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机械设计原理大作业反铲挖掘机工作装置设计A
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专业：城轨一班
姓名：王波
学号：20116531
指导教师：温亚莲
目录
第一章:绪论 (1)
1.1:设计题目及简介 (1)
1.2：反铲式挖掘机简介 (2)
第二章：挖掘机机械原理 (3)
2.1：计算挖掘机的自由度 (3)
2.2：挖掘机工作原理 (3)
2.3：几个特殊位置的确定 (4)
2.3.1：最大挖掘深度1H (5)
2.3.2：最大挖掘高度2H (5)
2.3.3：最大卸载高度3H (5)
2.3.4：最大挖掘半径R (6)
2.4：工作装置参数的确定 (6)
2.4.1：铲斗各参数的确定 (8)
2.4.2：铲斗其他参数的确定 (9)
2.5：动臂机构参数的确定 (9)
2.5.1：1 与A 点坐标的确定 (9)
2.5.2：l 1和l 2的计算 (9)
2.5.3:l 41和l 42的计算 (10)
2.6:斗杆机构参数的计算 (10)
2.7：铲斗机构的参数选择 (11)
2.7.1：转角范围 (11)
2.7.2铲斗机构其它基本参数的计算 (11)
第三章 (13)
3.1：心得体会 (13)
第一章:绪论
1.1:设计题目及简介
设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计A
反铲式是我们见过最常见的，向后向下，
强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘，
基本作业方式有：沟端挖掘、沟侧挖掘、直线
挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟
挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘机重要
的工作装置，是一种适用于成批或中小批量生产
的、可以改变动作程序的自动搬运和操作设备，
它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调
频繁的生产场合
图1.1：挖掘机设计数据与要求
设计任务
1、绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图；
2、根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各个杆件的长度；
3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
4、编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。
5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
1.2：反铲式挖掘机简介
挖掘机的动力臂、斗杆臂、铲斗、液压缸等都是用铰链方式连接的。因为，铰链连接方式使被连接部件只具有一个“自由度”绕销轴中心旋转。首先，挖掘机的工作机构是利用“三角形稳定性”原则设计，根据杠杆原理进行力学计算，根据双作用液压缸的工作特性选型、安装而成。双作用液压缸：伸出力比较大、速度慢，收缩力比较小、速度快，工作平稳，操控比较精准。工作臂：作为阻力臂进行计算，力矩为两销轴之间的距离。液压缸：作为动力臂进行计算，力矩为工作臂原点销至液压缸动点销。力学计算：系统压力：是提供液压缸工作的最大工作动力。液压缸：活塞面积是动力大小的关键数据，F=P*A。活塞杆直径，是影响液压缸反工况力学参数的关键数据。 D越小，反工况力越大，速度越慢，活塞杆刚度越低； D越大，方工况力越小，速度越快，活塞杆刚度越高。注意：液压缸安装位置与工作臂具有较大的夹角，这是为力提高液压缸工作力的效率，同时，尽可能降低液压缸行程，从而降低整机成本，实现工作机最大效能——臂展长度、最大挖掘力、最大挖掘深度、最大挖掘速度等等性能参数。
图1.2：挖掘机简图
第二章：挖掘机机械原理
2.1：计算挖掘机的自由度
图：2.1 挖掘机工作装置简图
自由度分析：可动构件11个，低副15个，有一个复绞3015211323=-?-?=--=H L P P n F
2.2：挖掘机工作原理
动臂下铰点铰接在转台上，通过动臂缸的伸缩，使动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动。依靠斗杆缸使斗杆绕动臂的上铰点转动，而铲斗铰接于斗杆前端，通过铲斗缸和连杆则使铲斗绕斗杆前铰点转动。
挖掘作业时，接通回转马达、转动转台，使工作装置转到挖掘位置，同时操纵动臂缸小腔进油使液压缸回缩，动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和装载工作。铲斗装满后，铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油，使动臂抬起，随即接通回转马达，使工作装置转到卸载位置，再操纵铲斗缸或斗杆缸回缩，使铲斗翻转进行卸土。
图2.2 反铲式挖掘机执行机构
1-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； 11-斗杆
2.3：几个特殊位置的确定
图2.3：反铲挖掘机工作范围图
2.3.1：最大挖掘深度
H
1
图2.4：最大挖掘深度示意图
反铲最大挖掘深度是指动臂油缸全缩，FQV三点共线且垂直与基准面时，斗齿尖距基准面的垂直距离。
2.3.2：最大挖掘高度
H
2
图2.5 最大挖掘高度示意图
反铲最大挖掘高度是指动臂油缸全伸，斗杆油缸全缩以及铲斗油缸全缩时斗齿尖距离基准地面的距离。
2.3.3：最大卸载高度
H
3
图2.6、：最大挖掘深度计算图
H是指斗杆油缸全缩，动臂油缸全伸时，QV连反铲挖掘机的最大卸载高度
3
线处于垂直状态时，斗齿尖距离停机面的垂直距离。
2.3.4：最大挖掘半径R
图2.7：最大挖掘半径
反铲最大挖掘半径是指斗杆油缸全缩，C、Q距离最大且C、Q、V三点一线并平行于基准地面时斗齿尖距离回转中心线的最大距离，此时动臂油缸和铲斗油缸的长度不在极限长度上。
2.4：工作装置参数的确定
图2.8：工作装置
图2.9 参数图
2.4.1：铲斗各参数的确定
图2.10：铲斗
液压挖掘机基本参数是表示和衡量挖掘机性能的重要指标，本文主要计算和验证铲斗、动臂、斗杆的尺寸。
铲斗的主要结构参数有斗容量q 、转角挖掘半径3l 和平均斗容宽b ，它们与铲斗装满转角max 2φ之间存在如下的数学关系：
23max max 1(2sin 2)2s q l b k ??=-
式中s k 为松散系数，与土的类别及其状态有关。参考文献，对三级土，其范
围在30.1~24.1之间，可选s k =25.1。式（1）中挖掘装满转角2max ?是指铲斗从
开始接触土壤到挖掘过程结束并脱离土壤的转角，并非铲斗的整个转角范围。试验和统计结果显示，该值一般在 110~90之间，选取2max ?= 90。而为了满足挖掘，铲斗的总转角一般要达到 180左右。根据相关资料，当容量q=0.8m 3时，斗宽一般选取1.010m 。所以根据式
23max max 1(2sin 2)2s q l b k ??=-
（其中0.8q =， 1.010b =， 902max =?，25.1=s k ）
可得: 3 1.49l m =。
2.4.2：铲斗其他参数的确定
在上述主参数确定的基础上，接下来就应考虑铲斗的结构形状和具体的结构参数，如铲斗的上两铰链点的距离KQ l ，对于KQ I ，其取值范围一般在
3(0.3~0.38)KQ l l =,在此处取30.35KQ l l =，则KQ I =0.4m 。对于KQV ∠，则涉及铲斗的具体结构情况，一般在 105~95范围选取，在此选 100=∠KQV 。
2.5：动臂机构参数的确定
2.5.1：1α与A 点坐标的确定
初选动臂转角1120α=
由经验统计和参考其它同斗容机型，初选特性参
铰点A 坐标的选择：
由底盘和转台结构，并结合同斗容其它机型的测绘，初选：
430;1200A A X mm Y mm ==
2.5.2：l 1和l 2的计算
据统计，最大挖掘半径
1max R 值一般与123l l l ++的值很接近。因此要求1max R ，按下列
近似经验公式初定和，即： 1max 123R l l l ≈++
其中：1 1.8K = 31490l mm = 且 112*l K l = R=5520mm
1max 321
()1R l l K -=+ l 2=(R-l 3)/(1+K 1)=(5520-1490)/(1+1.8)=1439.3mm
l 1=K 1*l 2=2590.7mm
2.5.3:l 41和l 42的计算
在CZF ?中已知1α、、3K 可得：
41l l =
42341l K l = 2224214139421cos 2l l l ZFC arc l l α??+-=∠= ?????
