液压挖掘机工作装置

70吨大型液压挖掘机动臂有限元分析一、动臂计算工况挖掘机在工作过程中，作业对象千变万化，土质及施工现场也各异，其工作装置运动与受力情况比较复杂。

故选择了最危险工况来进行强度校核。

工况一：1)、动臂位于最低（动臂油缸全缩）；2）、斗齿尖、铲斗与斗杆铰点、斗杆与动臂铰点三点位。

图1 工作装置挖掘姿态（工况一、二）工况二：在工况一的基础上：3）斗边点遭遇障碍，侧向力W k。

工况三：1)、动臂位于动臂液压缸作用力臂最大处；2）、斗杆油缸作用力臂最大（斗杆油缸与斗杆尾部夹角为90°）；3）铲斗发挥最大挖掘力位置，进行正常挖掘。

工况四：在工况三的基础上：3）斗边点遭遇障碍，侧向力W k。

图2 工作装置挖掘姿态（工况三）三、斗杆受力分析1）、斗杆铰点载荷的确定①计算工况一：θ1=-41.68°，θ2=131.684°，θ3=180°。

从重庆大学反铲分析软件中提取进行有限元分析所需要的数据：动臂缸作用力为：-927.87kN；斗杆缸作用力为：423.386KN；铲斗缸作用力为：318.225kN；动臂油缸铰点：Rx=915.301 kN；Ry=150.391 kN；斗杆油缸铰点：Rx=264.623 kN；Ry=330.5 kN；斗杆动臂铰点：Rx=-370.888 kN；Ry=-376.969 kN；图3挖掘工况一、二示意图②计算工况二：在工况一的基础上，加上侧齿障碍产生的弯矩和扭矩，及侧向力W k=23.638 KN。

③计算工况三：θ1=4.504°，θ2=111.993°，θ3=151.371°。

图4 挖掘工况三示意图从重庆大学反铲分析软件中提取进行有限元分析所需要的数据：动臂缸作用力为：-927.87 kN；斗杆缸作用力为：834.065 KN；铲斗缸作用力为：584.42kN；动臂油缸铰点：Rx=656.101 kN；Ry=656.106 kN；斗杆油缸铰点：Rx=832.213 kN；Ry=55.55 kN；动臂斗杆铰点：Rx=-1046.18 kN；Ry=20.38 kN；④计算工况四：在工况三的基础上，加上侧齿障碍产生的弯矩和扭矩，及侧向力W k=15.165 KN。

技术•维修卡特390F型挖掘机工作装置动作缓慢故障排查■李剑功森达美信昌机器工程（广东）有限公司，广东佛山528311摘要：针对1台卡特390F型大型液压挖掘机工作装置出现的动作缓慢故障.从液压系统和电控系统入手进行排查，找到故障原因并予以排除。

关键词：390F型液压挖掘机；动作缓慢；故障排查1故障现象1台已经使用了llOOOh的卡特彼勒390F型大型液压挖掘机在作业过程中，其工作装置出现动作缓慢故障。

2结构特点卡特390F型大型液压挖掘机集机械、液压、电控系统为一体，其配装的ACERTTM C18型柴油机可提供412kW的净功率输出，其F系列可视化监控系统为操作人员和设备管理者提供了大量有价值的数据和信息，其自适应控制系统（ACS）为挖掘机动作提供了更精确的控制。

