幅机构采用油缸变幅，其次介绍了挖掘机的结构组成及其工作原理。第章挖掘机运动分析与有限元分析.在挖掘机设计中的应用在挖掘机工作装置设计中，最困难的工作就是运动机构的设计与运动轨迹校核，目前多采用轨迹图法或根据几何约束条件建立方程组进行求解，但对于运动部件多于三个的机构，设计起来就要麻烦得多，并且设计工作不直观，设计结果也不尽人意。而美国公司开发的基于操作系统的三维设计软件按底盘结构分类按底盘结构方式可分为履带式轮胎式汽车式步履式轨道式拖式浮式等液压挖掘机，如图所示。履带式液压挖掘机轮胎式液压挖掘机浮式挖掘机汽车式挖掘机轨道式挖掘机步履式挖掘机图按底盘结构分类履带式液压挖掘机的优点是履带式重心低，在进行作业时也可以移动，驱动力大，接地比压小，越野性能好，稳定性好，爬坡能力大，转弯半径小，灵活性好。缺点是履带式的行走制造成本高，运行速度低，功率消耗大，零件磨损快，长距离运行时要用运输车辆。轮胎式液压挖掘机运行速度快，机动性好，不损坏路面，但是接地比压大，爬坡能力小，作业时需要用专门支腿，稳定性和安全性稍差。轮胎式液压挖掘机运行速度快，机动性好，不损坏路面，但是接地比压大，爬坡能力小，作业时需要用专门支腿，稳定性和安全性稍差。汽车式挖掘机机动灵活，行驶速度高。汽车式挖掘机突出的缺点是汽车前方为挖掘作业盲区，影响挖掘性能的发挥。步履式轨道式浮式挖掘机适用于特殊工作，实用性不够广泛。按变幅机构分类变幅机构可分为整体式和组合式，其中组合式包括伸缩式和非伸缩式结构。如图所示。整体式动臂整体式斗杆结构组合式动臂整体式斗杆结构整体式动臂伸缩式斗杆结构图按变幅机构分类整体式结构简单价廉刚度相同时结构重量较组合式动臂轻，它的缺点是替换工作装置较少通用性较差，般适用于作业条件相似的反铲装置。组合式结构的工作尺寸和挖掘力可以根据作业条件的变化进行调整能够较合理地满足各类作业装置的参数和结构要求，从而较简单的解决主要构件的统化问题，下动臂般可以适应各种作业装置要求，不需拆换装车运输也比较方便。确定设计方案根据不同类型底盘和动臂斗杆结构的优缺点确定本次设计方案为底盘选用履带式，采用组合式动臂和整体式斗杆变幅机构的反铲装置。主动臂下铰点铰接在转台上，通过主动臂缸的伸缩，使主动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动，副动臂下铰点铰接在主动臂上，通过副动臂缸的伸缩，使副动臂连同斗杆绕主动臂下铰点转动。依靠斗杆缸使斗杆绕副动臂的上铰点转动，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。底盘采用利勃海尔结构，回转支撑采用内齿式回转支撑，发动机用它们生产的部分产品已出口，打破了多年来主要由少数几家国外挖掘机制造企业垄断国内市场的局面，使国产液压挖掘机的产量和质量都上了个新台阶。年代以来，随着迅速发展的微电子技术计算机技术控制技术通信技术等新技术日益渗透到液压挖掘机技术中，世界各工业发达国家的液压挖掘机技术水平得以迅速提高，使度与国外技术水平缩小的国产液压挖掘机再次与国外液压挖掘机差距拉大了。因此，国内液压挖掘机市场大部分被国外产品所占据的局面长期得不到改善。随着我国改革开放的进步深入，国家对基础建设和基础设施投资的规模日益扩大，国内用户对高质量高水平高效率的液压挖掘机的需求愈来愈迫切。尤其是在城市建设中，对于中小型液压挖掘机的需求与日俱增。对美国日本和德国等工业发达国家工程机械的发展研究表明，他们在上述技术方面都有不同程度的发展，特别是微电子技术和液压挖掘机相结合的机电体化技术更是发展迅速，促进了液压挖掘机控制技术的飞速发展。国内液压挖掘机总的来说是机型和规格少，数量少斗容量小，技术性能较低，可靠性和质量总的来说不如国外，品种规格上满足不了国内市场需要。