其中：311.4,120K α==
计算得 l 41=1413.3
L 42=1978.7 3924.5α=
2.6:斗杆机构参数的计算
图6.3斗杆机构摆角范围计算简图 图6.4斗杆参数基本参数计算简图
取整个斗杆为研究对象，可得斗杆油缸最大作用力臂的表达式：
29232 / max Gmax
e l P l l P ==+（） 其中max G F 为斗杆最大挖掘力，查阅有关资料，确定斗杆最大挖掘
力F=52KN ，根据同类挖掘机的受力情况取2280P KN =，可得。E max =l 9=380.225mm
1
l
根据统计数据一般选取 90max 2=φ，由上图几何关系可得：
2min 92max 12sin(/2)/(1)L l ?λ=-
其中6.11=λ，得2min 1073.25L mm =。参考相关文献，斗杆油缸的最大伸长量与最短伸长量之比6.11=λ，可得2max 12min *1717.2mm L L λ==。由
几何关系可得： 2m i n 222892m i n 92m a x 2c o s (()/2)
l L l L l π?=++- 可得：l 8=1476.65mm
2.7：铲斗机构的参数选择
2.7.1：转角范围
由最大挖掘高度2max H 和最大卸载高度3max H 的分析，可以得到初始转角0D ?
2330 1max max D H H l Sin ?-=+（）
得 060D ?=
最大转角330, max max Z V QV ??=∠，不易太大，太大会使斗齿平均挖掘力降低，初选3 165max ?=。
2.7.2铲斗机构其它基本参数的计算
在图4-2中，12l ：摇臂的长度；29l ：连杆的长度；3l ：铲斗的长度；2l ：斗杆的长度；F ：斗杆的下铰点；G ：铲斗油缸的下铰点；N ：摇臂与斗杆的铰接点；K ：铲斗的上铰点；Q ：铲斗的下铰点。
l 12：摇臂的长度；l 29：连杆的长度；l 3：铲斗的长度；l 2：斗杆的长度；F ：斗
杆的下铰点；
G ：铲斗油缸的下铰点；N ：摇臂与斗杆的铰接点；K ：铲斗的上铰点；Q ：铲
斗的下铰点.
图6.5铲斗机构计算简图
则有：24231788 mm l KQ k l ===
铲斗的最大挖掘阻力3 J max F 应该等于斗杆的最大挖掘力，即3 138J max F KN =。 粗略计算知斗杆挖掘平均阻力3 3 /2 69 KN J max J max F F ==挖掘阻力3J F 所做的
功3J W
533 3 3 3.0810N.m J J max W F l max ?==?
由图4-3知，铲斗油缸推力所做的功3W
2333 1min W F L λ=-（）
由功的守恒知33 J W W = 计算可得：3=1720mm min L 则3332750mm max min L L λ==
通过经验公式和同斗容的其它机型的参考，初步选定剩余的基本尺寸如下：
2 600m m 640m m 400m m 2600m m 800m m
HK HN NQ FN l NQ GF =??=??=??=-=?=??
由预选 60GFN ∠=?
则 2222
2300mm GN FN GF COS GFN FN GF GN =+-?∠??=
至此，工作装置的基本尺寸均已初步确定。
第三章
3.1：心得体会
通过这次大作业，我对反铲式挖掘机了解了更多，更对机械的原理结构有了更深刻的认识。在这里要感谢温亚莲老师对我的悉心教导。
参考文献
[1]冯鉴何俊雷智翔主编. 机械原理.成都：西南交通大学出版社，2008
[2]张春林主编. 机械原理. 北京：高等教育出版社，2006
[2]百度百科
https://www.doczj.com/doc/c218508562.html,/link?url=8uK2vbcPWdMYioGp5gw7hNS4kbyRsr0fnOz9QvBKT1xFWbA1Ft D9tcV-mWFKcV8lotmlbm-0-T52S5jtWQyCta
挖掘机安全操作规程 1、向施工人员了解施工条件和任务。内容包括：填挖土的高度和深度、边坡及电线高度、地下电缆、各种管道、坑道、墓穴和各种障碍物的情况和位置。挖掘机进入现场后，司机应遵守施工现场的有关安全规则。 2、挖掘机在多石土壤或冻土地带工作时，应先进行爆破再进行挖掘。 3、按照日常例行保养项目，对挖掘机进行检查、保养、调整、紧固。 4、检查燃料、润滑油、冷却水是否充足，不足时应予添加。在添加燃油时严禁吸烟及接近明火，以免引起火灾。 5、检查电线路绝缘和各开关触点是否良好。 6、检查液压系统各管路及操作阀、工作油缸、油泵等，是否有泄漏，动作是否异常。 7、检查钢丝绳及固定钢丝绳的卡子是否牢固可靠。 8、将主离合器操纵杆放在“空档”位置上，起动发动机（若是手摇起动要小心摇把反击伤人；若系手拉绳起动，不可将拉绳缠在手上）。检查各仪表、传动机构、工作装置、制动机构是否正常，确认无误后，方可开始工作。 9、发动机起动后，严禁有人站在铲斗内、臂杆上、履带和机棚上。 10、挖掘机工作时，应停放在坚实、平坦的地面上。轮胎式挖掘机应把支腿顶好。 11、挖掘机工作时应当处于水平位置，并将走行机构刹住。若地面泥泞、松软和有沉陷危险时，应用枕木或木板、垫妥。 12、铲斗挖掘时每次吃土不宜过深，提斗不要过猛，以免损坏机械或造成倾覆事故。铲斗下落时，注意不要冲击履带及车架。 13、配合挖掘机作业，进行清底、平地、修坡的人员，须在挖掘机回转半径以外工作。若必须在挖掘机回转半径内工作时，挖掘机必须停回转，并将回转机构刹住后，方可进行工作。同时，机上机下人员要彼此照顾，密切配合，确保安全。 14、挖掘机装载活动范围内，不得停留车辆和行人。若往汽车上卸料时，应等汽车停稳，驾驶员离开驾驶室后，方可回转铲斗，向车上卸料。挖掘机回转时，应尽量避免铲斗从驾驶室顶部越过。卸料时，铲斗应尽量放低，但又注意不得碰撞汽车的任何部位。 15、挖掘机回转时，应用回转离合器配合回转机构制动器平稳转动，禁止急剧回转和紧急制动。 16、铲斗未离开地面前，不得做回转、走行等动作。铲斗满载悬空时，不得起落臂杆和行走。 17、拉铲作业中，当拉满铲后，不得继续铲土，防止超载。拉铲挖沟、渠、基坑、等项作业时，应根据深度、土质、坡度等情况与施工人员协商，确定机械离便坡的距离。 18、反铲作业时，必须待臂杆停稳后再铲土，防止斗柄与臂杆沟槽两侧相互碰击。 19、履带式挖掘机移动时，臂杆应放在走行的前进方向，铲斗距地面高度不超过1米。并将回转机构刹住。 20、挖掘机上坡时，驱动轮应在后面，臂杆应在上面；挖掘机下坡时，驱动轮应在前面，臂杆应在后面。上下坡度不得超过20°。下坡时应慢速行驶，途中不许变速及空挡滑行。挖掘机在通过轨道、软土、粘土路面时，应铺垫板。 21、在高的工作面上挖掘散粒土壤时，应将工作面内的较大石块和其他杂物清除，以免塌下造成事故。若土壤挖成悬空状态而不能自然塌落时，则需用人工处理，不准用铲斗将其砸下或压下，以免造成事故。 22、挖掘机不论是作业或走行时，都不得靠近架空输电线路。如必须在高低压架
