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中文题目：轮式挖掘机工作装置及液压系统设计
外文题目：TFE DESIGN OF WHEELED EXCAVATOR WORK DEVICE AND HYDRAULIC SYSTEM
毕业设计（论文）共90页，34454字（其中外文文献及译文共13页），图纸共5张，附开题报告及实习报告
摘要
挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用, 如在工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工。对于此，我们也应该针对一定的工况范围来设计出最适合工作的挖掘机种类及型号。因此，挖掘机的设计是很重要的。
我选的设计机型为轮胎式挖掘机，主要设计其中的工作装置及液压系统部分。工作装置作为挖掘机的重要组成部分，对其研究和控制是对整机开发的基础。工作装置选择反铲式，对其进行运动学分析并用比例法和经验公式计算选择出工作装置各部分的基本尺寸。挖掘机的发展与液压技术密不可分，二者相互促进。液压系统设计力求做到设计出的系统重量轻、体积小、效率高、工作可靠、结构简单、操作和维护保养方便、经济性好。
本设计突出适应性，结合生产实际多举实例，又翻查国内外有关挖掘机工作装置和液压技术方面的书籍，在实例和理论中通过比较分析来设计选用布置合理及工作效率高的工作装置和良好性能的液压系统。
关键词：挖掘机；工作装置；液压系统
Abstract
Excavators in national economic construction is widely used in many sectors, such as in industrial and civil construction, transportation, water conservancy electrical engineering,farmla-
nd transformation, mining and extractive industries modern military engineering, and so on the mechanized construction. For this, we should also address the status of certain workers to design the most appropriate work types and models of excavators. Therefore, the excavator design is very important.
I voted for the tire excavator as the design models, and mainly design the work device and the hydraulic system part. Excavators working device as an important part of excavator, the research and control for it is the basis for the development of the whole machine. The work device choice backhoe type, carries on the cinematic analysis and to it chooses the work with the ratio method and the empirical formula computation to install various part of basic size. The excavator development and the hydraulic pressure technology are inseparable, the two promote mutually. The hydraulic system design endeavor achieves the system weight which designs light, the volume small, the efficiency high, the work reliable, the structure simple, the operation and the maintenance convenient, the efficiency is good.
This design prominent compatibility, with progress of production much gives the example actually, also peruses the domestic and foreign related excavator work device and the hydraulic pressure technology aspect books, designs in the example and in the theory through the comparative analysis selects the arrangement reasonable and the working efficiency high work device and the good performance hydraulic system.
