畢業(yè)設(shè)計（論文）-單斗正鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計

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1、單斗正鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計正鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計摘要液壓挖掘機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的多功能的建設(shè)施工機(jī)械，作為工程機(jī)械的主力機(jī)種。由于液壓挖掘機(jī)具有多品種，多功能，高質(zhì)量及高效率等特點(diǎn)，因此受到了廣大施工作業(yè)單位的青睞，其生產(chǎn)制造業(yè)也日益蓬勃發(fā)展。液壓挖掘機(jī)主要有發(fā)動機(jī)、液壓系統(tǒng)、工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置和電器控制等部分組成。本文主要研究其工作裝置。挖掘機(jī)的主要工作就是土壤的挖掘。工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置，許多挖掘機(jī)發(fā)達(dá)的國家廣泛采用新技術(shù)、新方法來不斷地提高液壓挖掘機(jī)的作業(yè)性能和生產(chǎn)率。正鏟裝置的各組成部分有各種不同的外形

2、，要根據(jù)設(shè)計要求選用適合的結(jié)構(gòu)并對其作運(yùn)動分析。然后，在滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動要求的基礎(chǔ)上對各機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行理論計算，確定各機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)，確定挖掘機(jī)正鏟裝置的基本輪廓。挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘機(jī)性能參數(shù)的重要性能指標(biāo)，對其分析計算至關(guān)重要。挖掘阻力主要與挖掘?qū)ο蠹白陨沓叽鐓?shù)有關(guān)，而挖掘力則受眾多條件限制，危險工況的分析是關(guān)鍵點(diǎn)。在挖掘力分析基礎(chǔ)上，可對各桿件鉸接點(diǎn)進(jìn)行力的分析計算，并進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計的合理性分析。關(guān)鍵詞：正鏟挖掘機(jī)，工作裝置，平面連桿機(jī)構(gòu)，運(yùn)動分析單斗正鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第二章液壓正鏟挖掘機(jī)工作裝置的總體設(shè)計2.1液壓正鏟挖掘機(jī)

3、的基本組成和工作原理液壓正鏟挖掘機(jī)由工作裝置，上部轉(zhuǎn)臺和行走裝置三大部分組成，如圖2.1所示。其中上部轉(zhuǎn)臺包括動力裝置、傳動機(jī)構(gòu)的主要部分、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、輔助設(shè)備和駕駛室；工作裝置由動臂、斗桿、鏟斗及動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸組成，如圖2.2所示。圖2.1液壓正鏟挖掘機(jī)的基本組成單斗正鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計圖2.2液壓正鏟挖掘機(jī)工作裝置挖掘作業(yè)時，操縱動臂油缸使動臂下降至鏟斗接觸挖掘面，然后操縱斗桿油缸和鏟斗油缸，使斗進(jìn)行挖掘和裝載工作。鏟斗裝滿后，操縱動臂油缸，使鏟斗升高離開挖掘面，在回轉(zhuǎn)馬達(dá)的驅(qū)動下，使鏟斗回轉(zhuǎn)到卸載地點(diǎn)，然后操縱斗桿

4、和鏟斗油缸使鏟斗轉(zhuǎn)動至合適位置，再回縮開斗油缸轉(zhuǎn)動鏟斗，使斗前、斗后分開卸載物料。卸載后，開斗油缸伸長使斗前、斗后閉合，將工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘地點(diǎn)進(jìn)行第二次循環(huán)挖掘工作。轉(zhuǎn)移工作場地時，操縱行走馬達(dá)，驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)完成移動工作[4]。在實際挖掘作業(yè)中，由于土質(zhì)情況、挖掘面條件以及挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的不同，反鏟裝置三種液壓缸在挖掘循環(huán)中的動作配合可以是多樣的、隨機(jī)的。上述過程僅為一般的理想過程。2.2工作裝置結(jié)構(gòu)方案的確定單斗正鏟液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計正鏟工作裝置的構(gòu)造：正鏟工作裝置由動臂、斗桿、鏟斗、工作液壓缸和連桿機(jī)構(gòu)等組成。動臂是焊接的箱形結(jié)構(gòu)

5、，由高強(qiáng)度鋼板焊成，也有的是鑄造的混合結(jié)構(gòu)，和反鏟工作裝置相比，正鏟動臂較短且是單節(jié)的。動臂下端和轉(zhuǎn)臺鉸接，動臂油缸一般為雙缸，在布置上動臂的下鉸點(diǎn)高于動臂油缸的下鉸點(diǎn)且靠后。這種布置方案能保證動臂具有一定的上傾角和下傾角，以滿足挖掘和卸載的需要，同時也保證動臂機(jī)構(gòu)具有必要的提升力矩和閉鎖力矩。斗桿也是焊接箱形結(jié)構(gòu)或鑄造混合結(jié)構(gòu)。斗桿的一端與動臂的上端鉸接，斗桿油缸的兩端分別與動臂和斗桿的下緣鉸接，形成了斗桿機(jī)構(gòu)。由于正鏟常以斗桿挖掘為主，這樣的結(jié)構(gòu)布置適合于向前推壓，液壓缸大腔進(jìn)油可以發(fā)揮較大的挖掘力。正鏟斗鉸接在斗桿的端部，鏟斗油缸的兩端分別與斗桿中部和

6、連桿裝置連接，形成轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)，一般為六連桿機(jī)構(gòu)。有時鏟斗缸的活塞桿直接和鏟斗鉸接形成四連桿機(jī)構(gòu)。挖掘機(jī)正鏟的鏟斗根據(jù)結(jié)構(gòu)和卸土方式可分為前卸式和底卸式兩大類。???前卸式鏟斗卸土?xí)r直接靠鏟斗油缸使斗翻轉(zhuǎn)，土鑲從斗的前方卸出。這種構(gòu)造簡單，斗體是整體結(jié)構(gòu)，剛度和強(qiáng)度都比較好，并且不需要另設(shè)卸土油缸，但是為了能將土卸盡，要求卸土?xí)r前壁與水平夾角大于45度,因而要求鏟斗的轉(zhuǎn)角加大，結(jié)果導(dǎo)致所需的鏟斗油缸功率增加，或者造成轉(zhuǎn)斗挖掘力下降或卸土?xí)r間延長。此外，前卸式鏟斗還影響有效卸載高度。???底卸式鏟斗靠打開斗底卸土。所示的鏟斗是靠專門的油缸起閉斗底。挖掘時斗底關(guān)閉，

7、卸土?xí)r斗底打開，土城從底部卸出。這類結(jié)構(gòu)的卸土性能較好，要求鏟斗的轉(zhuǎn)角也小，但必須增設(shè)卸土油缸，此外，斗底打開后也影響到有效卸載高度。這類開斗方式現(xiàn)在已少用，目前挖掘機(jī)上采用較多的是另一種底卸式鏟斗，鏟斗由兩半組成，靠上部的鉸連接。卸土油缸裝在斗的后壁中。油缸收縮時通過杠桿系統(tǒng)使斗前壁(順板)向上翹起，將土壤從底部卸出。用這種方式卸載，卸載高度大，卸載時間較短，裝車時鏟斗得以更靠近車休并且還可以有控制地打開額板，使土或石塊比較緩慢地卸出，因而減少了對車輛的撞擊，延長了車輛的使用壽命。另外這種斗還能用于挑選石塊，很受歡迎，但鏟斗的重量加大較多，因而在工作裝置尺

8、寸、整機(jī)穩(wěn)定性相同的情況下斗容量有所減少，并且由于斗