液压挖掘机回转装置的设计(补充参考)

摘要一般来说，小型挖掘机是指1～6吨级的挖掘装载机，由于其身姿小巧和具有方便的转场特性，所以在城市地区建设土方工程应用中，小型液压挖掘机扮演着重要角色。

20世纪八九十年代以来小型挖掘机得以迅速发展，在城市建设、交通，建筑等诸多施工中无一不发挥了重要作用。

小型挖掘机利用其特有的设计，经常工作在城市等狭窄的空间内，节省了劳动力、提高了工作效率，对于各种作业要求都能够游刃有余，可以说是城市施工中最具有代表性的施工机械。

现在城市建设飞速发展，大量的城市改造工程不仅要求施工时间短、而且对施工的安全性，环保性和不妨碍居民生活上都提出了要求，这些条件都促进了小型挖掘机的发展。

小型挖掘机一般由动力装置、传动装置、回转装置、行走装置和工作装置等组成。

其中回转装置和行走装置则直接影响着挖掘机的使用性和经济性，在挖掘机研究中占有重要地位。

本设计参照了现有的一些小型液压挖掘机产品，着重对挖掘机的回转装置和行走装置进行分析设计，主要完成对行走装置和回转装置装置的总体设计，进一步掌握挖掘机的设计方法和步骤，巩固和加深对所学基础理论和专业知识的掌握，了解国内外挖掘机的发展状况。

关键字：小型液压挖掘机回转装置行走机构AbstractGenerally speaking, small excavators refers to the 1 ~ 6 t excavating loader, thanks to its small body and convenient also features, making small excavators become urban areas the earthwork the ideal equipment of application. Since the s, small engineering machinery is in municipal engineering, transportation construction plays the bigger superiority and develop rapidly. Small excavators in these engineering to save human, material made great contributions, meet the operation requirement of city, in the city of narrow space in the work can maximize their production ability, and gradually become urban construction the representative construction machinery. The development of small excavators depends on the development of city construction, because the city's transformation, the construction is more, requirements of short time, construction construction machinery minor impact on the environment, safety and low pollution, turning radius, easy to transport and a small city scenery in coordination with appearance, and so on.Small excavators general by power device, transmission, and turn to device, walk device and working equipment etc. One device and walk back the device directly influence the excavator used and the economy, in the excavator occupies an important place in the study. With reference to the design of existing some small hydraulic excavator products, and focuses on the device and walk back excavator device in the analysis and design, the main finish to walk and rotation of the equipment can device overall design, to grasp the design method and steps of the excavator,strengthen and deepen our understanding of the basic theory and specialty knowledge learned of the master, understand the development situation of domestic and foreign excavator.Keywords: small excavators walk and rotation of the equipment目录第1章绪论 (6)1.1小型液压挖掘机的工作特点和基本类型 (6)1.1.1小型液压挖掘机的工作特点 (6)1.1.2小型液压挖掘机的基本类型 (8)1.2国内外研究现状和未来发展趋势 (9)1.2.1国内外研究现状 (9)1.2.2未来的发展趋势 (10)1.3 主要设计内容 (10)第2章整体设计 (12)2.1 小型液压挖掘机的组成 (12)2.2 行走机构的选择 (13)2.2.1履带式行走的特点 (13)2.2.2轮胎式行走的特点 (13)2.3 回转装置的选择 (14)第3章主要参数的计算 (15)3.1总体几何尺寸 (15)3.2 行走装置的计算 (16)3.2.1履带运行阻力计算 (16)3.2.2平均接地比压的计算计算 (19)第4章行走装置的设计 (20)4.1四轮一带的设计 (20)4.1.1履带的选型设计 (20)4.1.2驱动轮的选型设计 (24)4.1.3导向轮的设计 (26)4.1.4支重轮的设计 (28)4.1.5托轮的计算 (32)4.2张紧装置的选型设计 (34)4.2.1张紧弹簧的设计 (35)4.2.2油缸的设计 (38)4.3行走架的设计 (38)第5章回转装置 (40)5.1回转机构的设计 (41)5.1.1回转机构的参数选择 (41)5.1.2最佳转速的计算 (42)5.2回转支承的选型设计 (43)5.2.1支承型式的选择 (44)5.2.2滚动轴承的参数 (44)5.2.3回转机构的容量 (45)5.3回转小齿轮的设计 (46)第6章设计总结 (48)参考文献 (49)致谢 (50)第1章绪论1.1小型液压挖掘机的工作特点和基本类型1.1.1小型液压挖掘机的工作特点小型液压挖掘机无论是在体积还是作业效率方面都具有相当大的优势。

WY70履带式液压挖掘机工作装置机构设计一、设计要求参数：整机重量：7000kg铲斗容量：0.35立方米最大挖掘半径：mm 6000≥最大挖掘深度：mm 3000≥最大挖高：mm 6000≥最大卸载高度：mm 3500≥发动机功率：kw 45≥二、总体方案设计：反铲工作装置是液压挖掘机的一种主要工作装置形式，图1－1所示。