反铲液压挖掘机工作装置设计 发表时间：2018-04-19T17:10:56.570Z 来源：《大众科学》2017年10期作者：陈玉鹏[导读] 反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。 1、设计题目简介 反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘机重要的工作装置，是一种适用于成批或中小批量生产的、可以改变动作程序的自动搬运和操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。 2、设计数据与要求 3、设计任务 3.1 绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图； 3.2 根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各个杆件的长度； 3.3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS 或 SOLIDWORKS 等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 3.4 编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 3.5 在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。 4、单斗液压挖掘机结构简图及简单分析 4.1 动臂与动臂油缸的布置动臂油缸一般布置在动臂的前下方，下端与回转平台铰接，支承点设在转台回转中心之前并稍高于转台平面，这样的布置有利于反铲的挖掘深度。油自由式活塞杆端部与动臂的铰点设在动臂箱体的中间，这样虽然削弱了动臂的结构强度，但不影响以、动臂的下降幅度。并且布置中，动臂油缸在动臂的两侧各装一只，这样的双臂在结构上起到加强盘作用，以弥补前面的不足。 4.2 铲斗与铲斗油缸的连接方式本方案中采用六连杆的布置方式，相比四连杆布置方式而言在相同的铲斗油缸行程下能得到较大的铲斗转角，改善了机构的传动特性。该布置 1 杆与 2 杆的铰接位置虽然使铲斗的转角减少但保证能得到足够的铲斗平均挖掘力。 5、最大挖掘深度、停机面最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘高度的计 5.1 最大挖掘深度挖掘机处于最深挖掘位置处，铲斗挖掘，铲斗在发挥最大挖掘力位置进行挖掘。此位置出现在动臂油缸全缩，即动臂位置最低处，此时斗杆与斗杆油缸铰接点、斗杆与铲斗铰接点及铲斗齿尖在同一直线上且垂直于挖掘面，如图 2.2-2 所示。该位置处，铲斗中物料较多，土壤阻力较大，大臂、斗杆与铲斗的受力都很大，同时该位置也是用于只算斗杆与铲斗的危险情况的典型受力位置。因而，此位置也是整个动力学分析中较为重要的一个状态。 5.2 最大挖掘半径挖掘机处于停机面最大挖掘半径处，铲斗挖掘，铲斗在发挥最大挖掘力位置进行挖掘，在挖掘机的设计规范中，最大挖掘半径是评价挖掘能力的主要标准之一，它决定挖掘机的挖掘范围。该位置出现在斗杆油缸全缩，铲斗齿尖、斗杆与铲斗铰接点及斗杆与斗杆油缸铰接点这三点处于同一直线上，且大臂油缸缩进使铲斗处于地面上，如图 5.2-1 所示。在该位置处，在挖掘的过程中也将受到很大的土壤阻力。最大挖掘半径时的工况是水平面最大挖掘半径工况下 C、V 连线绕 C 点转到水平面而成的。通过两者的几何关系，我们可计算得到：最大挖掘高度当动臂油缸全伸，斗杆油缸全缩以及铲斗油缸全缩时斗齿尖距离基准地面的距离。 6、机器各部件分析及参数确定 6.1斗形参数设计 (1) 对铲斗机构设计要求： a）★保证铲斗液压缸有在铲斗转角的特定长范围有足够的挖掘力；★保证铲斗液压缸有足够的闭锁力矩；★保证铲斗油缸有足够的回摆力矩；★保证铲斗的摆角范围；★保证铲斗机构在铲斗的整个转角范围内不发生干涉现象、不出现死点和连杆机构几何特征被破坏等几何不相容现象；★铲杆油缸的伸缩比不宜过大。 b）铲斗机构的载荷分析与对应转角：按理论分析将铲斗挖掘切削形状有四种，按此规律，对铲斗在相应转角处所应发挥的挖掘力大致应符合以下规律：★当 F、Q、V 三点一线时，其能发挥的挖掘力不低于最大挖掘力的 70%-80%；★当铲斗从 F、Q、V 三点一线继续转动在 25° -35°范围时应能发挥最大挖掘力。c) 铲斗的主要参数：斗容量 q、平均斗寛 B、转斗挖掘半径 R 和转都挖掘装满转角 (2) 铲斗设计 : 由公式可得： 6.2. 斗杆机构参数设计 a）对斗杆机构的要求：★保证斗杆液压缸有足够的挖掘力；★保证斗杆液压缸有足够的闭锁力矩；★保证斗杆液压缸有足够的回摆力矩；★保证斗杆的摆角范围（105° -125°）；★斗杆油缸的伸缩比不宜过大（一般在 1.6-1.7 范围内）。 参考文献： [1] 吴亚 . 液压挖掘机反铲工作装置的优化 [J]. 内燃机与配件 ,2017(09):120-122. [2]刘汉代,赵杰,廖志良,鲍廷义,张克义,詹雪莲 . 机械原理虚拟实验系统的设计与实现 [J]. 机械工程与自动化 ,2016(05):61-63+66. [3] 张业祥 . 反铲液压挖掘机工作装置疲劳寿命研究 [D]. 武汉科技大学 ,2016. [4] 张弦 . 液压挖掘机工作装置可视化性能分析及参数优化的研究 [D]. 湘潭大学 ,2016.