在中国城市建设飞速发展的过程中，对于中小型挖掘机的外形尺寸，以及行走机构都有定的限制。所以现在面临的问题就是开发研究新型液压挖掘机。.液压挖掘机发展趋势液压挖掘机问世以来，经历了探索发展和提高等阶段，目前，不少国家液压挖掘机的使用在工业与民用建筑道路建设水力矿山市政工程等土石方施工中已越来越占有重要的位置也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装备，是各国经济建设不可替代的装备。液压挖掘机的使用反映了这些国家的施工机械化水平。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，已成为生产和研制部门的重大课题。整机的发展趋势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吨级发展到吨级，功率提高到马力，斗容达立方米，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，斗容量般在.立方米以下，最小的达.立方米。微型机的特点全套,设计多功能,液压,挖掘机,毕业设计,图纸第章概述.引言.国内外液压挖掘机现状特点.液压挖掘机发展趋势.本章小结第章挖掘机结构设计.液压挖掘机方案的确定按底盘结构分类按变幅机构分类确定设计方案.变幅机构的特点及设计原则反铲装置的工作特点反铲装置的设计原则.本章小结第章挖掘机运动分析与有限元分析.在挖掘机设计中的应用.挖掘机反铲装置的运动分析.挖掘机反铲装置的动力学分析液压挖掘机的理论挖掘阻力液压挖掘机的动力学仿真与有限元分析.挖掘机反铲装置的静力学分析铲斗的受力分析斗杆的受力分析副动臂的受力分析主动臂的受力分析.本章小结第章整机稳定性分析.稳定性及计算方法稳定性稳定性校核.接地比压计算.本章小结第章液压系统设计.液压系统的形式.液压回路设计卸荷回路的设计回转回路的设计节流调速和背压回路的设计行走限压回路的设计辅助回路的设计.重要液压元件的选型设计回转液压马达的选型设计工作机构液压缸的选型设计.液压原理图.本章小结结论参考文献致谢第章概述.引言液压挖掘机是交通运输能源开发以及城镇建设等各项工程建设的重要施工装备，它的使用也反映了这些部门的施工机械化水平。因此，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。液压挖掘机反铲装置是完成液压挖掘机各项功能的主要部分，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。本文根据液压挖掘机反铲装置的结构特点和工作原理，通过类比各种型号挖掘机和其他工程车辆，将挖掘机的动臂设计为组合式动臂结构，大大扩大了挖掘范围，增加了机械工作效率。.国内外液压挖掘机现状特点近十年来，液压挖掘机总的发展趋势是围绕提高可靠性和效率降低成本为核心，继续向大型化发展的同时向微型化发展并着眼于动力传动系统的改进以达到高效节能。由于微电子技术的应用，使其自动化机电体化和智能化的进程加快。为适应应用范围和使用条件的不断扩大，标准化组件化成为必要的条件，另外动力也不仅限于柴油机，也可以电力为动力。以全寿命理论为导向，延长维修周期加快维修进度和降低维修费用以人机工程学为基础，更好地设计和装备驾驶室，提高机械作业性能，降低振动和噪声，消除公害，是这液压挖掘机得以成功发展的关键。最近几年，各地对液压挖掘机的需求量日益增加，液压挖掘机逐步取代机械式挖掘机是不可回避的事实。其主要特点是结构紧凑机动灵活零部件少成本低工作重量轻生产能力高挖掘高度高下挖准确，具有良好的选采性能功能多样，完成挖掘作业后可以迅速转化为辅助作业，如可自行清理场地，保持工地平整等。