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资料简介

毕业设计-液压挖掘机反铲工作装置设计,说明书共27页,12630字,附设计图纸、三维图纸、任务书、开题报告、外文翻译等
主要对由动臂、斗杆、铲斗、销轴、连杆机构组成挖掘机工作装置进行设计。具体内容包括以下五部分:
(1) 挖掘机工作装置的总体设计。
 (2) 挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析,运动模拟。
(3) 工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证。
(4) 工作装置主要部件的结构设计。仿真设计。
(5) 销轴的设计及螺栓等标准件进行选型。
研究内容及实验方案:
主要对由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构组成挖掘机工作装置进行设计。具体内容包括以下四部分:
1.挖掘机工作装置的总体设计。
工作装置是液压挖掘机的主要组成部分之一。因用途不同,工作装置的种类繁多,其中最主要的有反产装置,正铲装置,起重装置和抓斗装置等。而同一种装置也可以有许多种结构形式,有的多达数十种,以适应各种不同的作业条件。主要设计的内容有动臂及斗杆的结构形式。动臂是工作装置中的主要构件,斗杆的结构型式往往取决于动臂的结构型式。反铲动臂可以分为整体式和组合式两类。整体式动臂有直动式和组合式两类。
直动式臂结构简单,轻巧,布置紧凑,主要用于悬挂式挖掘机。采用整体式弯动臂有利于得到较大的挖掘深度,它是专用反铲装置的常见形式。整体式弯动臂在弯曲处的结构形式和强度值得注意,近年来悬挂式挖掘机出现了小弯臂的结构形式,是直动臂的改良,动臂的箱型结构可以不用开口,动臂和斗杆油缸及管路的布置也比较方便。
整体式动臂结构简单,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。
而组合式动臂有以下优点:
(1).工作尺寸和挖掘力可以根据作业条件的变化调整。
(2).较合理的满足各种类型作业装置的参数和结构要求。
(3).装车运输比较方便。
综上选用组合式方案
2.挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析。
通过研究平面四杆机构的运动分析与曲柄滑块机构的规律,综合利用作图法与解析法,得出各构件的长度与位置。作图法精度不够,只是一种近似的计算方法。
3.工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证。
动臂机构参数的选择
(1).动臂机构的铰点位置的选择。
(2).动臂液压缸作用力及闭锁力的确定
斗杆机构参数的选择
确定斗杆液压缸的铰点位置,行程及力臂比时应该考虑以下因素:
(1).保证斗杆液压缸产生足够的斗齿挖掘力。
(2).保证斗杆液压缸有必要的闭锁能力。
(3).保证斗杆的摆角范围。
铲斗机构的参数选择
反铲铲斗及机构有四杆机构的,也有六杆机构的。作为机构的杆长参数一般都预先选定。这些参数必须满足以下要求:
(1).铲斗的转角范围
(2).铲斗机构的载荷分析
4.工作装置主要部件的结构设计。
对由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构组成挖掘机工作装置进行设计。
二 设计方案
反铲装置的合理设计问题至今尚未理想的解决。以往多按经验,采用统计和作图试凑的方法,现在则尽可能采用数解分析方法,并利用电子计算机辅助设计。
反铲方案的选择主要依据是设计任务书规定的使用要求,据以决定工作装置是通用或是专用。此处确定为通用工作装置。以反铲为主的通用装置应保证反铲使用要求,并照顾到其他装置的性能。专用装置应根据作业条件决定结构方案,在满足主要作业条件的同时照顾其它条件下的性能。
设计方法主要是通过利用经验公式计算设计量,动臂,斗杆,转斗。将计算得到的设计量带入精确的计算公式来验证设计量是否得当。若有出入,则再修改设计量。直到由设计量计算出的最大挖掘深度,挖掘半径。最大卸载高度与给定的参数相吻合。具体步骤如下
动臂及动臂液压缸的布置
确定用组合式或整体式动臂,以及组合式动臂的组合式方式,确定动笔液压缸的布置为悬挂式或是下置式。
斗杆及斗杆液压缸的布置
确定用整体式或组合式斗杆,以及组合式斗杆的组合方式或整体式斗杆是否采用变铰点调节。
确定动臂与斗杆的长度比,及特性参数K1=L1/L2。
对于一定的工作尺寸而言,动臂与斗杆之间的长度比可以在很大的范围内选择。一般当K1>2时称为长动臂短斗杆方案,当K1<1.5时属于短动臂长斗杆方案。K1在1.5~2之间称为中间比例方案。
确定配套铲斗的种类,斗容量及其主要参数,并考虑铲斗连杆机构传动比是否需要调节。
根据液压系统的工作压力,流量,系统回路供油方式。工厂制造条件和三化要求等确定各液压缸缸数,缸径,全伸长度与全缩长度之比λ,考虑到结构尺寸,运动余量,稳定性和构件运动幅度等因素,一般取λ1=1.6~1.7,个别情况下因动臂摆角和铰点布置要求可以取λ1<=1.75
斗杆机构参数的选择
对于以转斗挖掘为主的中小型反铲,选择斗杆参数时必须注意转斗挖掘时斗杆液压缸的闭锁能力,要求在主要挖掘区内转斗液压缸的挖掘力能得到充分发挥。而斗杆的摆角范围大致在105~125之间。在满足工作范围和运输要求的条件下此值尽可能的取得小些,对以斗杆挖掘为主的中型机更应注意到这一点。一般说斗杆愈长,其摆角范围可稍小。当斗杆液压缸和转斗液压缸同时伸出最长时,铲斗前臂与动臂之间的距离应大于10cm。
根据斗杆挖掘阻力计算,并参照国内外同类型机器斗杆挖掘力值,按要求的最大挖掘力确定斗杆液压缸的最大作用力臂值l9。斗杆上∠EFQ取决于结构因素,并考虑到工作范围,一般在130o~170o之间。动臂上∠DFZ也是结构尺寸,根据结构因素预先估计。
斗杆机构参数最后还必须按闭锁性能校核。
7.铲斗机构的参数选择
反铲铲斗及机构有四杆机构的,也有六杆机构的。转角范围大致为90o~110o,为了满足开挖和最后卸载及运输状态的要求,铲斗总转角往往要达到150o~180o。为了挖掘深沟及垂直侧壁的要求,不使斗底先于斗齿接触土壤,常采用大仰角机构,总转角必须选择适当,不宜过大。设计时还要避免当铲斗液压缸全伸时斗齿尖碰撞斗杆下缘的现象。

