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1、洛阳理工学院(论文)WY6反铲液压挖掘机工作装置设计摘要液压挖掘机是土方和石方工程的主要施工机械，广泛应用于能源、交通、水利、城镇建设以及现代化军事工程等领域的机械化施工。液压挖掘机利用工作装置进行土方和石方挖掘，工作装置的性能和可靠性是整机先进性的重要标志。本设计对液压挖掘机的典型工况进行了分析，根据液压挖掘机的工作特点，从几何尺寸、动力特性、结构强度、经济性等方面讨论了液压挖掘机工作装置的设计要求，提出了液压挖掘机工作装置的设计原则。通过分析挖掘机工作装置铰点的失效机理，提出了铰点销轴和轴套最小间隙的计算公式和最大间隙的限制条件。同时以某挖掘机工作装置为例，进行了工作装置的优化设计。对比优
2、化设计和原设计尺寸，比较了主要作业参数，得出经过优化设计的铲斗缸的挖掘力得到了充分发挥。 关键词 液压反铲挖掘机；工作装置；大臂运动分析；铲斗DESIGN OF WORING DEVICE OF BACKHOE HYDRAULIC EXCAVATORAbstractHydraulic excavator is the major construction machine in the earth moving,excavation and engineering field,and it is widely used in the mechanized construction of ener
3、gy,transportation, water conservancy,urban construction and modernized military engineering field.Working mechanism is the main part forearth excavation,so the performance and reliability of working mechanism becomeThis design of working mechanism is the main component of hydraulic excavator and its
4、 performance directly determines the performance of the whole hydraulic excavator,which brings high demands for working mechanism design.First a comprehensive analysis is performed for hydraulic working conditions.On the basis of work characters,the design of working mechanism is studied to meet the
5、 requirements for geometry,dynamic characteristics,structure strength,econ- omic and other aspects of hydraulic excavator.And design principle is discussed.All of the research work has important guiding significance.Through analyzed the excavator work installment articulation failure mechanism, prop
6、osed the articulation spot sells the axis and the axle sleeve smallest gap formula and the biggest gap limiting condition. Meanwhile take some excavator work installment as the example, has carried on the work installment optimization design. The contrast optimization design and the original design
7、size, compared with the main job parameter, have obtained after the optimization design scoop cylinders excavation strength obtained the full display.Keywords： hydraulic excavators; working device;the big arm motion analysis; bucketI洛阳理工学院毕业设计(论文) 目 录第1章 绪 论11.1液压挖掘机在现代化建设中的作用11.2 液压挖掘机的工作特点与基本类型21.
8、2.1液压挖掘机的主要优缺点21.2.2液压挖掘机的基本类型及主要特点31.3国内外液压挖掘机研究现状及发展趋势61.3.1研究现状61.3.2发展趋势61.4课题设计的目的和意义7第2章 总体方案设计82.1 履带式液压挖掘机的组成82.2 设计依据92.2.1履带式行走装置主要特92.3总体设 原则92.4动力装置的比较与选型102.5工作装置的比较与选择122.5.1反铲工作装置132.5.2正铲工作装置16第3章 工作装置的分析183.1工作装置的设计原则183.2 液压挖掘机的工况分析193.2.1 挖掘工况分析203.2.2 满斗举升回转工况分析223.2.3 卸载工况分析233.
