小型液压挖掘机总体及底盘设计(编辑修改稿)

小型液压挖掘机总体及底盘设计(编辑修改稿)内容摘要：

与液压缸铰距 臂铰与液压缸铰倾角 45176。 履带板宽 滚盘外径 臂铰离地高 毕业设计（论文） 共 58 页 第 9 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 反铲作业尺寸 名称 代号 计算结果 取值 臂长 1lk = 斗杆长 2lk = 斗长度 3lk = 动臂转角 1 =50176。 ~40176。 斗杆转角 2 =50176。 ~160176。 铲斗转角 3 =50176。 ~180176。 最大挖掘半径 Rk = 最大挖掘深度 Zk = 最大卸载高度 Qk = 最大挖掘高度 Hk = 以上参数的选取是主要依据经验公式计算，同时参照样机，做出的初步参数选定，这些参数只是初步选定，仍需做进一步改动、调整。 动臂结构型式的初步确定 反铲动臂可分为整体式和组合式两类 1)整体式动臂有直动臂和弯动臂两种。 直动臂 结构简单轻巧、布置紧凑，主要用于悬挂式挖掘机，一般不采用；整体式弯动臂有利于得到较大的挖掘深度，符合反铲作业要求。 整体式动臂结构简单、低廉，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。 用于长期作业条件相似的挖掘机。 毕业设计（论文） 共 58 页 第 10 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 图 整体式动臂结构图 1斗杆油缸 2动臂 3油管 4动臂油缸 5铲斗 6斗齿 7加强板 8连杆 9摇臂 10铲斗油缸 11斗杆 2)组合式动臂主要优点有：工作尺寸和挖掘力可以根据作业条件的变化进行调整，采用液压缸连接时可以随时进行无 级调节；可以较合理的各类型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一化问题；装车运输比较方便。 其缺点是结构复杂，制造成本高。 根据挖掘要求、作业条件、挖掘机成本等，初步选择整体式弯动臂。 斗杆结构型式的初步确定 斗杆有整体式和组合式两种，大多数挖掘机都采用整体式斗杆，当需要调节斗杆长度或杠杆比时采用跟换斗杆的办法，或者在斗杆上设置 2~4 个可供调节时选择的与动臂端部铰接的孔。 这里采用整体式斗杆。 毕业设计（论文） 共 58 页 第 11 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 图 整体式斗杆 传动型式的初步确定 液压系统根据系统压力和液压泵特 性可以分为中高压和高压定量系统、高压变量系统。 中高压定量大多采用外啮合齿轮泵，这种液压泵结构简单，工作可靠，尺寸小，重量轻，但是效率低；高压定量系统采用径向偏心柱塞泵，这种液压泵结构不复杂，工作可靠，耐冲击和振动，压力高，寿命长，单调速困难；高压变量系统大多采用恒功率调节的轴向柱塞泵，当外负荷变化时液压泵能够自动调节流量，达到充分利用发动机的目的，而且效率高。 在中型和大型挖掘机中得到广泛应用。 参考徐工集团 xe40液压挖掘机和中联重科 ZE60El 液压挖掘机初步选定高压变量系统。 单斗液压挖掘机的变量系统大多 是双泵双回路，根据两个回路的变量有无关联，分为分功率和全功率变量两种，分功率变量系统的功率利用较好，然而由于各回路的流量要分别调整，动作的配合比较困难，尤其是挖掘机行走时，司机必须经常手控调速，使两条履带动作协调；全功率变量系统的功率利用很好，两泵流量始终相等，司机易于掌握调速。 初步选用全功率变量系统 因此，初步选用双泵双回路全功率高压变量液压系统。 毕业设计（论文） 共 58 页 第 12 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 图 双泵高压变量液压系统 回转机构结构型式的初步确定 全回转的回转机构，按液压机的结构型式可分为“高速方案”和“低速方案”两类。 高速液压马达具有体积小，效率高，不需背压补油，便于设置小制动器，发热和功率损失小，工作可靠，可以与轴向柱塞泵的零件通用等优点，低速大扭矩液压马达具有零件少，传动简单，起动制动性能好，使用寿命长等优点。 在高速方案中采用弯轴式轴向柱塞液压马达占多数，回转支承分为单排滚球式、双排滚球式、交叉滚柱式和组合滚子式。 使用最广泛的是单排滚球式、双排滚球式、交叉滚柱式三种，其中双排滚球式采用较多。 初选高速弯轴式轴向柱塞液压马达，双排滚球式回转支承。 