液压反铲工作装置 一般由动臂1、动臂液压缸2、斗杆液压缸3、斗杆4、铲斗液压缸5、铲斗6、连杆7和摇杆8等组成。

其构造特点是各构件之间全部采用铰接连接，并通过改变各液压缸行程来实现挖掘过程中的各种动作。

动臂1的下铰点与回转平台铰接，并以动臂液压缸2来支撑动臂，通过改变动臂液压缸的行程即可改变动臂倾角，实现动臂的升降。

斗杆4铰接于动臂的上端，可绕铰点转动，斗杆与动臂的相对转动由铲斗液压缸5控制，当斗杆液压缸伸缩时，斗杆即可绕动臂上铰点转动。

铲斗6则铰接于斗杆4的末端，通过铲斗液压缸5的伸缩来使铲斗绕铰点转动。

为了增大铲斗的转角，铲斗液压缸一般通过连杆机构（即连杆7和摇杆8）与铲斗连接。

液压挖掘机反铲工作装置主要由于挖掘停机面以下的土壤，如挖掘壕沟、基坑等，其挖掘轨迹取决于各液压缸的运动及其组合。

反铲液压挖掘机的工作过程为：先下放动臂至挖掘位置，然后转动斗杆及铲斗，当挖掘至装满铲斗时，提升动臂使铲斗离开土壤，边提升边回转至卸载位置，转斗卸出土壤，然后再回转至工作位置开始下一次作业循环。

动臂液压缸主要用于调整工作装置的挖掘位置，一般不单独挖掘土壤；斗杆挖掘可获得较大的挖掘行程，但挖掘力小一些。

转斗挖掘的行程较短，为使铲斗在转斗挖掘结束时装满铲斗，需要较大的挖掘力以保证能挖掘较大厚度的土壤，因此挖掘机的最大挖掘力一般是由转斗液压缸实现的。

由于挖掘力大且挖掘行程短，因此转斗挖掘可用于清楚障碍或提高生产率。

在实际工作中，熟练的液压挖掘机操作人员可根据实际情况，合理操纵各个液压缸，往往是各液压缸联合工作，实现最有效的挖掘作业。

工程机械课程设计液压挖掘机回转装置的设计长沙学院第2章整机性能参数的确定与计算2.1 主要性能参数斗容量 0.1M³整机使用质量（含配重） 2940㎏其中预估：上车 1990㎏下车 910㎏表2.1 结构质量分配及其质心坐标预估（坐标原点为回转轴线接地点）：注：挖掘机工作装置总质量为92KG，其质心坐标随工作状态而变化，未列入此表。

柴油机型号 JC480额定功率 22.4KW 2400r/min 29.4KW 2900r/min行驶速度范围:=0～2.32 km/h低速范围 VI=0～3.84 km/h高速范围 VⅡ最大爬坡角(第Ⅰ速度范围) 30º轨距 1180 mm每侧履带接地尺寸(长×宽) 1250×300 mmr=173 mm驱动轮动力半径k运输工况外形尺寸(长×宽×高) 3200×1480×2540液压系统参数:行走液压系统额定油压 16 MPa流量 20 L/min空载时系统背压 1.5MPa挖掘工作装置液压控制系统额定油压 16MPa流量 20L/min液压回转装置控制系统液压马达型号 INM05-200额定油压 16MPa流量 8L/min转速范围 0～100rmp最大工作压力 25MPa最大输出扭矩 2900N.m额定输出扭矩 1500N.m静制动力矩 3000N.m驱动小齿轮齿数 12回转支承内齿圈齿数 86啮合模数 5 mm卸载稳定性计算工况如图2.1所示3=1.154L4L=0.57552.3.2 工作稳定性计算挖掘机在挖掘作业过程中，当工作臂铲斗内土方和挖掘阻力形成向前翻倾力矩时，有可能造成整机失稳，必须进行工作稳定性计算。

挖掘机作业稳定性计算应取典型的挖掘工况：即挖掘机应采用纵向挖掘挖掘作业，斗杆垂直于地面，斗齿尖位于停机面以下H深处（取H=0.5m），采用铲斗油缸挖掘，切向挖掘阻力W1垂直于停机面，计算工况见图2.2。

摘要挖掘机作为我国工程机械的主力种机，被广泛应用于各种各样的施工作业中。

挖掘机产品核心技术就是液压系统设计，由于挖掘机的工作条件恶劣，其性能的优劣决定挖掘机工作性能的高低，要求实现的动作复杂，于是他对液压系统的设计提出了很高的要求，其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的。