Key word: Excavator; Work device; Hydraulic system
目录
前言 1
1概述 2
1.1 课题背景 2
1.2 轮式挖掘机和工作装置及液压技术概述 2
1.3 国内外研究现状 3
1.4 设计内容 3
2 工作装置总体方案设计 6
2.1 机型选择及特点分析 6
2.1.1 单斗挖掘机的特点 6
2.1.2 所选机型的适用范围 7
2.2 工作装置构成 7
2.3 动臂及斗杆的结构形式的初选 9
2.4 动臂与动臂油缸的布置 9
2.5 铲斗与铲斗油缸的连接方式 10
2.6 原始几何参数的给定 10
3 工作装置运动学分析 12
3.1 动臂运动分析 12
3.2 斗杆的运动分析 13
3.3 铲斗的运动分析 14
3.4 特殊工作位置计算 20
4 工作装置基本尺寸的确定 23
4.1 斗形参数的确定 23
4.2 动臂机构参数的确定 23
4.2.1 与A点坐标的选取 24
4.2.2 与的计算 24
4.2.3 与的计算 24
4.2.4 的计算 25
4.3 动臂机构基本参数的校核 27
4.3.1 动臂机构闭锁力的校核 27
4.3.2 满斗处于最大挖掘半径时，动臂油缸提升力矩的校核 29
4.3.3 满斗处于最大高度时,动臂提升力矩的校核 30
4.4 斗杆机构基本参数的确定 31
4.5 铲斗机构基本参数的确定 32
4.5.1 转角范围 32
4.5.2 铲斗机构其它基本参数的计算 32
5 工作装置结构选型设计 35
5.1 斗杆的结构设计和强度校核 35
5.1.1 斗杆的受力分析 35
5.1.2 结构尺寸的计算 45
5.2 动臂的选型 48
5.3 铲斗的选型 49
6 销轴与衬套的设计 51
6.1 销轴的设计 51
6.2 衬套的设计 51
7 挖掘机液压系统概述 52
7.1 挖掘机液压系统的基本组成及其基本要求 52
7.2 挖掘机液压系统的基本动作分析 53
7.3 挖掘机液压系统的基本回路分析 53
7.3.1 限压回路 53
7.3.2 缓冲回路 54
7.3.3 节流回路 56
7.3.4 合流回路 57
7.3.5 闭锁回路 57
7.3.6 再生回路 58
8 挖掘机液压系统设计 59
8.1 挖掘机的功用和对液压系统的要求 59
8.2 挖掘机液压系统分析 60
8.2.1 挖掘机的液压系统原理图 60
8.2.2 系统工作循环分析 61
8.2.3 主要液压元件在系统中的作用 61
8.2.4 液压系统中几种低压回路的作用 62
8.3 液压元件的选用 62
8.3.1 泵.马达的选用 62
8.3.2 液压阀的选用 63
8.3.3 液压缸的选用 63
8.3.4 辅助元件的选用 63
9 液压缸的设计计算和泵的参数计算 65
9.1 液压缸设计计算 65
9.1.1 外负载计算 65
9.1.2 液压缸结构尺寸计算 65
9.1.3 油缸强度计算 67
9.2 泵的参数计算 72
9.2.1 泵的压力计算 72
9.2.2 计算所需要的泵的流量 72
10 技术经济性分析 74
11 结论 75
致谢 76
参考文献 77
附录A 78
附录B 83

1.4 设计内容
液压技术在挖掘机中是必不可少的，二者相互促进，系统地论述现代液压挖掘机液压系统的论文却较少，因此研究挖掘机液压系统具有重要的现实意义和理论意义。工作装置和液压技术是挖掘机的重要组成部分，本次设计是为对挖掘机的工作装置有大体上的认识，巩固所学的知识和提高自身的设计能力。具体内容，如下：
1） 对挖掘机的工作装置各个部分进行设计与选型；
2） 对斗杆进行具体的设计；
3） 对液压系统进行设计，并对其液压元件进行设计与选型；
4） 对铲斗液压缸具体设计。

2.6 原始几何参数的给定
1） 动臂与斗杆的长度比[2]
由于所设计的挖机适用性较强，一般不替换工作装置，故取中间比例方案，K1取在1.5～2.0之间，初步选取K1=1.8，即l1/l2=1.8。
—动臂下铰点到动臂与连杆连接的铰点的距离
—斗杆与动臂连接的铰点到斗杆与铲斗连接的铰点的距离
2） 铲斗斗容与主参数的选择
斗容： =0.9m3
按经验公式和比拟法初选：=1550mm
3） 工作装置液压系统主参数的初步选择[2]
各工作油缸的缸径选择要考虑到液压系统的工作压力和“三化“要求以及初步估取的液压缸受力。初选动臂油缸内径=140mm，活塞杆的直径d1=90mm。斗杆油缸的内径D2=140mm，活塞杆的直径d2=90mm。铲斗油缸的内径D3=90mm，活塞杆的直径d3=63mm。又由经验公式和其它机型的参考初选动臂油缸行程L1=1377mm，斗杆油缸行程L2=1450mm，铲斗油缸行程L3=1250mm。并按经验公式初选各油缸全伸长度与全缩长度之比：λ1=λ2=λ3=1.6。参照任务书的要求选择工作装置液压系统的工作压力P=31.4MPa，闭锁压力Pg=34.3MPa。
最大挖掘半径R=9885mm
最大挖掘深度H=6630mm
最大挖掘高度H=9315mm
最大卸载高度H=6485mm