整机功率参数的初步确定 发动机 功率；液压功率 发动机功率、液压功率 N=k G 发动机功率 N=5*=23kw 液压功率 N=4*4=16kw 发动机的初步选定 型号、生产厂家、性能指标 小松 3D88E5发动机 生产厂家：小松集团 表 发动机参数 发动机型号 : 小松 3D88E5 额定功率 (Kw/rpm): 排量 (L): 毕业设计（论文） 共 58 页 第 13 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 冷却方式 : 水冷 工作形式 : 4冲程、水冷直列式、直喷发动机，行程 :,缸径 :87mm。 、工作循环时间及生产率的估算 依 据经验公式： 回转速度： 1 6 ( m in )nn K G r Kn=15 得 n=（ r|min） 工作循环时间： 0016zzt k G ()s 其中 kz0=10 得 tz0= 理论生产率： 30 3 6 0 0 ( )Q q T m h 其中 q= 得 Q0=（ m3|h） 以上参数都是经验公式的初步估算，如有需要可适当调整。 毕业设计（论文） 共 58 页 第 14 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第二章 履带式液压挖掘机工作装置 设计 工作装置的设计要满足任务书的要求以及结构上的合理。 挖掘机的工作装置包括动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、连杆机构，本设计要求确定挖掘机的工作范围，并且对各个液压缸进行计算校核。 下图为挖掘机的工作装置图。 图 挖掘机工作装置简图 工作装置是液压挖掘机的重要组成部分之一，一般包括：动臂、斗杆、铲斗、 连杆以及油缸等。 斗形参数的选择 选择斗形参数时，一般考虑以下两个因素： （ 1）、转斗挖掘时尽量使挖掘阻力小些； （ 2）、转斗挖掘时尽量降低其挖掘能容量。 铲斗的四个主要参数为斗容量 q，平均斗宽 B，转斗挖掘半径 R 和转斗挖据装满转角 2。 R、 B及 2 与 q 之间有以下几何关系： 21 ( 2 s in 2 )2sq R B k 当 q 一定时最大挖掘阻力 1maxW 及转斗挖掘能容量 E 随着 R 的增大而下降。 但 B和 R 大到一定程度，综合反映到 2 90176。 后， 1maxW 和 E 下降渐缓，且 B 的增大， 毕业设计（论文） 共 58 页 第 15 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 使附加载荷引起的对工作装置的扭矩和水平转矩随之增大全面考虑。 可取 2 =90176。 ~100176。 ，若 2 100176。 则 1maxW 太大；若 2 90176。 则 B 或 R 太大。 在 q≦ 179。 时 R 和 B 对 1maxW 的影响差不多。 从能量的观点看，不论 q 如何，B 对 E 的影响远远大于 R，设计时应兼顾 1maxW 和 E 两方面，希望两者都小些，因此R和 B 两值不宜相差悬殊。 综合考虑，选取： 2 96 ， B=，  依 据公式 21 ( 2 s i n 2 )2 sq R B k 计算确定 R= 结合经验公式计算所得及现有样机取 R=， B= 动臂及油缸铰点的布置 11 及 5l 取值对挖掘机性能有影响。 l5 取值过大将使油缸力臂值增大，回转支承受力变大，闭锁力上升，动臂摆角减小，作业范围减小，且使动臂座尺寸变大，给制造和安装带来不便； 11 的值取的过 大，使特性系数 sk 值增大，提升能力下降。 类比其它样机，取 5l （ 300～ 450mm（小挖）； 600～ 800mm（中挖）） 11 （ 65176。 左右） A 点位置的确定： 2020A Dx mm 左右 D—— 回转支承外径 Ay 平台离地高度 +150mm 左右 类比后取平台离地高度（ 600~650mm（小挖）； 1100~1150mm（中挖）） 计算得出 : 450Ax mm 、 750Ay mm C 点位置的确定： 115 c oslxx AC  毕业设计（论文） 共 58 页 第 16 页 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 11sin AC yy 计算得出 250Cx mm 、 1113Cy mm 动 臂尺寸参数的确定 推荐采用整体式弯动臂，考虑挖深及结构强度，取动臂弯角为 1 （ 130176。 左右） ；特性参数 1k = 12ll （ 左右）。 确定动臂及斗杆 1l 、 2l 的长度，要满足作业要求。 根据经验公式： 1 32 11Rll k  1 12l kl 其中 1R 为最大挖掘半径，由设计要求知 1 5650R mm ，由前面机体尺寸的初步确定知 3 832l mm ，取 1。