因此，对挖掘机液压系统的分析设计对推动我国挖掘机的发展具有十分重要意义。

关键词：液压挖掘机液压系统回路目录前言 (4)1 绪论 (5)1.1选题的意义 (5)1.2挖掘机的发展趋势 (5)1.3挖掘机的设计方案 (5)1.3.1挖掘机液压系统技术发展动态的分析研究 (5)1.3.2挖掘机液压系统总体设计 (6)1.3.3挖掘机液压系统设计 (6)2 挖掘机液压系统概述 (7)2.1挖掘机液压系统的基本组成及其要求 (7)2.2挖掘机液压系统的基本动作分析 (8)2.3挖掘机液压系统的基本回路分析 (9)2.3.1限压回路 (9)2.3.2缓冲回路 (10)2.3.3 节流回路 (11)2.3.4 行走限速回路 (12)2.3.5闭锁回路 (13)2.3.6再生回路 (13)3 挖掘机液压系统设计 (14)3.1 挖掘机的功用和对液压系统的要求 (14)3.2挖掘机液压系统分析 (15)3.2.1挖掘机的液压系统原理图如下图 (15)3.2.2系统工作循环分析 (15)3.2.4液压系统中几种低压回路作用 (17)3.3液压元件的选用 (17)3.3.1泵、马达的选用 (17)3.3.2液压阀的选用 (18)4液压缸的设计计算和泵的参数计算 (19)4.1 液压的计算设计 (19)4.1.1外负载计算 (19)4.1.2液压缸结构尺寸计算 (19)4.1.3油缸强度计算 (21)4.2泵的参数计算 (23)4.2.1泵的压力计算 (23)4.2.2计算所需要的泵的流量 (24)5溢流阀的作用和设计计算 (25)5.1溢流阀的作用 (25)5.2溢流阀的设计计算 (25)5.2.1设计要求 (25)5.2.2几何尺寸确定 (26)5.2.3静态特性计算 (28)6 致谢 (33)参考文献 (34)前言挖掘机的液压系统是挖掘机上最重要的组成部分，它是挖掘机工作循环的动力系统。

南华大学毕业设计(论文)综述报告题目：反铲式液压挖掘机回转装置结构设计学院名称：机械工程学院指导教师：刘永霞职称：副教授班级：机核1101班学号：20114410632学生姓名：孙啸东2015年4月5日1.本设计（课题）研究的目的和意义回转机构是液压挖掘机重要的组成部分,其回转工作比重占到整个液压挖掘机工作循环的65%-75%,因此,回转机构的动态性能对液压挖掘机整机性能影响甚大,是液压挖掘机整机设计水平的重要标志,也是回转机构设计的关键技术之一。

然而,液压挖掘机工作环境十分恶劣,受载复杂,回转机构的动态特性异常复杂,回转机构的振动机理亦未完全明了,尤其是回转机构与液压挖掘机工作装置、回转机构内部相互耦合关系和振动规律没有探明,严重的降低了液压挖掘机正常运行的可靠性,阻碍了液压挖掘机深层次发展。

因此,对液压挖掘机回转机构振动机理和动态特性进行研究,对液压挖掘机整机设计、施工控制以及故障诊断和可靠性都具有十分重要的理论指导意义。

2.本设计（课题）国内外研究历史与现状我国液压挖掘机领域在性能水平的提高、国外先进技术的吸收引进和国产液压挖掘机产品的增幅,逐渐开始全面淘汰生产多年的笨重、落后的小、中型机械式挖掘机。

我国开始开发液压挖机是从1967年开始(与日本开发的液压挖掘机的时间大体上不谋而合),在早期的开发成功产品主要有贵阳矿山机器厂W4-60,上海建筑机械厂WY100,合肥矿山机器厂WY60(也有个别开发者,因原因各异而未能成功实现)。

七十年代末八十年代初中出现了长江挖掘机厂WY160以及杭州重型机械厂WY250 等液压挖机产品。

我国液压挖掘机近40年的发展历史,大致分成这几个阶段:(1)初始阶段(1967至1977):测绘仿制为主。

通过多年艰辛茹苦的努力,克服多重难关,少量的液压挖掘机已经获得了初步成效,为我国挖机行业的形成发展迈出了至关重要的一步。

挖掘机械是机械工程中的一种主要的类型，是土石开挖中的主要机械设备之一，包括有各种类型与功能的挖掘机。

斗容1m3挖掘机回转机构设计2015 年 6 月摘要近年来，我国的基建工程有日益增多的趋势，国家也要大力发展基建工程来拉动经济增长，而挖掘机作为土方施工必不可少的机械设备，将在我国的基础设施建设方面发挥举足轻重的作用。

挖掘机在进行作业时，其回转机构要承受轴向载荷，径向载荷，和倾覆力矩，对其刚度，强度与稳定性就有一定的要求。

所以，挖掘机的回转系统对保持挖掘机整体的稳定性方面有重要作用，对挖掘机回转系统的研究有助于国家发展各种不同类型的挖掘机。

针对斗容1m3挖掘机的回转系统，我进行了驱动方案分析，回转支承选型设计，回转速度控制及制动方案与制动器设计，回转系统各部件的受力校核及选型，还采用了有限元方法来进行优化设计。