3故障排查我们根据该挖掘机故障现象及其结构特点进行了排査，排查顺序及排査过程如下所述。

3.1检查主泵排量当主泵的输出流量低于标准值后，整机动作都会受到影响，因此须测试主泵流量。

由于该机主泵输出由电控系统控制，故不用通过外接流量计进行测量，可直接读取F系列监控器上实时显示的柴油机高怠速和低怠速流量输出值。

监控器显示在35MPa左右的负载以及空载情况下，主泵流量输出值均在正常范围内，如图1所示。

3.2检查主泵壳体泄漏量该挖掘机已经工作了llOOOh,其主泵磨损在所难免。

若主泵壳体出现过大泄漏，即使主泵输出流量正常，也会造成该挖掘机动作变慢。

在主泵回油滤芯前，拆下滤芯端回油管并用堵头将油口堵住，将拆下的回油管一端放入1个盛装液压油的容器内，启动柴油机并在高怠速下运行，使液压油流到该容器内。

反复测试3次，最终取其平均值，便得出该泵壳体的泄漏量。

将其与标准值对比，测试的结果如下：前泵壳体泄漏量为27L/min,后泵壳体泄漏量为24L/min,这2个主泵壳体的泄漏总量为51L/min,未超出标准设定值。

以上排查结果说明主泵没有问题。

40I工程机械与维修Aa单向截止位置Ab关闭位置c打开位置图2合流阀工作原理1.合流阀2.后泵3.前泵4.先导供油5.比例电磁阀/4—斗杆和附件阀B—动臂和铲斗阀3.3电气部件的标定该挖掘机使用时间较长、作业现场粉尘较大，其电气部件容易出现故障，主要表现在主控制阀、操纵手柄和踏板、主泵斜盘的电气控制部件发生变化。