机械原理课程设计题目：正铲液压挖掘机工作装置设计 学号： 姓名： 班级： 指导教师：
目录 一．摘要 (1) 二、设计题目 (2) 1-1机构简介 (2) 1-2设计数据 (2) 三、设计内容 (4) 3-1铲斗运动机构设计 (4) 3-2工作装置运动分析 (15) 四、数据计算及其仿真分析 (17) 五、设计总结 (21) 六、参考文献 (22)
正铲液压挖掘机工作装置设计 摘要 所谓正铲液压挖掘机，是相对于常见的反铲液压挖掘机而言的。挖掘机要承受复杂的冲击载荷，按传统静态的、经验的方法设计动臂结构，在施工过程中往往出现强度、刚度不足的情况。而动臂强度、刚度是否满足要求，将直接影响工作安全。因此，全面了解动臂在工作过程中的应力、应变水平，了解动臂的振动频率和刚度、强度分布情况，对于我们优化挖掘机结构具有十分重要的作用。本次课程实际是出于优化挖掘机的目的，运用ADAMS对动臂结构进行动态分析。在文中对液压挖掘机工作装置运动学及受力进行分析，介绍了挖掘机的作业方式，简要讨论了影响挖掘阻力的几种因素；利用Pro/E建立了挖掘机工作装置的运动模型，并对其进行运动学仿真；运用ADAMS对挖掘机动臂进行三种典型工况的受力分析，研究其应力及应变，验证动臂的强度符合设计要求，对动臂进行模态结构分析，得出其主要振型；实验测试了挖掘机动臂的应力应变及振动情况，并对实测结果和有限元分析进行了比较。有限元分析以及实际测试结果验证了动臂结构强度满足设计要求，动臂固有频率和挖掘机工作频率也不会引起共振现象，最后的研究结果也只是为了验证挖掘机的动力效果
1、设计题目及任务 1.1设计题目简介 正铲挖掘机的铲土动作形式。其特点是“前进向上，强制切土”。正铲挖掘力大，能开挖停机面以上的土，宜用于开挖高度大于2m的干燥基坑，正铲的挖斗比同当量的反铲的挖掘机的斗要大一些，其工作装置直接决定其工作范围和工作能力。 1.2 设计数据和要求 题号铲斗容量挖掘深度挖掘高度挖掘半径卸载高度 C 4.0 3.2 9.52 9.06 7.91
机械设计说明书设计题目：反铲单斗液压挖掘机工作装置设计 姓名：舒康 学号：20097588 指导老师：冯鉴 09工程机械2班
目录 一．机械原理设计任务书 (1) §1.1 设计题目简介 (1) §1.2 设计任务 (1) 二．单斗液压挖掘机结构简图 (2) 三．设计中小型液压挖掘机结构参数一览表(参照下图) (4) §3.1 单斗液压挖掘机结构几何参数详表 (4) §3.2 斗容量为0.25 m3 的小型单斗液压挖掘机结构详细参数 (5) 四．确定下列所给满足要求的结构参数 (7) §4.1 确定长度与角度结构参数 (7) §4.2 斗形参数的选择 (10) §4.3 最大挖掘深度、停机面最大挖掘半径、最大卸载高度、最大挖掘高度的计算 (10) §4.3.1 最大挖掘深度 (10) §4.3.2 最大挖掘半径 (11) §4.3.3 最大卸载高度 (12) 五．动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸运动参数确定 (13) §5.1 动臂液压缸 (14) §5.2 斗杆液压缸 (14) §5.3 铲斗液压缸 (15) 六．机构自由度分析 (16) 七．仿真 (17) 八．机构搭建图 (18) 九．参考文献： (19) 十．心得和体会 (19)
完成日期：年月日指导教师 一．机械原理设计任务书 学生姓名舒康班级09工机2班学号20097588 设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计 §1.1设计题目简介 反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用 于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟 侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟 挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘机重要的工作装置， 是一种适用于成批或中小批量生产的、可以改变动作程序的 自动搬运和操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大 和操作单调频繁的生产场合。 §1.2设计任务 1、绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图； 2、根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各个杆件的长度； 3、用软件SOLIDWORKS对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 4、编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。
正铲液压挖掘机工作装置设计 摘要 液压挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械，作为工程机械的主力机种。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐，其生产制造业也日益蓬勃发展。 液压挖掘机主要有发动机、液压系统、工作装置、回转装置、行走装置和电器控制等部分组成。本文主要研究其工作装置。 挖掘机的主要工作就是土壤的挖掘。工作装置是直接完成挖掘任务的装置，许多挖掘机发达的国家广泛采用新技术、新方法来不断地提高液压挖掘机的作业性能和生产率。正铲装置的各组成部分有各种不同的外形，要根据设计要求选用适合的结构并对其作运动分析。然后，在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算，确定各机构尺寸参数，确定挖掘机正铲装置的基本轮廓。 挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘机性能参数的重要性能指标，对其分析计算至关重要。挖掘阻力主要与挖掘对象及自身尺寸参数有关，而挖掘力则受众多条件限制，危险工况的分析是关键点。在挖掘力分析基础上，可对各杆件铰接点进行力的分析计算，并进行机构设计的合理性分析。 关键词：正铲挖掘机，工作装置，平面连杆机构，运动分析
第二章液压正铲挖掘机工作装置的总体设计 2.1 液压正铲挖掘机的基本组成和工作原理 液压正铲挖掘机由工作装置，上部转台和行走装置三大部分组成，如图 2.1 所示。其中上部转台包括动力装置、传动机构的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室；工作装置由动臂、斗杆、铲斗及动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸组成，如图 2.2 所示。 图 2.1 液压正铲挖掘机的基本组成