国内的挖掘机厂商对国内市场的把握还不够大，对挖掘机回转系统的不断优化对国内厂商制造更大更多类型的挖掘机有重要的意义。

关键词：机械设备；挖掘机；回转机构设计；有限元第一章绪论1.1 液压挖掘机及其回转机构介绍液压挖掘机是一种多功能周期作业的土方机械,广泛应用于交通运输，水利工程，矿山采掘和电力工程等机械施工中。

它的工作过程先是以铲斗的切割刃切削土壤，装满后再提升、回转至卸土位置，把土卸空后铲斗再回原来位置开始下一次作业，如此循环。

所以挖掘机对于对于减轻工人繁重的体力劳动，加快施工进度，提高施工机械化水平，促进各项建设事业的发展，都起着很大的作用。

一台斗容1m3挖掘机每班的生产率基本上等于300-400个工人一天的工作量。

所以很有必要大力发展液压挖掘机，提高其工作性能，让其更好地提高生产率，为国民建设与国民经济服务。

挖掘机的回转系统由回转支承、回转机构、转台和液压回转系统等组成。

回转支承的内外座圈间设有滚动体，其底座跟带齿的内座之间用螺栓连接，外座圈跟转台用螺栓连接。

挖掘机工作装置上的各种载荷与力矩经过回转支承传给底架。

回转机构的小齿轮既能绕自身自转又能绕转台中心公转，带动转台绕底架回转，相当于行星机构。

小型液压挖掘机挖掘工作装置设计摘要挖掘机广泛的应用于建筑行业，排水灌溉，采矿，清除障碍和露天开矿等各种场合。

它对减轻繁重的体力劳动，保证工程的质量，加快建设的速度，提高劳动的生产率起到了巨大的作用。

随着液压传动的技术在工程机械上广泛应用，单斗液压挖掘机也有了迅速的发展。

液压挖掘机具有质量轻、体积小、结构紧凑、挖掘力大、操纵轻便，以及易实现无级变速和自动控制等一系列的优点。

为了能满足不同的作业要求，其工作装置也有很多类型。

例如：正铲，反铲，牵引绳，塔式等。

在上述的工作装置中，反铲挖掘机应用的最为广泛，因而合理设计工作装置具有十分重要的意义。

本论文主要对由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构等组成的小型液压挖掘机工作装置进行设计。

具体内容包括以下的五部分: 挖掘机工作装置的总体设计；挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析；工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证；工作装置主要部件的结构设计。

通过静强度与动强度分析，得出了工作装置在静载荷下结构是安全的。

并利用同类机械的的参数做相应的调试，得出一套较合理的参数，为后续的工作打好了基础。

关键词：挖掘机；液压；动臂；斗杆；铲斗THE DESIGN OF WORKING DEVICE OF SMALLHYDRAULIC EXCA VATORABSTRACTExcavators are widely used in all branches of constructions, to drain and irrigate land, extract useful minerals, the removal of obstacle and the open-cast excavation of coal and ore. They play a tremendous role in relieving labor force, ensuring project quality, accelerating the speed of construction and improving the labor productivity.With the great development of hydraulic technology, the single buckethydraulic excavator has been improving greatly. The hydraulic excavator is provided a great many advantages,such as light weight, small volume, compact structure, powerful dig force, easy operate, continuous variable velocity, automatic controls and so order to meet the different requirements, the working device also has many types. For example: dipper shovel, pull shovel,dragline, jib crane, tower crane and so the above work device, backhoe excavator is used most widely, so the rational design of work device is of great significance.In this paper, mainly by the boom, bucket rod, bucket, excavator linkage component of small hydraulic excavator working device design. It includes thefollowing several parts:the overall design of excavator work device; excavator working device detailed kinematics analysis; the basic size calculation and verification of each part of Working device ; Through the static strength and dynamic strength analysis, the device under static loading structure is safe. Use the same mechanical parameters of the commissioning, to derive a set of reasonable parameters, for the follow-up work to lay a good foundation.KeyWord: Excavator; Hydraulic; Movable arm,Dipper,Bucket目录1 绪论 (1)课题设计的背景和意义 (1)挖掘机的行业现状 (1)挖掘机技术发展趋势 (2)工程机械的前景展望 (3)2 小型液压挖掘机反铲工作装置结构方案设计 (3)引言 (3)液压挖掘机的工作原理与基本组成分析 (3)反铲工作装置的结构设计方案分析 (5)反铲工作装置的结构形式及结构特点 (5)本章小结 (7)3 小型液压挖掘机反铲工作装置参数设计 (7)工作装置的设计原则与参数说明 (7)反铲工作装置的设计原则 (7)机构自身的几何参数设计 (8)反铲工作装置几何参数的设计计算 (8)铲斗机构主要参数的设计计算过程 (8)动臂结构参数的计算过程 (9) (13)铲斗机构及铲斗液压缸主要参数的设计过程 (15)动臂液压缸的设计计算 (18)液压系统闭锁压力的确定分析 (20)4 反铲工作装置的载荷分析计算 (21)工况分析以及确定不利工况 (21)第一种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (24)第二种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (28)第三种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算 (32)斗杆内力图分析 (37)动臂内力图分析 (38)5 挖掘机工作装置截面尺寸的设计与校核 (40)工作装置斗杆截面尺寸的设计与校核 (41)斗杆的强度校核 (41)斗杆稳定性校核 (42)铰座挤压强度校核 (42)动臂截面尺寸设计与校核 (43)动臂强度校核 (44)动臂稳定性校核 (46)铰座的挤压强度校核 (46)6 结论 (58)参考文献 (59)致谢 (50)1 绪论课题设计的背景和意义总所周知，我国是一个发展中的国家，在其广阔的土地上正在进行着大规模经济建设，这就需要很多土石方施工机械为建设服务，而我们知道液压挖掘机是一类最重要的土石方的施工机械。