摘要:本次设计的题目是液压挖掘机反铲装置机构。与其它类型的挖掘机相比,这种类型的挖掘机因有良好通过性能应用最广,对松软地面或沼泽地带还可采用加宽、加长以及浮式履带来降低接地比压。液压挖掘机反铲装置的主要特点为:反铲是中小型液压挖掘机的主要工作装置。液压挖掘机的反铲装置由动臂,斗杆铲斗,以及动臂油缸,斗杆油缸,铲斗油缸和连杆机构组成。其构造特点是各部件之间的连接全部采用铰接,通过油缸的伸缩来实现挖掘工作中的各种动作。动臂的小铰点与回转平台铰接,并以动臂油缸来支撑和改变动臂的倾角,通过动臂油缸的伸缩可使动臂绕小铰点转动而升降。斗杆铰接于动臂的上端,斗杆与动臂的相对位置由斗杆油缸来控制,当斗杆油缸伸缩时,斗杆便可绕动臂上焦铰点转动。铲斗与斗杆前端铰接,并通过铲斗油缸伸缩使铲斗绕该点转动。为增大铲斗的转角,通常以连杆机构与铲斗连接。本次设计的主要参数是斗容量0.2m3,它属于中小型液压挖掘机,主要设计挖掘机的工作装置。
在设计中,采用了轮胎式行走装置,来满足要求。上部转台是全回转式,因此它可在一个更大的范围内工作。又因采用液压传动控制而使整机性能得以改善。与机械式挖掘机相比,其挖掘力提高到2~3倍,整机质量约为5吨,挖掘力约为30kN,最大卸载高度约为2.65m,最大挖掘深度4.2m,最大挖掘半径约为5.728m,从中可以看出整机作业能力有了很大的改进,不仅挖掘力大,且机器重量轻,传动平稳,作业效率高,结构紧凑。另外,还对挖掘机的工作装置提出基于结构推理的机构方案创新设计方法。
关键词:液压挖掘机 ;挖掘机构 ;创新设计

目 录
1绪论 1
1.1液压挖掘机的工作特点和基本类型 1
1.1.1液压挖掘机的主要优点 1
1.1.2液压挖掘机的基本类型及主要特点 2
1.2反铲装置的工作原理 2
2总体设计方案 4
2.1工作装置设计方案原则 4
2.2液压系统设计方案原则(总体) 4
2.2.1对液压系统作业动作要求 4
2.2.2对液压系统基本的要求 5
3挖掘机工作装置设计.............6
3.1确定动臂的结构形式………..6
3.2动臂、铲斗机构参数的选择……...6
3.2.1反铲装置总体方案的选择…….6
3.2.2铲斗参数的选择 7
3.2.3 动臂机构参数的选择 8
4 液压挖掘机工作装置运动仿真 13
4.1模型建立……..13
4.2构件运动配装……..……15
4.3构件运动仿真………17

资料文件预览
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  • 毕业设计-液压挖掘机反铲工作装置机构设计
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