图 2.2 液压正铲挖掘机工作装置 挖掘作业时，操纵动臂油缸使动臂下降至铲斗接触挖掘面，然后操纵斗杆油缸和铲斗油缸，使斗进行挖掘和装载工作。铲斗装满后，操纵动臂油缸，使铲斗升高离开挖掘面，在回转马达的驱动下，使铲斗回转到卸载地点，然后操纵斗杆和铲斗油缸使铲斗转动至合适位置，再回缩开斗油缸转动铲斗，使斗前、斗后分开卸载物料。卸载后，开斗油缸伸长使斗前、斗后闭合，将工作装置转到挖掘地点进行第二次循环挖掘工作。转移工作场地时，操纵行走马达，驱动行走机构完成移动工作[4]。 在实际挖掘作业中，由于土质情况、挖掘面条件以及挖掘机液压系统的不同，反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的、随机的。上述过程仅为一般的理想过程。 2.2 工作装置结构方案的确定 正铲工作装置的构造：正铲工作装置由动臂、斗杆、铲斗、工作液压缸和连杆机构等组成。动臂是焊接的箱形结构，由高强度钢板焊成，也有的是铸造的混合结构，和反铲工作装置相比，正铲动臂较短且是单节的。动臂下端和转台铰接，动臂油缸一般为双缸，在布置上动臂的下铰点高于动臂油缸的下铰点且靠后。这种布置方案能保证动臂具有一定的上倾角和下倾角，以满足挖掘和卸载的需要，
1 引言 1.1课题研究的背景和意义 目前我国露天矿的开采规模逐渐扩大，为了适应日益增大的矿用汽车铲装的需要，这就需要较大斗容的挖掘机，由于挖掘机愈大，每单位土石方的施工成本愈低，而液压挖掘机较机械式挖掘机有很多优点，但是国内对大型液压正铲挖掘机的研究较少，液压挖掘机工作装置是完成挖掘机各项功能的主要构件，其结构的合理性直接影响到挖掘机的工作性能和可靠性，对其研究是整机开发的基础，对工作装置进行优化，目的在于缩短研究和开发周期，降低产品成本，提高设计质量，本课题的任务就在于此[1]。 现代化建设速度，在很大程度上取决于各种工程建设速度，而工程机械水平的高低，又直接对工程建设速度发挥着促进或抑制作用。传统研发管理及设计方法只是被动地重复分析产品的性能，而不是主动地设计产品的参数。作为一项设计，不仅要求方案可行、合理，而且应该是某些指标达到最优的理想方案。随着电子计算机的应用，在机械设计领域内，已经可以用现代化的设计方法和手段进行设计，来满足对机械产品提出的要求。利用优化设计方法，人们就可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。可靠性是我国工程机械的致命弱点，我们要正视差距，增强科研开发力度，提高技术水平，更多地发展具有自主知识产权的高质量产品，进一步促进工程机械的发展[1]。 1.2 液压挖掘机研究现状及发展动态 挖掘机作为一种典型的土石方施工设备，在基础设施建设中起着十分重要的作用，因此加强对挖掘机的研究具有十分重要的意义，随着能源的紧缺和人们对环保意识的增强，节能技术研究成为同行学者关注的焦点没随着人类空间获活动的延伸，以及人类对挖掘机工作环境与功能要求的延伸，在遥控挖掘机和机器人化挖掘机研究方
产品名称产品容量（标准） m3 产品宽度（mm） 齿 数 产品材质 小松 pc-35MR-2 0.11 4 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-50 0.2 不含侧刃（630）含侧刃 （700） 5 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松 pc-55MR-2 0.18 不含侧刃（585）含侧刃 （655） 4 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-60 0.37 不含侧刃（725）含侧刃 （825） 4 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-130 0.53 不含侧刃（859）含侧刃 （984） 4 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-220 1 不含侧刃（1155）含侧刃 （1260） 4 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-270 1.3 不含侧刃（1420）含侧刃 （1540） 5 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-360 1.6 不含侧刃（1270） 5 Q345B(锰板)+WH60C(合金板) 小松pc-200 0.8 不含侧刃（1045）含侧刃 （1150） 5 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-200 1 不含侧刃（1330） 6 Q345B(锰板)+WH60C(合金板) 小松pc-210 0.9 不含侧刃（1200）含侧刃 （1305） 5 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-210 1 不含侧刃（1330） 6 Q345B(锰板)+WH60C(合金板) 小松pc-220 0.72 不含侧刃（900）含侧刃 （1005） 3 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-220 1（窄幅重作业）不含侧刃（1004）含侧刃 （1060） 4 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-220 1.2 不含侧刃（1258） 5 Q345B(锰板)+WH60C(合金板) 小松pc-300 1.4 不含侧刃（1340） 5 Q345B(锰板)+WH60C(合金板) 小松pc-400 2.06 不含侧刃（1565）含侧刃 （1715） 5 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-56 0.2 不含侧刃（600）含侧刃 （670） 4 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-60 0.28 不含侧人（650）含侧刃 （750） 4 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板) 小松pc-240 1 不含侧刃（1150） 5 Q345B(锰板)+WH60C(合 金板)
目录 一、基本要求 (2) 1.1铲斗的结构选择 (2) 二、铲斗基本参数的确定 (3) 2.1铲斗长宽高的确定 (3) 2.2挖掘力计算 (4) 三、铲斗几何形状 (6) 3.1铲斗的组成 (6) 3.2斗体曲线 (7) 3.3两种曲线的比较 (9) 四、结论 (11) 参考文献 (13)
一、基本要求 斗轮挖掘机的铲斗在轮圈回转一周的过程中, 要完成切割、装载和排空物料三项作业。切割时要求斗齿能迅速切入物料。为此铲斗必须具有足够的强度和刚度, 以便承受物料的反作用力。装载时要求物料能较通畅地流人铲斗( 这样可减少切割阻力) , 同时在物料充填铲斗时, 既要填满铲斗空间, 又不能产生过大的挤压力, 否则由于挤压力的增大, 会使铲斗壁与物料的吸附力增大(在一定吸附系数下, 吸附力与两物体之间的正压力成正比) , 造成排料时物料排不净或撒料等情况。 1.1铲斗的结构选择 铲斗结构形状和参数的合理选择对挖掘机的作业效果影响很大，其应满足以下要求： （1）有利于物料的自由流动。铲斗内壁不宜设置横向凸缘、棱角等，斗底的纵向剖面形状要适合于各种物料的运动规律。 （2）要使物料易于卸尽 （3）为使装进铲斗的物料不易于卸出，铲斗的宽度与物料的粒径之比应该大于4，大50时，颗粒尺寸不考虑，视物料为均质。 综上考虑，选用中型挖掘机常用的铲斗结构与下图。 斗齿的安装连接采用橡胶销式，结构示意图如下图