「液压挖掘机回转装置的设计」液压挖掘机回转装置是挖掘机的核心部分之一，用于控制挖斗的旋转和摆动。

在挖掘机的运行中，回转装置负责提供动力和传递力量，保证挖斗稳定和精确的动作。

液压挖掘机回转装置的设计应考虑以下几个要点：1.动力传输系统：回转装置的动力传输主要依靠液压系统。

设计师需要根据挖掘机的需求确定液压动力系统的压力、流量和功率。

同时，还需确保动力传输系统的稳定性和高效性。

2.结构设计：回转装置的结构设计应考虑到挖掘斗的大负荷和高速摆动的情况。

设计师需要选择适当的材料和结构来确保回转装置的强度和刚度。

此外，还需要确保回转装置的稳定性和耐久性。

3.控制系统设计：回转装置的控制系统应能精确控制挖斗的旋转和摆动。

设计师需要选择适当的传感器和执行器来实现精确的控制。

同时，还需要考虑到控制系统的稳定性和可靠性。

4.安全设计：回转装置设计时还需要考虑到安全性。

设计师需要考虑到挖斗和回转装置的负荷限制，以及相应的安全保护装置。

此外，还需要确保回转装置的操作简便和安全性。

液压挖掘机回转装置的设计可以参考以下步骤：1.确定挖掘机的规格和需求：根据挖掘机的类型和工作要求，确定回转装置的负载、摆动范围和动力需求等参数。

2.选择动力传输系统：根据挖掘机的需求选择合适的液压动力系统，包括液压泵、液压马达和液压阀等。

需要根据动力传输的效率和功率确定系统的规格和参数。

3.结构设计：选择合适的材料和结构来保证回转装置的强度和刚度。

需要特别注意回转装置的连接结构和润滑方式，以确保其稳定和耐久。

4.控制系统设计：选择适当的控制系统，包括传感器和执行器，以实现精确控制。

需要考虑到回转装置的动态特性和挖斗的操作要求，确保控制系统的稳定性和灵活性。

5.安全设计：确保回转装置的安全性，包括负荷限制和相应的安全保护装置。

此外，还应注意回转装置的操作简便和安全性。

在设计过程中，还需要进行仿真分析和实验验证，以确保回转装置的设计符合挖掘机的要求。

第一章绪论1. 1 液压挖掘机的组成、分类、作用和特点挖掘机由转台及转台上部机构、底架及行走系、与工作装置等三大部分构成。

转台上布置了发动机、主轴泵及驾驶室等，经由回转滚盘装在底架之上。

工作装置的动臂铰支于转台上。

转台可绕底架的垂直面内绕其铰点作一定的转动。

它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，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并开始下一次的作业。

因此，液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。

【7】液压挖掘机的分类有很多种：根据行走装置传动型式分：全液压式，半液压式；根据不同的行走系分：履带式、轮胎式、汽车式和悬挂式；根据主要用途和工作装置的不同分：通用型和专用型；根据工作装置的结构不同分：铰接式和伸缩臂式等。

挖掘机械在建筑机械发展中占有很大比重和重要的地位，是重点发展的机械品种之一、尤其是中小型、通用的单斗挖掘机不仅用于土石方的挖掘工作，而且通过工作装置的更换，还可以用作起重、装载、抓取、打桩、钻孔等多种作业，它在各种工程施工中用途更大，已成为机械化施工中广泛使用的不可缺少的机械设备。

由于液压挖掘机具有质量小，挖掘力大，工作平稳，效率高，操纵灵活，机动性好等优点，单斗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，因此，与机械传动相比有许多优点：能无级调速且调速范围大(最高与最低速度之比可达1000：1)；能得到较低的稳定转速(采用柱塞式油马达，稳定转速可低到1转／分)；快速作用时，液压元件产生的惯性较小，并可作高速反转(电动机回转部分的起动力矩比其工作力矩大50％，而油马达则不大于5％)。

加速中等功率电动机需1秒钟到数秒钟，而加速油马达只需0.1秒；传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动；操纵省力，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。

