液压挖掘机反铲工作装置设计.docx

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1、毕业设计论文题目：液压挖掘机反铲工作装置设计学院：航空制造工程学院专业名称：机械设计制造及其自动化班级学号：08031717学生姓名：指导教师：二O一二年六月液压挖掘机反铲装置设计摘要：液压挖掘机是一种重要的工程机械，它的广泛应用对于减轻劳动量，保证工程质量，加快工程进度，提高劳动生产率起了巨大的作用。反铲工作装置由动臂，斗杆，动臂液压缸，斗杆液压缸和铲斗液压缸组成。本文根据液压挖掘机反铲装置的结构特点和工作原理，对其各主要机构进行了运动学分析。并在此根底上，根据设计说明书的设计要求，结合各机构的工作特点和设计要求，在对各机构分析计算的同时，结合构件尺寸参数，算出各机构中构件的其它参数，为各构

2、件的结构设计提供数据支撑。挖掘力是衡量挖掘机挖掘能力的重要参数。挖掘力是由各液压缸中的油液压力提供的，是主动力。最大挖掘力的实现受诸多因素的制约，它是工作装置各较点受力分析的根底。挖掘阻力不仅与铲斗的尺寸形状有关，还与挖掘对象有关，是两者的综合反映。关键词：液压挖掘机反铲装置运动分析参数设计力学分析指导老师签名：TheDesignforBackhoeEquipmentoftheHydraulicExcavatorStudentname:DongChenxiClass:080317Supervisor:XingPuAbstractiHydraulicexcavatorisanimportante

3、ngineeringmachinery.Itswideapplicationplayedatremendousroletoreducingthevolumeoflaborandtoensuringprojectqualityandtoacceleratingprogressandtoincreasingproductivity.Backhoeworkingdevicesismadeupofamovingarmandafightingpoleandshovelandahydraulictankofmovingarmandahydraulictankoffightingpoleandahydrau

4、lictankofshovel.Basedonthehydraulicexcavatorbackhoedevicecharacteristicsandthestructureofprinciple,toallthemajorinstitutionsofthekinematicanalysis.Onthisbasis,inaccordancewiththedesignspecificationdesignrequirements,withthebodiesofthecharacteristicsanddesignrequirements,intermsofthevariousagenciesat

5、thesametime,combiningelementsofknownsizeparameters,calculatedinthecomponentagenciesofotherparameters,forvariouscomponents,Theshapeofdesigndatasupport.Miningisameasureoftheabilityofexcavatorsdiggingtheimportantparameters.Miningisdonebythehydrauliccylinderofthepressureontheoil,isinitiative,thelargeste

6、xcavationoftherealizationbymanyfactors,itisalsoworkingdevicetohingepointAnalysisofthefoundation.Miningresistancenotonlyreflectthesizeofbucketshape,butalsowiththeexcavationoftheobject,isacomprehensivereflectionofthetwo.Keyword：hydraulicexcavatorbackhoedevicemotionanalysisdesignparametersmechanicalSig

7、natureofSupervisor:Y44.-I-B1刖三LI课题背景及目的11.2 国内外研究状况11.3 论文构成及研究内容错误!未定义书签。2挖掘机工作装置的总体设计2.1工作装置构成32.2动臂及斗杆的结构形式41.1 3动臂油缸与铲斗油缸的布置41.4 铲斗与铲斗油缸的连接方式51.5 铲斗的结构选择52. 6原始几何参数确实定53挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析3.1动臂运动分析93. 2斗杆的运动分析103. 3铲斗的运动分析103. 3.1铲斗的传动比103. 3.2最大卸载高度113. 3.3最大挖掘半径124工作装置各局部的根本尺寸计算和验证4. 1铲斗各参数确实定1

8、24.1.1铲斗结构形状的设计及根本要求124.1.2铲斗主要参数确实定134.2动臂机构参数确实定144.3斗杆机构根本参数的选择154.4铲斗机构根本参数的选择161.4. 1转角范围164. 4.2铲斗机构其它根本参数的计算165工作装置结构设计5.1挖掘阻力分析175. 1.1转斗挖掘阻力计算185. 1.2斗杆挖掘阻力计算195. 2斗杆的结构设计205.1. 1斗杆的受力分析205.2.2结构尺寸的计算245.3动臂结构设计255.3.1第一工况位置265.3.2第二工况位置275.3.3内力图和弯矩图的求解295.4铲斗的设计315.4.1铲斗斗形尺寸的设计315.4.2铲斗斗齿

9、的结构计算315.5挖掘机工作装置油缸推力315.5.1铲斗油缸推力315.5.2斗杆油缸推力325.5.3动臂油缸推力325.6销轴与衬套的设计325.6.1销轴的设计325.6.2销轴用螺栓的设计335.6.3衬套的设计336结论参考文献34致谢35附录：三维建模,装配截图35液压挖掘机反铲装置设计1前言1.l课题背景及目的液压挖掘机是一种重要的工程机械，广泛应用于工业与民用建筑、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行业的机械化施工中，对减轻繁重的体力劳动、保证工程质量、加快建设速度、提高劳动生产率起着十分巨大的作用。反铲式液压挖掘机工作装置是一个较复杂的空间机构