二、铲斗基本参数的确定 2.1铲斗长宽高的确定 斗容量q ，平均宽度B ，转斗挖掘半径R 和转斗挖掘满转角2?是铲斗的四个 主要参数，R,B,2?，三者之间有下几何关系： s K B R q )2sin 2(2 12 ??-= 式中土壤松散系数s K 近似值取1.25，q=0.28m 3，根据上式可由R,B,2?中作任值求相应第三值。其斗容量0.28m 3，斗宽B=0.794m 。 根据已经确定的斗轮挖掘机生产力轮圈直径宽度转速铲斗数量及每只铲斗的容量, 即可确定铲斗的宽度( B )长度( L )和高度( H ) L : B ≈ 1.3；所以可知L=1.0322m q = 0 .8 B L H 204.1B q H = , 式中q ——铲斗容量( 立方米 ) 把数据代入后，可求得H=0.339m 求出L , H , B 后, 必须按轮圈的圆周速度及铲斗个数来校核铲斗处于轮圈正上方时,物料是否能靠自重保证落入卸料区间。设每只铲斗及其卸料空间所占 的圆心角为a , 每只铲斗的卸料空间弦长为 L BC =空( 见图1 )
液压反铲挖掘机铲斗结构解析 液压挖掘机的工作装置种类繁多，反铲铲斗是目前工程建设中应用最多的一种。铲斗的整体一般为焊接结构，所以焊接是铲斗最关键的制作工序，焊接的质量直接影响到铲斗的结构强度及使用寿命。 铲斗属结构件类产品，由包板、侧板、耳板、横梁、基刃、侧刃、齿座、斗齿、侧齿以及一些加强部件等组成。 包板和侧板构成铲斗的内腔，是装卸物料的容器。基刃由高强度耐磨材料做成，在其前端一般焊有齿座，齿座多以橡胶卡销或螺栓连接的形式与斗齿连接，根据工作情况可以选装不同类型的斗齿。 侧齿装在侧刃的下方，可以增加铲斗挖掘时的导向性能。侧部和底部的耐磨板不仅可以保证铲斗的强度和耐磨性，同时还保证铲斗的刚度，减小作业过程的变形。 铲斗的后部焊有左右对称的两个耳板，其上的铰接孔用来与斗杆和连杆相连。为了保证耳板的强度和刚度以及铲斗的抗扭能力，在斗后部和耳板的中间和两侧焊有横梁。 由于物料的复杂性，同一种挖机铲斗很难适应不同的物料，因而为了满足各种不同的作业需要，在同一台挖掘机上往往配以多种结构形式的铲斗。当物料尺寸较小或土质较软时采用大容量铲斗，而当物料尺寸较大或土质较硬时则采用小容量铲斗。在某些情况下如土壤黏性较大时，铲斗很难完全卸料，这时需采用具有强制卸土功能的铲斗。 一般来说，市面上最常用到的是通用铲斗和岩石铲斗。岩石铲斗相对通用铲斗来说，斗腔的底部会比通用铲斗深一些，同时在侧刃上会装有多对侧齿，在比较容易磨损的部位如基刃、侧刃、侧板和斗底，会加装一些耐磨板条或耐磨板块。 总之，铲斗种类的选用要根据挖机的机器性能和工作情况来确定，挖掘泥土、肥土以及泥土和细砾石的混合物时可用通用铲斗，挖掘混合土、粘土和石块时应用岩石铲斗。同时铲斗的容量要与挖掘机的机型相匹配，如果选取的铲斗比推荐的容量大得多，挖掘机的瞬时转动惯量将会变得很大，循环周期增长，对整个机器得寿命和稳定性都有不利影响。 文章来自铁甲工程机械网
挖掘机液压系统设计 1 液压挖掘机结构与工作原理 液压挖掘机由于在动力装置和工作装置之间采用容积式液压传动，靠液体的压力能进行工作，相对机械传动具有许多优点:能无极调速且调速范围大，最大速度和最小速度之比可达1000:1能得到较低的稳定转速；快速作用时，液压元件产生的运动惯性较小，并可作高速反转；传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动；操纵省力灵活，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。因此液压挖掘机逐步取代机械式挖掘机是必然的趋势。 单斗液压挖掘机是装有一只铲斗并采用液压传动进行挖掘作业的机械。它是目前挖掘机械中重要的机种。单斗液压挖掘机的作业过程是以铲斗(一般装有斗齿)的切削刃切削土壤并将土装入斗内，斗满后提升。回转至卸上位置进行卸土，卸空后铲斗再转回并下降到地面进行下一次挖掘。当挖掘机挖完一段土后，机械移动一段距离，以便继续作业。因此单斗液压挖掘机是一种周期作业的自行式上方机械。 1.1 液压挖掘机整机性能 液压挖掘机可分为:动力系统、机械系统、液压系统、控制系统。液压挖掘机作为一个有机整体，其性能的优劣不仅与工作装置机械零部件性能有关，还与液压系统、控制系统性能有关。 (1) 动力系统 挖掘机工作的主要特点是环境温度变化大，灰尘污物较多，负荷变化大，经常倾斜工作，维护条件差。因此液压挖掘机原动力一般由柴油机提供，柴油机具有工作可靠、功率特性曲线硬、燃油经济等特点，符号挖掘机工作条件恶劣，负荷多变的要求。挖掘机的额定负荷与汽车。拖拉机不同，汽车和拖拉机指在最高转速下、连同机油泵、发电机等必要附件，分钟内的最大功率;挖掘机是指在额定转速下一小时以上的额定功率。挖掘机采用车用柴油机时，最大功率指数降低。 (2) 机械系统
液压挖掘机作业方式的应用 反铲挖掘机的作业方式可用于路堑挖掘、填筑路堤、平面挖掘、建筑物基础的挖掘和沟槽挖掘等工程施工。 挖掘路堑 反铲挖掘机布置在路堑的附近，根据情况选择沟端挖掘或沟侧挖掘方法进行施工。用自卸车与挖掘机配合，将挖掘的土壤移运至卸土场。填筑路堤 反铲挖掘机与自卸车配合可进行填筑路堤作业，挖掘机在取土场按照上述挖掘方法取土即可。 挖掘路堑和填筑路堤施工中，自卸车配合反铲挖掘机作业时所需要的车辆数，除与挖掘机、自卸车的性能有关外，还与运输距离、道路状况、驾驶员操作技术等因素有关，一般可用估算法求出，然后通过具体作业予以落实。在此过程中，以满足挖掘机不中断作业、又不让自卸车停滞为原则。 平面挖掘 反铲挖掘机进行平面挖掘作业时可采用垂直挖掘法可平等挖掘法。 垂直挖掘法，挖掘机垂直于工作面上进行挖掘。垂直挖掘法的优点是，挖掘机的两侧均可停放自卸车，一侧自卸车运输时另一侧自卸车进行装载，并且挖掘机回转达角度不超过90°，有利于提高作业效率。 平行挖掘法，反铲挖掘机后退方向与工作面扩展方向平行，可进行直线挖掘和装载，它适用于细长的挖掘作业。由于自卸车只能在一侧进
行装载，因此生产效率较低。 建筑物基础的挖掘 使用反铲挖掘建筑物基础，其优点是：挖掘机和自卸车均在地面上，不需要倾斜通道；基础的垂直面可准确挖掘，对水平基础或有坡度的基础都能很好地进行挖掘，沟底也能按要求挖掘，不需要人工修正。挖掘沟槽 反铲挖掘机进行沟槽挖掘作业是最适合的。挖掘沟槽时注意沟槽底部的水平度和挖掘机应有的后退移动，这样才能达到施工要求而不需要人工修整。反铲挖掘机挖掘沟槽有浅沟的垂直挖掘法和深沟的垂直挖掘法等三种施工方法。 1）浅沟的垂直挖掘法。挖掘机的动臂几乎呈水平状态，在挖掘机后退的过程中同时也完成挖掘工作。采用这种挖掘法作业循环时间很短，但铲斗每次装满效率低。挖掘坚硬土壤时须与作业面成垂直状态，以保证有较大的挖掘力。 2）浅沟的平行挖掘法。这种挖掘方法是反铲挖掘的前进方向和沟槽的中心线平行，动臂与机体（行走机构）成直角，并配合以挖掘机的移动，挖掘方法与上述垂直挖掘法相同。 3）深沟的垂直挖掘法。深沟的垂直挖掘可采用两种作业方式：一种与浅沟的平等挖掘法相同；另一种是分层分段挖掘，先挖浅沟，当挖掘机沿沟槽方向前进、挖到长度约为挖掘机长度的1/2时，再挖到所规定的深度。挖掘时使动臂下降，斗杆几乎与作业面垂直，并配合以
操作规程编号：YTO-FS-PD637 反铲挖掘机的基本作业方式通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