单斗液m液压挖掘机斗齿切削力为12～压挖掘机与同级机械传动挖掘机相比，挖掘力高30％左右(如：1.0315吨，而同级机械传动挖掘机只有10吨左右)。

液压挖机回转装置系统
液压挖掘机回转装置由转台、回转支撑和回转机构等组成。

回转支撑的外座圈用螺栓与转台连接，带齿的内座与底架用螺栓连接，内、外座圈之间设有滚动体。

挖掘机工作装置作用在转台上的垂直载荷、水平载荷和倾覆力矩通过回转支撑的外座圈、滚动体和内座转传给底架。

回转机构的壳体固定在转台上，用小齿轮与回转支撑内座圈上的齿圈相啮合。

小齿轮既可绕自身的轴线自转，又可绕转台中心线公转，当回转机构工作时转台就相对底架进行回转。

对回转机构的基本要求
液压挖掘机回转机构的运动约占整个作业循环时间的50%-70%，能量消耗占25%-40%，回转液压回路的发热量占液压系统总发热量的30%-40%。

为提高液压挖掘机生产率和功能利用率，故对回转机构提出如下基本要求：
1）当角加速度和回转力矩不超过允许值时，应尽可能地缩短转台的回转时间。

在回转部分惯性矩已知的情况下，角加速度的大小受转台最大扭矩的限制，此扭矩不应超过行走部分与土壤的附着力矩。

2）回转机构运动时挖掘机工作装置的动荷系数不应超过允许值。

本科毕业论文题目：挖掘机工作装置设计学院: 机械自动化学院专业: 机械工程及自动化学号: 200603130233学生姓名: 汪乐指导教师: 侯宇日期: 2010年6月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。

出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，其生产制造来了日益蓬勃发展。

液压挖掘机主要由发动机、工作装置、回转装置、行走装置和、电气装置和液压系统等部分组成。

本次设计主要是关于挖掘机工作装置设计，工作装置是直接完成挖掘任务的装置，进行工作装置的全面的通用性设计研究对推动国内挖掘机发展具有十分重要的意义。

本设计全面收集了国内外挖掘机工作装置设计的资料，对挖掘机的各种工况进行了分析，总结了挖掘机工作装置的设计要求。

分别对工作装置的各个组成部分进行了较为详细的设计，这其中就包括了动臂，斗杆和挖斗的选型，各种组成部分尺寸的计算及它们驱动装置的设计，驱动装置设计包括各种驱动装置的布置，行程，作用力的确定。

最后对动臂和斗杆在一些特殊工况下进行了校核。

关键字：挖掘机：工作装置：动臂：斗杆：挖斗AbstractHydraulic excavator is a kind of multifunction machine used widely in construction field．It is a primary kind of machine．Because of its multifunction，high quality and efficiency and various kinds，many company like to use it．Its manufacture is developing day by day．Hydraulic excavator consist of engine working equipment，rotator，walking equipment , electric control part and hydraulic system．One main parts—working equipment designing make up of this article．Working equipment is the first equipment to finish digging task．Using universal and professional excavator’s working Equipment’s design methods，having a study of universal design with computer is very important to the development of domestic excavator． In this article，collect most of the world excavator’s working equipment’s designing material．Analyze various kinds of excavator’s working conditions．Detailed design the various components of working device separately, including the selection and calculation of Boom, Stick and bucket and what they drive and design of their drive. The design of drive includes determine of their arrangement and travelling and force. At last checking the intensity of boom and stick in some special conditions.Keywords: excavator，working equipment，boom, stick , bucket目 录1 绪论 (1)1.1 设计选题的意义 (1)1.2 国内外液压挖掘机的发展动态和研究现状 (1)1.2.1 国外液压挖掘机的发展动态和研究现状 (1)1.2.2 国内液压挖掘机的发展动态和研究现状 (2)1.3 当前液压挖掘机存在的主要问题 (3)1.4 本设计的主要内容及目标 (4)1.4.1 设计的主要内容 (4)1.4.2 设计的关键问题 (4)1.4.3 设计过程中的已知参数 (4)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 所用机型的适用范围 (6)2.2 工作装置构成 (6)2.3 动臂及斗杆的结构形式的初选 (7)2.3.1 动臂结构形式的初选 (7)2.3.2 斗杆结构形式的初选 (8)2.4 动臂与动臂油缸的布置 (8)2.5 铲斗与铲斗油缸的连接方式 (8)3 动臂机构参数的计算及校核 (8)3.1 动臂机构参数的确定 (8)3.1.1 α1 与A 点坐标的选取 (9)3.1.2 1l 、2l 与3l 的计算 (9)3.1.3 4142l l 与的计算 (9)3.1.4 5l 的计算 (10)3.1.5 动臂其它相关尺寸的计算 (13)3.2 动臂基本数的校核 (14)3.2.1 动臂机构闭锁力的校核 (14)3.2.2 当满斗处最大挖掘半径时，动臂油缸提升力矩校核 (17)4 斗杆机构参数的计算及校核 (18)4.1 斗杆参数的计算及选择应考虑的因素 (18)4.2 斗杆基本参数的确定 (19)4.2.1 斗杆液压缸的最大作用力臂9l 及8l 的计算 (19)4.2.2 斗杆其它相关尺的计算 (20)4.3 斗杆的结构设计和强度校核 (20)4.3.1 斗杆的受力分析 (20)4.3.2 第一工况位置的受力分析 (21)4.3.3 第二工况位置的受力分析 (28)4.3.4 斗杆内力图的绘制 (30)4.3.5 斗杆宽度、钢板厚度、许用应力的选取 (33)4.3.6 斗杆危险截面处高度h 的计算 (34)5 铲斗机构的选型及基本参数的确定 (35)5.1 铲斗的选型 (35)5.2 铲斗结构基本参数的计算 (36)5.2.1 铲斗主要参数的计算 (36)5.2.2 斗形尺寸的计算 (37)5.2.3转角范围确定 (38)5.2.4 铲斗机构其它基本参数的计算 (38)6销轴与衬套的设计 (40)6.1 销轴的设计 (40)6.2 衬套的设计 (40)7总结 (41)7.1 设计小结 (41)7.2 存在不足及改进 (41)7.3 设计展望 (41)参考文献 (42)致谢 (43)1 绪论1.1 设计选题的意义我国是一个发展中国家，在辽阔的国土上正在进行大规模的经济建设，这就需要大量的土石方施工机械为其服务，而液压挖掘机是最重要的一类土石方施工机械。

