半岛官方app毕业论文--挖掘机液压系统的毕业论文设计挖掘机动臂机构液压系统 1、设计背景 液压挖掘机是一种多功能机械，冃前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工 程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证丁•程质量。加快建设速 度以及提高劳动生产率方面起着十分重耍的作用。由丁液压挖掘机具有多品种，多功 能， 高质量及高效率等特点，因此受到了广大施T 作业单位的青睐。液圧挖掘机的生 产制造 业也日益蓬勃发展半岛官网。 挖掘机液压传动紧密地联系在一起，其发展主要以液压技术的应用为基础。其结 构主要是由发动机、液压系统、丁作装置、行走装置和电气控制等部分组成(如图所 示)， 由丁•挖掘机的T 作条件恶劣，要求实现的动作很复杂，于是它对液压系统的设 计提出 了很高的要求，具液压系统也是工程机械液圧系统中最为复杂的。因此，对挖 掘机液压 系统的分析设计已经成为推动挖掘机发展中的重要一环。 2、设计要求 2. 1 使用要求 小型挖掘机主耍用于城市、狭窄地区，代替人力劳动。主耍作业是挖掘、装载、 整 地、起重等，用于城市管道丁•程、道路、住宅建设、基础工程和园林作业等。小型 挖 掘机体积小，机动灵活，并趋向于一机多能，配备多种工作装置，除正铲、反铲外, 还 配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、推土板、 冲 击铲、集装叉、高空作业架、较盘及拉铲等，以满足各种施丁•的需要。与此同时， 发 展专门用途的特种挖掘机，如低比圧、低嗓声、水下专用和水陆两用挖掘机等。总 Z它 是一种多用途万能型的城市建设机械。由于这种机械的特点很靠近人，因此在设 计上除 了要求耐久性、可靠性和作业效率等，还需着重考虑人、机、环境的协调，特 别要注意 以下儿点： (1) 安全性即机械作业过程中不耍与周用的人和物相碰撞，防倾翻稳定性好。 (2) 低公害即排放要求高、低震动、低噪音，声音耍比较悦耳。 (3) 与周围环境能调和，形象要美观，形体和色彩不要引起人们不愉快感，对 人 有亲和感。 (4) 尽量扩大其使用功能，可装多种附属装置，应成为城市万能型工程机械。 (5) 操纵简便，任何人一学就会，都能操纵。 2. 2 性能要求 小型挖掘机具有中型挖掘机的多项功能，乂具有便于运输、能耗低、灵活、适应 性强等优势，非常适用于空间狭小的施工场地作业，而且价格低、质量轻、保养维修 方 便，所以在小型土石方工程、市政工程、路面修复、混凝土破碎、电缆埋设、自来 水管 . 道的铺设、园林栽培等工程中得到了广泛的应用。由于满足基本的挖掘、装载、 整地、 起重等功能外，必须考虑到工作空间小(人力所不能至)、地形复杂、方便操作、 可控， 冃前市场对小型挖掘机性能耍求如下 f21 : (1) 改进挖掘机可控性和控制精确性以及复合动作。 (2) 简化液压系统、降低成本，达到大作业量与低油耗的动态平衡。 (3) 改进工作可靠性。 (4) 改进驾驶操作舒适性及降低 劳动强度，提高单位生产率。 (5) 改进操作安全性。 (6) 低振动、低噪音适用生活区工作。 2. 3 总体图 液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种，对于减轻工人繁重的体力劳动，提高 施 工机械化水平，加快施丁进度，促进各项建设事业的发展，都起着很大的作用，因 此, 人力发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。 1.铲斗缸2.斗杆缸3.动臂缸4.冋转马达5.冷却器6.滤油器7.磁滤器8.油箱9.液压泵 10.背压阀11.后组合阀12.前组合阀13.中央冋转接头14.冋转制动阀15.限速阀16.行走马达 图1. 1 液压挖掘机整体系统图 3、液压系统的设计 液压系统设计作为机电一体化挖掘机设计的重耍组成部分，设计时必须满足挖掘 机工作循环所需的全部技术耍求，且静动态性能好、效率高、结构简单、工作安全可 靠、 寿命长、经济性好、使用维护方便。其中液压系统的设计作为挖掘机总体设计的 一部分， 必须要满足整机工作要求，并要求进行和关参数的计算与分析验证，选取合 适的各液压 元件。 3.1 液压挖掘机的工况分析 液压挖掘机的主耍功能运动包括以下儿个动作(如图3. 1 所示)：动臂升降、斗杆 收 . 放、铲斗装卸、转台冋转、整机行走以及辅助动作。除了辅助动作(例如整机 转向 等)不需全功率驱动以外，具它都是液压挖掘机的主要动作，耍考虑全功率驱动。 3.1.1.挖掘机的典型作业流程： (1) 整机移动至合适的工作位置 (2) 回转平台，使用工作装置处于挖掘位萱 (3) 动臂下降，并调整斗杆、铲斗至合适位置 (4) 斗杆、铲斗挖掘作业 (5) 动臂升起 (6) 回转工作装置至卸载位置 (7) 操纵斗杆、铲斗卸载 1 一动臂升降;2 —斗杆收放:3 —铲斗装卸;4 一转台回转:5 —整机行走 图3. 