10、，国内外对其运动分析、机构和结构参数优化设计方面都作了较深入的研究，具体的设计特别是中型挖掘机的设计已经趋于成熟。我国挖掘机械行业近年来虽有很大的开展，但从产品的种类、数量和技术性能及制造质量上都还不能满足现代化建设开展的要求，迅速地提高挖掘机械的设计、研究和生产的技术水平是当前挖掘机械行业所面临的迫切而艰巨的任务。所以非常有必要提高挖掘机工作装置的可靠性,对结构进行优化、减轻工作装置重量、提高工作效率、减少能耗，从而提高挖掘机生产企业的设计水平和自主开发能力。1.2国内外研究状况我国的挖掘机生产起步较晚，从1954年抚顺挖掘机厂生产的第一台斗容量为14的机械式单斗挖掘机至今，大体上经历了测绘

11、仿制、自主研制开发和开展提高等三个阶段。新中国成立初期，以测绘仿制前苏联20世纪3040年代的W501、W502、Wloo1、WlO02等型机械式单斗挖掘机为主，开始了我国的挖掘机生产历史。由于当时国家经济建设的需要，先后建立起十多家挖掘机生产厂。1967年开始，我国自主研制液压挖掘机。早期开发成功的产品主要有上海建筑机械厂的WYIoo型、贵阳矿山机器厂的WY60型、合肥矿山机器厂的WY60挖掘机等。随后又出现了长江挖掘机厂的WY160型和杭州重型机械厂的WY250型挖掘机等。他们为我国液压挖掘机行业的形成和开展迈出了极其重要的一步。到20世纪80年代，我国挖掘机生产厂已有30多家，生产机型达

12、40余种。中、小型液压挖掘机已形成系列，斗容量有0.125立方米等12个等级、20多种型号，还生产0.54.0以及大型矿用IOm3、12/机械传动单斗挖掘机，1疝隧道挖掘机，4加长臂挖掘机，iooo加每小时的排土机等。但总的来说，我国挖掘机生产的批量小、分散，生产工艺及产品质量与国际先进睡睡水平相比，有很大差距。工业兴旺国家的挖掘机生产较早，法国、德国、美国、俄罗斯、日本等是斗容量3.540单斗液压挖掘机的主要生产国,从20世纪80年代开始生产特大型挖掘机。是世界上目前最大的挖掘机。从20世纪后期开始，国际上挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向开展。(1)、开发多品种、

13、多功能、高质量及高效率的挖掘机。12)、迅速开展全液压挖掘机，不断改进和革新控制方式，使挖掘机由简单的杠杆操纵开展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现挖掘机作业操纵的完全自动化。(3)、采用新技术、新工艺、新结构、系列化、通用化开展速度。(4)、更新设计理论，提高可靠性，延长使用寿命。美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论，以替代传统的无限寿命设计理论和方法，并将疲劳损伤积累论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机的强度研究方面，促进了产品的优质高效和竞争力。美国

14、提出了考核动强度的动态设计分析方法，并建立了预测产品失效和更新理论。日本制定了液压挖掘机构件的强度评定程度周期，加快了液压挖掘机更新换代的进程，并提高其可靠性和耐久性。例如，液压挖掘机的运转率到达85%95%,使用寿命超过1万小时。15)、加强对驾驶员的劳动保护，改善驾驶员的劳动条件。液压挖掘机采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室，安装可调节的弹性座椅，用隔音措施降低噪声干扰。(6)、进一步改进液压系统。(7)、迅速拓展电子化、自动化技术在挖掘机上的应用。20世纪70年代，为了节省能源消耗减少对环境污染，是挖掘机的操作轻便和平安作业，降低挖掘机噪音，改善驾驶员工作条件，逐步在挖掘机上应用

15、电子和自动控制技术。随着对液压挖掘机的工作效率、节能环保、操作轻便、平安舒适、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了机电液一体化在挖掘机的应用，并使其各种性能有了质的飞跃。1.3论文构成及研究内容本论文主要对由动臂、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局部:(1)挖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。(3)工作装置各局部的根本尺寸的计算和验证。(4)工作装置主要部件的结构设计及仿真设计。(5)销轴的设计及螺栓等标准件进行选型。2挖掘机工作装置的总体设计液压挖掘机的作业过程是以铲斗的切削刃切削土壤并将土装入斗内。斗装满后提升，回转到卸土位置进行卸土。卸完后铲斗再转回并下降到挖掘而进行下次挖掘。本文主要对工作装置的反铲装置进行分析。2.1工作装置构成液压挖掘机工作装置根本组成及传动示意图，反铲工作装置由铲斗、连杆、斗杆、动臂、相应的三组液压缸等组成，液压挖掘机的工作装置组图如图2T所示。斗杆油缸；2-动臂；3-油管：4-动臂油缸；5-铲斗；6-斗齿；7-侧板；8-连杆；9-曲柄：10-铲斗油缸；IL斗杆.图2T工作装置组成图动臂下较点较接在转台上，通过动臂缸的伸缩，使动臂连