反铲挖掘机的基本作业方式通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 反铲挖掘机的基本作业方式有沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。 沟端挖掘 挖掘机从沟槽的一端开始挖掘，然后沿沟槽的中心线倒退挖掘，自卸车停在沟槽一侧，挖掘机动臂及铲斗回转40°-45°即可卸料。如果沟宽为挖掘机最大回转半径的两倍时，自卸车只能停在挖掘机的侧面，动臂及铲斗要回转90°方可卸料。若挖掘的沟槽较宽，可分段挖掘，待挖掘到尽头时调头挖掘毗邻邦的一段。分段开挖的每段挖掘宽度不宜过大，以自卸车能在沟槽一侧行驶为原则，这样可减少作业循环的时间，提高作业效率。 沟侧挖掘
沟侧挖掘与沟端挖掘不同的是，自卸车停在沟槽端部，挖掘机停在沟槽一侧，动臂及铲斗回转小于90°可卸料。沟侧挖掘的作业循环时间短、效率高，但挖掘机始终沿沟侧行驶，因此挖掘过的沟边坡较大。 直线挖掘 当沟槽宽度与铲斗宽度相同时，可将挖掘机置于沟槽的中心线上，从正面进行直线挖掘。挖到所要求的深度后再后退挖掘机，直至挖完全部长度。利用这种挖掘方法挖掘浅沟槽时挖掘机移动的速度较快，反之则较慢，但都能很好地使沟槽底部挖得符合要求。 曲线挖掘 挖掘曲线沟槽时可用短的直线挖掘相继连接而成。为使沟廓有圆滑的曲线，需要将挖掘机中心线稍微向外偏斜，同时挖掘机缓慢地向后移动。 保持一定角度的挖掘 保持一定角度的挖掘方法通常用于铺设管道的沟槽挖
挖掘机型号参数大全 质斗比是指挖掘机的质量与斗容之比。这个值显示了挖掘机的效率和工艺水准，一般来说，这个值越低挖掘机就越有效率。在同等质量情况下，这个值越低越好。相反的这个值越高，就越说明挖掘机的无效质量就越多，效率就越差。 制造商 制造商型号整机质量(kg) 标准斗容(m3) 标准斗容(m9) 质斗比 阿特拉斯Atlas 3306LC 31500 1.90 1.90 16579 阿特拉斯Atlas 2606LC 25000 1.50 1.50 16667 阿特拉斯Atlas 2006LC 18000 1.00 1.00 18000 阿特拉斯Atlas 2306LC 22000 1.20 1.20 18333 邦立重机Bonny CE400-6 40000 2.00 2.00 20000 邦立重机Bonny CE650-6 66000 4.00 4.00 16500 邦立重机Bonny CE1000-6 102000 6.00 6.00 17000 邦立重机Bonny CE460-5 46000 2.50 2.50 18400 邦立重机Bonny CE460-6 46000 2.50 2.50 18400 邦立重机Bonny CE400-5 39000 2.00 2.00 19500 邦立重机Bonny CE420-6 40000 1.80 1.80 22222 邦立重机Bonny CE220-6 23000 1.00 1.00 23000 斗山中国Doosan SL015 770 0.05 0.05 16383 斗山中国Doosan SL018-VT 770 0.04 0.04 19250 斗山中国Doosan DH225LC-7 21500 0.73~1.24 0.98 21939 斗山中国Doosan DH300LC-7 29600 1.30 1.30 22769 斗山中国Doosan DH258LC-7 24600 0.81~1.29 1.05 23429 斗山中国Doosan DH370LC-7 37500 1.20-2.01 1.60 23438 斗山中国Doosan SL035 2700 0.11 0.11 24545 斗山中国Doosan DH500LC-7 46900 0.93-2.86 1.90 24684 斗山中国Doosan DH220LC-7 21400 0.5~1.18 0.80 26750 斗山中国Doosan DH150LC-7 13900 0.28-0.75 0.51 27255 斗山中国Doosan DH80-7 7830 0.28 0.28 27964 斗山中国Doosan DH55-5 5250 0.18 0.18 29830 斗山中国Doosan DH300LC-7 29600 0.95 0.95 31158 斗山中国Doosan DH35 3240 0.10 0.10 32400 斗山中国Doosan DX300LC 29600 0.63~1.3 0.87 34023 斗山中国Doosan DH60-7 5500 0.13~0.2 0.16 34375 斗山中国Doosan DH420LC-7 41200 1.1.44~2.18 1.15 35826 斗山中国Doosan SL030 2700 0.07 0.07 36986 斗山中国Doosan SL010 770 0.02 0.02 38500 斗山中国Doosan DH55GOLD 5250 0.09-0.175 0.13 40385 福田雷沃LOVOL FR85-7 8500 0.36 0.36 23611 福田雷沃LOVOL FR65-7 6200 0.22 0.22 28182 福田雷沃LOVOL FR60-7 5730 0.20 0.20 28650
小型履带式挖掘机结构设计 （开题报告） 一、本课题的研究目的和意义： 小型履带式挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。它的工作过程是以铲斗的切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置开始下一次的作业。因此小型履带式挖掘是一种周期作业的土方机械。 小型履带式挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用，如工业与民用建筑、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中。据统计，一般工程施工中约有60%的土石方量、露天矿山中80%的剥离量和采掘量是用挖掘机完成的。 小型履带式挖掘机因其体积小，主要应用于城市、相对狭窄的地区，替人力劳动，其用途广泛，主要作业是挖掘、装载、整地，用于城市管道、道路、住宅建设、基础工程和园林作业等。它不仅体积小，机动灵活，且可附装各种工作装置，属多功能建设机械。采用小挖掘机可以大大减轻人力的劳动，缩短施工周期。 为节省劳动力、减轻繁重体力劳动，提高劳动生产率、加快建设速度，保证工程质量和降低成本，采用机械化施工是根本的措施。它对尽早发挥建设投资效果，促进国名经济的高速度发展有很大的作用。 二、文献综述（国内外研究情况及其发展）： 我国前些年大量投入使用的高速公路等基础设施，近来正越来越多地进入维护保养期，同时城市建设也由“大拆大建”逐渐向“精雕细刻”转变。随着我国城市化建设进程加快，今后小型工程机械设备将逐步升温，小型挖掘机市场为业内人士普遍看好。 小型液压挖掘机（以下简称小挖）在国外一般指６ｔ级以下产品，国内目前尚没有明确分类，常指１３或１０ｔ级以下产品，国内市场目前主要存在这样两类小型挖掘机产品：一类是为工程施工配套的３６０°全回转、履带或轮胎行走的标准型液压挖掘机，另一类是面向广大农村市场的低档配置产品即农用挖掘机或汽车式挖掘机。 三、本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式： 根据查阅的资料提出若干解决问题的方案并加以讨论。 进行小型履带式挖掘机总体结构设计，根据老师的要求，做必要的设计和绘图。 （1）设计和校核主要零部件 （2）绘制总体装配图 （3）绘制重要零部件的零件图 完成设计的图纸。 四、拟解决的关键问题： （1）设计和校核主要零部件 （2）零部件尺寸、参数设计 （3）装配部位的结构形式