1 液压挖掘机的工作运动 3.1.2.工况分析 (1) 铲斗挖掘工况：由铲斗液压缸单独动作进行挖掘的丁况。采用铲斗液压缸进 行挖掘常用于清除障碍，挖掘较松软的土壤以提高生产率，因此，在一般土方工程挖 掘 中(III 级土以下土壤的挖掘)铲斗挖掘最常用。 (2) 斗杆挖掘工况：由斗杆液压缸单独动作进行挖掘的工况。在较坚硬的土质条 件下工作时，为了能够装满铲斗，中小型液压挖掘机在实际工作中常以斗杆液压缸进 行 挖掘。 (3) 联合挖掘工况：由铲斗、斗杆液压缸复合动作进行挖掘的工况，必要时还需 配以动臂液压缸的动作。主耍用于需要轨迹控制的情况。 当单独采用斗杆液压缸进行挖攔时，挖掘轨迹以动臂与斗杆的饺点为中心，铲斗 斗尖所作的圆弧线的长度决定于斗杆液压缸的行程。当动臂液压缸位于最小长度并以 斗 杆液压缸进行挖掘时，可以得到最大挖掘深度尺寸，并且也有较大的挖掘行程。 (4) 空斗返回：卸载结束，转台反向回转，动臂液压缸和斗杆液圧缸配合，把空 斗放到新的挖掘点，此时是回转和动臂或斗杆的复合动作。 (5) 整机移动工况:将整机移动至合适的工作位置。 . (6) 姿态调整与保持丁•况:满足停放、运输、检修等需要。 (7) 其他辅助作业工况:辅助工作装置作业工况。 在实际挖掘工作中，往往需要采用各液压缸的复合工作。如在平整土地或切削斜 坡时，需耍同时操纵动臂和斗杆，以使斗尖能沿直线 所示。此时斗杆 收 回，动臂抬起，需要保证彼此动作独立，相互Z间无干扰。如果需要铲斗保持一定 切削 角度并按照一定的轨迹进行切削时，或者需要用铲斗斗底压整地面时，就需要铲 斗、斗 杆、动臂三者同时作用完成复合动作⑸，见图3.3 所示。这些动作决定于液压 系统的设 计。当进行沟槽侧壁掘削和斜坡切削时，为了有效地进行垂直掘削，还要求 向冋转马达 提供压力油，产生回转力，保持铲斗贴紧侧壁进行切削，因此需要回转机 构和斗杆机构 复合动作。 图3. 3 地面的切削和压整 单独采用斗杆挖掘时，为了提高掘削速度，一般采用双泵合流，个别也有采用三 泵合流。单独采用铲斗挖掘时，也有采用双泵合流的情况。 当动臂、斗杆和铲斗复合运动时，为了防止同一油泵向多个液压作用元件供油时 动作的相互干扰，一般三泵系统中，每个油泵单独对一个液压作用元件供油较好。对 于 双泵系统，其复合动作时齐液压作用元件间出现相互干扰的可能性大，因此需耍采 用节 流等措施进行流量分配，其流量分配耍求和三泵系统相同。 挖掘过程中还有可能碰到石块、树根等坚硬障碍物，往往由丁挖不动而需要短时 间增大挖掘力，希望液压系统能暂时增圧，能提高主圧力阀的圧力。 3.2 液压系统的主要参数确定 a-水平地面的切削和压整 b-斜坡地面的切削和圧整 8—水平地面的挖削 b 一坡地面的挖削 . 液压挖掘机的主要参数表明了液压挖掘机的规格和主要技术性能，液圧挖掘机的 主要参数分为发动机参数、液压系统参数、主要性能参数、尺寸参数四大类，发动机 参 数包括发动机额定功率、转速等，液压系统参数包换主泵的流量、压力等，主要性 能参 数包括整机工作质量、主要部件质量、铲斗容量范围或标称铲斗容量、挖掘力、 牵引力 等，尺寸参数包括工作尺寸、机体外形尺寸和工作装置尺寸等，其中液压挖掘 机主耍参 数中最重耍的参数有三个，即斗容量、整机质量和发动机功率，因为通过这 三个参数可 以从使用耍求、机械本身的技术性能和技术经济指标、动力装置的配套、 国际上统一的 标准以及传统习惯等方而反映液压挖掘机的级别，故有主参数Z称。所 以有时采用挖掘 机的斗容量作为主参数。例如，机械式挖掘机一般就以斗容量作为挖 掘机的主参数并作 为主耍分级指标。但液压挖掘机可更换的T 作装置多，而且同一机 型可以根据作业对象 或工作尺寸的要求换装不同斗容的铲斗。由丁•不同厂家的挖掘机 采用不同的液压系统， 辅助设备能耗及功率储备也有所不同，而且同一型挖掘机在后 续改进时，也会改变发动 机功率，所以液压挖掘机以功率分级不十分合理。整机质量 则直接反映了液压挖掘机本 身的重量等级，对其他技术参数影响较大，如挖掘能力的 发挥、发动机功率的充分利用、 作业的稳定性等要以一定的整机质量来保证，因此整 机质量反映了挖掘机的实际工作能 力，H前已被广泛用作液压挖掘机的分级指标。 比较其他同类型挖掘机，可得SWE50H的主耍参数（如下表3.1,表3.2 所示）， 其 中图3. 4 为液压挖掘机的外观尺寸图，作业参数表3. 2 是根据图3. 4 所示。 图3. 4 SWE50H型液压挖掘机的外观尺寸图 3. 3 负载分析 动臂油缸一般布置在动臂前下方，下端与回转平台饺接。常见的有两种具体布置 方式。 油缸前倾布置方案，如图3.5A所示，动臂油缸与动臂较接于E 点。当动臂油臂 全伸出，将动臂举升至上极限时，动臂油缸轴线向转台前方倾斜。 油缸后倾布置方案，如图3.5B 所示，当动臂油缸全伸出，将动臂举升至上极限位置 时， 动臂油缸轴线向转台后方倾斜 当两方案的动臂油缸安装尺寸DE1、铲斗最大挖掘H和 地而 最大挖掘半径R相等时，后倾方案的最大挖掘深度比前倾方案小，即hl