挖掘机回转机构的设计单斗液压挖掘机回转机构的回转时间约占整个工作循环时间的50~70﹪，能量消耗约占25~40﹪,回转液压油路的发热占系统总发热量的30~40﹪,因此合理选择回转机构诸参数,对提高生产率,减少冲击,改善司机的劳动条件有十分重要的作用。

对回转机构的要求是：1.在角加速度和回转力矩不超过允许值的条件下,尽可能缩短回转时间。

在回转部分惯性已知的情况下，角加速度的大小受最大回转扭矩的销限制，改扭矩不应超过行走部分与地面的附着力矩。

2.回转时工作装置的动载系数不应超过允许值。

3.回转能量损失应最小。

4.1 回转机构参数的选择在总体设计阶段，计算转台最佳转速时需要预先确定转台的转动惯量，起动力矩和制动力矩，转角范围，这些参数的正确选择、对回转机构的运动特性是有决定意义的。

（1）转台的转动惯量根据最常用工作装置和最常遇到的工况来估算转台的转动惯量，根据经验公式计算满斗回转和空斗回转转动惯量。

本机采用的是反铲工作装置，可按下列经验公式估算。

满斗回转：353)128(J G kg m =⋅ 空斗回转： 3053)72(J G kg m =⋅ （2）回转起动和制动力矩的确定回转最大起动力矩和最大制动力矩不应超过行走部分和地面的附着力矩M ϕ。

当机械制动时可取.8~0.90B M M ϕ=,仅靠液压制动时可取.5~0.70B M M ϕ=，B M 为作用在转台上的最大制动力矩。

履带式液压挖掘机对地面的附着力矩可按下式求得：434910M G ϕ= ()N m ⋅式中 G ——整机重量（t ）ϕ——附着力矩，对平履带板取0.3，对带筋履带板取0.5。

挖掘机的履带板推荐为平履带板，ϕ=0.3。

在实际设计中，仅靠液压制动，所以其制动力矩.5~0.70B M M ϕ=，确切的取0.6B M M ϕ=。

作用在转台上的最大起动力矩一般小于最大制动力矩，其比值对纯液压制动为01BS M M C η==，当采用高速油马达时取0η=0.78，当采用低速大扭矩油马达时取0η=0.85。