反铲挖掘机的作业过程 反铲挖掘机每一作业循环包括挖掘、回转、卸料和返回等四个过程。挖掘时先将铲斗向前伸出，动臂带着铲斗落在工作面上，然后铲斗向着挖掘机方向拉转，铲斗在工作面上挖出一条弧形挖掘带并装满土壤。随后将铲斗连同动臂一起升起，上部转台带动铲总裁及动臂回转到卸土处。将铲斗向前推出，使斗口朝下进行卸土。卸土后将动臂及铲斗回转并下放至工作面，准备下一循环的挖掘作业。 反铲挖掘机的基本作业方式 反铲挖掘机的基本作业方式有沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。 沟端挖掘 挖掘机从沟槽的一端开始挖掘，然后沿沟槽的中心线倒退挖掘，自卸车停在沟槽一侧，挖掘机动臂及铲斗回转40°-45°即可卸料。如果沟宽为挖掘机最大回转半径的两倍时，自卸车只能停在挖掘机的侧面，动臂及铲斗要回转90°方可卸料。若挖掘的沟槽较宽，可分段挖掘，待挖掘到尽头时调头挖掘毗邻邦的一段。分段开挖的每段挖掘宽度不宜过大，以自卸车能在沟槽一侧行驶为原则，这样可减少作业循环的时间，提高作业效率。 沟侧挖掘 沟侧挖掘与沟端挖掘不同的是，自卸车停在沟槽端部，挖掘机停在沟槽一侧，动臂及铲斗回转小于90°可卸料。沟侧挖掘的作业循环时间短、效率高，但挖掘机始终沿沟侧行驶，因此挖掘过的沟边坡较大。 直线挖掘 当沟槽宽度与铲斗宽度相同时，可将挖掘机置于沟槽的中心线上，从正面进行直线挖掘。挖到所要求的深度后再后退挖掘机，直至挖完全部长度。利用这种挖掘方法挖掘浅沟槽时挖掘机移动的速度较快，反之则较慢，但都能很好地使沟槽底部挖得符合要求。 曲线挖掘 挖掘曲线沟槽时可用短的直线挖掘相继连接而成。为使沟廓有圆滑的曲线，需要将挖掘机中心线稍微向外偏斜，同时挖掘机缓慢地向后移动。 保持一定角度的挖掘 保持一定角度的挖掘方法通常用于铺设管道的沟槽挖掘，多数情况下挖掘机与直线沟槽保持一定的角度，而曲线部分很小。 超深沟挖掘
附表2： 毕业设计开题报告
于修筑铁路的繁重工作，被认为是现代挖掘机的先驱，距今已有170多年的历史。1950年，德国研制出世界上第一台全液压挖掘机（图1－2）。由于科学技术的飞速发展，各种新技术、新材料不断在挖掘机上得到应用，尤其是电子技术和信息技术的应用使得液压挖掘机在作业效率、可靠性、安全性和操作舒适性以及节能、环保等方面有了长足的进步。目前液压挖掘机已经在全世界围得到广泛应用，成为土石方施工不可缺少的重要机械装备。 图1－1 蒸汽机驱动的“动力铲”图1－2 早起全液压挖掘机 3.1.1国液压挖掘机的发展概况 我国从1967年开始自行研制液压挖掘机。早期开发成功的产品主要有上海建筑机械厂的WY100、矿山机器厂的W4-60、矿山机器厂的WY60等。到20世纪701年代末80年代初，长江挖掘机厂和重型机械厂分别研制成功了WY160和WY250等液压挖掘机产品。从1994年开始，美国的卡特彼勒公司、日本的神户制钢所、日本的小松制作所、日本的日立建机株式会社、韩国大宇重工、韩国现代重工业以及德国利勃海尔、德国雪孚、德国阿特拉斯、瑞典沃尔沃等公司先后在中国建立了中外合资、外商独资挖掘机生产企业，生产具有世界先进水平的多种型号和规格的液压挖掘机产品。 近年来我国经济增长迅速，液压挖掘机市场需求不断扩大，形成了巨大的挖掘机市场空间，但该行业主要由合资企业和外资企业所垄断。国一些工程机械行业的上市股份公司通过合资的方式介入了挖掘机产业，同时国还有众多的企业也在生产液压挖掘机，但在生产规模、
铲斗挖掘力可达25KN。卡特彼勒公司最小的微型挖掘机为301.5，其整机质量只有1673kg，发动机功率为13KW，斗容量围为0.018～0.056m3。如图1－4为微型挖掘机。 图1－3 超大型液压挖掘机图1－4 微型挖掘机 （2）液压挖掘机的多功能化 中、小型液压挖掘机趋向于一机多能，配备了多种工作装置。除正铲、反铲外，还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、振捣器、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、绞盘及拉铲等，以满足各种施工的需要。与此同时，发展专门用途的特种挖掘机，如低接地比压、低噪声、水下专用和水路两用液压挖掘机等。 （3）液压挖掘机的电子化和信息化 世界上各大液压挖掘机生产厂商在应用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度的过程中，重视电子技术、信息技术在挖掘机上的应用，使挖掘机向高效、节能、安全、环保以及操作方便舒适的方向发展。从20世纪80年代开始，以微电子技术为核心的高新技术，特别是微机、微处理器、传感器和检测仪表在挖掘机上的应用，推动了电子控制技术在挖掘机上的应用和推广，并已成为液压挖掘机现代化的重要标志。目前先进的液压挖掘机均装有电子控制单元（ECU），用于发动机和泵阀的电子控制以及工作模式控制和工作状
西南交通大学峨眉校区机械原理课程设计 机械原理课程设计 设计说明书 设计题目：反铲单斗液压挖掘机工作装置设计 院系: 机械工程系 专业: 机械制造工艺及设备 学号: 20107215 学生姓名: 顾永锋 指导教师: 冯建 日期: 2012年11月
一、机械原理设计任务书 学生姓名：顾永锋班级: 机制二班学号：20107215 设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计 1、设计题目简介 反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。 可以用于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端 挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖 掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘机重 要的工作装置，是一种适用于成批或中小批量生产的、可以 改变动作程序的自动搬运和操作设备，它可用于操作环境恶 劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。 2、设计数据与要求 3、设计任务 3.1、绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图； 3.2、根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各个杆件的长度； 3.3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 3.4、编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 3.5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。 完成日期：年月日指导教师
二、单斗液压挖掘机结构简图及简单分析 2.1 工作装置构成 液压挖掘机工作装置基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2-1所示。