9、2.4 空斗返回工况分析233.3液压挖掘机工作装置的设计要求243.3.1几何尺寸要求243.3.2 各功能运动的动力特性要求253.3.3结构强度要求26第4章工作装置设计284.1工作装置基本参数284.2大臂运动分析294.3 运动臂计算分析314 3.1 铲斗的几何参数及运动分析314.3.2铲斗连杆机构的传动比i324.3.3铲斗相对斗杆的摆动角度3334.3.4斗齿尖运动分析33结 论35谢 辞36参考文献37外文翻译3853第1章 绪 论1.1 液压挖掘机在现代化建设中的作用液压挖掘机，又叫做挖掘设备，它是从事上方开挖的种施工机械器械。液压挖掘机工作过程时，以铲斗的切削刃切削土
10、壤，挖掘高于或者低于承机面的土壤。铲斗装满以后提升，回转至卸载地方并装入运输车辆或卸至堆料场，卸空后的铲斗再回转并下降到挖掘的位开始下一次的工作。液压挖掘机挖完一堆土以后，机械移动一定的距离，以便继续工作。所以，液压液压挖掘机是一种周期重复的自行式工作的土方机械设备。它的挖掘的物料主要是泥、土壤、泥沙以及经过预松后的岩石与土壤。液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的一种机械,是一种广泛用在建筑、铁路、高速公路、等建设项目的工程机械设备，它是土方石施工中必不可缺的挖掘设备。在建筑施工施工中，用来挖掘基坑、下水道，扒掉建筑，平整土地。当然还可以利用不同的工作装置进行装卸、吊装、打地基；在水
11、利施工中，可用来开挖大型水库、运河、沟道，疏松与挖深河道；在交通运输工程中，可以用来挖掘土方、平整路面与挖路侧边排水道；在开矿工程中，用来采掘各种矿石或煤资源，钻孔等等。根据相关的专家学者估算，全世界各种施工作业场之中约有55%至60%的土石方工程都是由挖掘机搞定的。反铲挖掘机是一种全能型工程机械，现在已经无可怀疑地成为工程机械的第一大机种，在世界工程机械市场上己占据不可撼动的地位，而且仍在发展壮大。液压挖掘机的发展主要以液压技术的应用为前提，其液压系统已成为工程机械液压系统的主要形式。根据相关部门的计算统计，一台斗容量为1.0的液压挖掘机挖掘-级土壤时，每班生产率大约等于350-450个工人
12、一天的工作总量。所以，扶持发展液压挖掘机，对提升劳动生产率和加快我国的经济快速发展有着特殊意义。1.2 液压挖掘机的工作特点与基本类型1.2.1 液压挖掘机的主要优缺点液压挖掘机是由于在动力装置与工作装置之间采用容积式液压传动，靠的是液体的压力能量进行运转，它相对机械传动具有以下很多优点:(1)由于液压传动是油管连接，因此，靠油管的连接可以灵活的传动分配机构，这是比机械传动优秀的地方。比如，在井下抽取石油的液压泵要采用液压传动来驱动，用来减小长驱动轴效率低的不足。因为液压缸的推力比较大，而且极易分配，在挖掘机等重型工程机械上，已快要取代原来的机械传动，不但操作比较方便，而外形好看。(2)液压的
13、传动装置重量轻、构造紧密、惯性比较小。比如，相同功率的液压马达体积是电动机的13%15%。液压泵和液压马达单位功率的重量标准，现在为发电机与电动机的八分之一左右，液压泵与液压马达可到0.0030N/W(牛/瓦d)的极小值,发电机与电动机则大约是0.04N/W。(3)可以在广阔的范围内完成无级变速。(4)传递动作均匀稳定，载荷变化的时候速度平稳。(5)液压装置会完成过载保护借助于设置溢流阀等，而且液压件能自行润滑所以，使用寿命比较长。(6)液压传动可以实现自动化借助于各种控制阀，尤其是采用液压控制和电气控制结合使用的时候，很容易的实现复杂的自动工作循环，并且可以实现遥控。(7)液压元件已经完成了
14、标准化、系列化和通用化，三化。基于液压传动的上述优点，液压挖掘机和机械传动挖掘机比较，具有以下主要特点：（1）能实现无级调速并且调速范围广（最高与最低速度之比可达1200：1）；能得到较低的稳定转速（采用柱塞式油马达，稳定转速可低到1转/分）；快速工作时，液压元件产生的惯性比较小，而且可作高速反转（电动机回转部分的起动力矩比其工作力矩大50%，而油马达则不大于5%）。加速中等功率电动机需1秒钟到数秒钟，而加速油马达只需0.1秒；传动稳定，结构紧凑；（2）极度改善了挖掘机的基本性能，传动平稳，工作效率高，结构合理。液压挖掘机与同级的机械传动挖掘机比较，挖掘力大约35%，比如1.0的液压挖掘机铲斗
15、挖掘力为130-180kN，而同级机械传动挖掘机大约只有100kN。挖掘机工作时最多的是回转和工作装置的循环来回动作，速度不高，但是需要很大的力，并且要求在短时间内完成很多难的动作。机械传动挖掘机完成这些动作需要通过摩擦离合器、减速器、制动器、逆转机构、提升和推压机构等配合来实现。所以，机械传动挖掘机不但结构复杂，而且还要产生很大的惯性力。但是，液压挖掘机则不需要这么庞大和复杂的中间传动，很大程度简化了结构，也减少了磨损。所以，液压挖掘机的质量大约比同斗容量的机械传动挖掘机轻35%，节省了钢材的同时也降低了接地的比压概率。（3）安全可靠，操作简便、灵活方便，司机的工作条件得到质的改变。更换工作装置容易，而且不牵连转台上部的其他机构。（4）易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。方便与组织大规模专业化生产，而且提高质量、生产率。单斗液压挖掘机很大程度上改观了液压挖掘机的技术性能，挖掘力大、牵引力大、机器重量轻、传动平稳、作业效率高。综上所述，液压挖掘机慢慢代替机械式挖掘机是必然的形势。1.2.2 液压挖掘机的基本类型及主要特点液压挖掘机有很