SWE50 多功能液压挖掘机回转装置设计摘要根据要求，本文设计SWE50多功能液压挖掘机回转机构主要进行回转支承，减速器，及回转液压油路的设计。

在回转支承的设计中主要考虑其所受的轴向力，径向力和倾翻力矩，SWE50多功能液压挖掘机采用全回转式回转机构。

在减速器的设计中，选择的减速器要满足回转的快速平稳运行，本次设计为二级行星减速器。

回转液压油路为开式液压回路控制，防反转阀的主要作用就是在马达制动时消除制动行程末端的来回摆动，减小冲击感，提高操纵性能。

关键词：液压挖掘机；回转支承；行星减速器；液压回路。

第一章绪论1.1本设计的意义与目的挖掘机是一种用途广泛的土石方施工机械，被大量应用于道路工程、矿山采掘、水利建设和农田开发的施工作业当中。

液压挖掘机是在机械转动挖掘机的基础上发展起来的。

他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并开始下一次的作业。

因此，液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。

对于我来说本次设计能让我更深入的去巩固和学习液压，机械原理，机械设计，机械制图等方面的知识。

借此课题去深刻的学习这些知识并加以运用，为将来的工作打好基础。

1.2液压挖掘机的基本类型挖掘机的类型与结构造型繁多，可按照挖掘机的工作原理与过程、用途、构造特征等进行划分。

按照作业过程可分为周期作业和连续作业式两类，通常称为单斗挖掘机和多斗挖掘机。

按照用途分，单斗挖掘机可分为：建筑型、采矿型和剥离型等。

按照动力装置分，挖掘机有电驱动、内燃机驱动和复合驱动等。

按照传动方式分，挖掘机可分为机械传动式、液压传动式、混合传动式和半液压传动式。

1.3挖掘机的发展现状现今的挖掘机占绝大部分的是全液压全回转挖掘机。

液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。

液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。

电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。

《液压挖掘机工作装置与液压系统设计的研究》篇一一、引言液压挖掘机作为现代工程建筑、采矿和基础设施建设中的关键设备，其工作装置与液压系统的设计直接影响设备的性能和效率。

本文旨在探讨液压挖掘机的工作装置设计及液压系统设计，分析其结构特点、工作原理及优化策略，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、液压挖掘机工作装置设计1. 工作装置结构特点液压挖掘机的工作装置主要包括动臂、斗杆和铲斗等部分。

动臂是支撑整个装置的重要部件，其结构应具备足够的强度和刚度。

斗杆与动臂通过液压缸连接，实现斗杆的伸缩动作。

铲斗则通过斗杆的升降和翻转动作完成挖掘、装载等作业。

2. 工作原理液压挖掘机的工作装置通过液压系统驱动液压缸，实现动臂、斗杆和铲斗的升降、伸缩和翻转等动作。

工作过程中，根据不同的作业需求，通过控制阀调节液压缸的油压和流量，从而控制工作装置的运动速度和方向。

三、液压系统设计1. 液压系统组成液压系统主要由动力源、执行元件、控制元件和辅助元件等组成。

动力源通常为发动机或电动机，为整个系统提供动力。

执行元件包括液压缸、液压马达等，负责驱动工作装置完成各种动作。

控制元件如各种液压阀，用于调节油压、流量和方向，以控制执行元件的动作。

辅助元件包括油箱、滤清器、散热器等，用于保证系统的正常运行。

2. 液压系统工作原理液压系统通过油液的流动传递动力，将发动机或电动机的机械能转化为液压能，再通过液压缸或液压马达等执行元件将液压能转化为机械能，驱动工作装置完成各种动作。

在系统中，各种液压阀根据需要调节油液的流向、压力和流量，以实现系统的控制和调节。

四、设计与优化策略1. 工作装置设计优化为提高液压挖掘机的工作效率，应优化工作装置的设计。

例如，通过改进动臂和斗杆的结构，提高其强度和刚度；通过优化铲斗的形状和尺寸，提高挖掘和装载的效率。

此外，还应考虑工作装置的重量和平衡性，以减小能耗和提高作业稳定性。

2. 液压系统设计优化针对液压系统的设计，应综合考虑系统的稳定性、能效比和可靠性等因素。

毕业设计(论文)开题报告题目：多功能挖掘机回转装置设计1．毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况。

1.1题目背景与研究意义液压挖掘机是一种集土方挖掘、装载、平整、拆除、抢险等作业的多功能工程机械，广泛应用于各类土方工程施工、民用建筑、道路建设、水利工程、电力工程和矿山采掘等施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量，加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用[1][2]。

据有关资料报道，世界上各种土方工程约有65%～70%的土方量由液压挖掘机来完成[3]。

由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量和高效率等特点，因此受到广大施工作业单位的青睐。

液压挖掘机的开发和制造设计机械、液压传动、冶金、石油化工、电气等众多行业，已经形成了一个庞大的产业集群。

大力开展对液压挖掘机的研究和探索，对于提高国家整体工业水平和加速国家经济的发展具有重大的促进意义。

通过本次毕业设计，我能将所学的基础理论应用于实践，从而使知识系统化、综合化。

并结合本次毕业设计培养独立获取新知识的能力，提高对cad、proe、solidworks 等相关软件的应用能力，学会一些机械绘图的基本要求。

同时使自己树立起具有符合国情和生产实际的正确的设计思想和观点，树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索的态度和精神。

1.2国内外研究情况从20世纪后期开始，国际上的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发展。

近些年来，随着微电子技术，计算机技术，控制技术通信技术等新技术的日益渗透液压挖掘机技术中，智能化进一步应用，使得动力系统内部一些控制元件能够随着挖掘机具体工作状况而改变，从而提高工作效率，是操纵变得更容易。

世界各工业发达国家的液压挖掘机技术得以迅速提高，国外的这些厂家如日本的小松、日立、神钢、住友等，美国的卡特，韩国的大宇、现代，尤其是德国的挖掘机，技术都已经很先进了。

而今，挖掘机技术更是朝着智能化的方向发展，例如Carnegie Mellon大学的自主装载系统、澳大利亚机器人中心、英国兰卡斯特大学的智能挖掘机等都在开始新兴技术的融合发展。