挖掘机的结构与工作原理挖掘机是一种用于挖掘、运输和搬运各种地面物料的工程机械。

作为建筑工地和矿山工作中最常见的机器之一，挖掘机结构复杂，工作原理也十分独特。

本文将详细介绍挖掘机结构和工作原理，将为读者提供深入的了解和学习。

一、挖掘机结构1.发动机室挖掘机最前面的部分是一个大的机头，称为发动机室。

它通常包括一台大功率柴油发动机，用于产生能量并驱动液压系统。

2.工作装置挖掘机的工作装置是它的核心部件，由多个部件组成，包括斗杆、斗杆柱和斗杆缸。

斗杆是一个横向移动的支架，通常带有一个可旋转的斗杆柱。

斗杆柱连接着斗杆和斗杆缸。

3.液压系统挖掘机的液压系统是它的驱动力，它利用液压油来产生压力和运动。

液压系统包括一个液压泵、液压阀和液压油箱，液压泵在发动机驱动下压缩液体，然后将其推送到缸体中。

4.履带或轮子挖掘机的移动和稳定需要特殊的轮胎或履带。

这些轮胎或履带位于挖掘机的底部。

二、挖掘机工作原理挖掘机的工作原理基于液压系统，该系统利用压缩液体来使机器运动。

液压油在泵被压缩并推送到缸体前，会被输送到阀器内。

当阀确保压力充足时，液压油开始流动，并通过液压柱和缸体推动斗杆、斗杆柱和斗杆缸。

液压油同时在履带和轮子的缸体内产生流动，使机器能够移动。

在挖掘工作中，挖掘机的斗杆通过液压系统移动，以便进行挖掘。

当斗杆缸下降时，挖掘机的斗就能够将物料挖出，并通过斗杆和斗杆柱旋转设置方向，这样就把物料送到目的地。

整个过程都是通过液压系统来驱动的，并且机器的每个部分都进行了特别设计，以确保最大的效率和功能。

挖掘机是一种十分重要的建筑工作机械，它是当今工业化社会的标志之一。

由于其强大性能和多样化的应用，它被广泛用于建筑、采矿、道路建设和其他有关工业的领域。

随着先进技术和工业的发展，挖掘机的使用将会变得越来越常见，将继续在未来的建筑行业中发挥关键作用。

挖掘机的工作原理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。

液压挖掘机一般由工作装置、回转装置和行走装置三大部分组成。

根据其构造和用途可以区分为：履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。

工作装置是直接完成挖掘任务的装置。

它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。

动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。

为了适应各种不同施工作业的需要，液压挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。

回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。

发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油要在方便的场地，也可改用电动机。

液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。

挖掘机液压系统是怎么工作的?挖掘机有三个部分的液压缸分别是动臂，斗杆，铲斗。

有三个液压马达，左右行走和一个回转。

这些都由换向阀控制供油。

油液从液压泵出来经换向阀分配到以上各执行元件。

挖掘机的换向阀大多是液控的就是用一股压力较小的油推动换向阀的阀芯。

一般中型挖掘机用的是三联泵，两个大泵提供工作所需要的压力。

一个小齿轮泵给控制油路供油。

控制油通过手柄下边的控制阀调节主油路换向阀阀芯的位置从而实现动臂斗杆和铲斗油缸的伸缩。

以及液压马达的转与停以及转动方向。

主油路设溢流阀，压力超过限定值就会打开，油液直接回油箱。

所以系统压力始终保持在一定范围内。

同样道理在各油缸的支路也设溢流阀，实现二次调定压力。

不光是挖掘机，任何液压系统工作原理都是油箱中油液-泵-控制元件-执行元件-油箱。

液控比例阀换向阀的作用和液控比例阀换向阀串联的先导阀是什么作用传统换向阀的进出油口控制通过一根阀芯来进行，两油口听开口对应关系早在阀芯设计加工时已确定，在使用过程中不可能修改，从而使得通过两油口的流量或压力不能进行独立控制，互不影响。

山推245液压挖掘机司机使用手册摘要：一、山推245液压挖掘机简介二、驾驶室及操作装置三、液压系统介绍四、发动机及冷却系统五、行走及传动系统六、工作装置及附件七、维修保养与故障排除八、安全操作注意事项九、驾驶技巧与操作规范十、附录正文：一、山推245液压挖掘机简介山推245液压挖掘机是一款高性能、高效率的挖掘设备，广泛应用于建筑工程、矿山开采、市政建设等领域。

该挖掘机采用先进的液压技术，具有卓越的挖掘力、适应性和可靠性。

以下是关于山推245液压挖掘机的详细介绍，旨在帮助用户更好地了解和使用这款设备。

二、驾驶室及操作装置山推245液压挖掘机的驾驶室宽敞舒适，配备多功能操作装置。

驾驶室采用密封设计，有效降低噪音和振动，为驾驶员提供良好的工作环境。

操作装置布局合理，便于操作员掌握，有助于提高工作效率。

三、液压系统介绍山推245液压挖掘机采用国际知名品牌液压元件，保证了系统的稳定性和可靠性。

液压系统具有以下特点：1.高效力矩传递，提高挖掘力；2.快速响应，提高工作效率；3.系统压力调节，保证液压元件寿命；4.冷却系统，确保液压油温度适宜。

四、发动机及冷却系统山推245液压挖掘机搭载高效低排放的发动机，具有出色的动力性能和燃油经济性。

冷却系统采用高效风扇和散热器，确保发动机在高温环境下正常工作。

五、行走及传动系统山推245液压挖掘机采用刚性行走装置，具有良好的路面适应性和稳定性。

传动系统采用国际知名品牌零部件，具有高效、低噪音、低磨损的特点。

六、工作装置及附件山推245液压挖掘机配备多种工作装置和附件，可根据施工需求进行灵活更换。

工作装置采用高强度材料制造，具有高耐磨性和寿命。

七、维修保养与故障排除为确保山推245液压挖掘机的正常运行，用户需定期进行维修保养。

手册中详细介绍了维修保养流程、检查要点及故障排除方法，帮助用户及时发现并解决问题。

八、安全操作注意事项山推245液压挖掘机操作过程中，驾驶员需严格遵守安全操作规程。

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；液压系统张瑞：轮式挖掘机工作装置及液压系统设计AbstractExcavators 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 system2前言轮胎式液压挖掘机是一种应用广泛的多功能的建设施工机械，并作为工程机械的主力机种。

液压挖掘机的工作原理液压挖掘机是一种利用液压系统来实现挖掘、装载和运输等工作的重型机械设备。

它主要由发动机、液压系统、工作装置和行走装置等部件组成。

液压挖掘机的工作原理是通过液压系统将发动机提供的动力转换为液压能，并通过液压缸和液压马达来驱动工作装置和行走装置，实现各种工作功能。

液压系统是液压挖掘机的核心部件，它由液压泵、液压缸、液压马达、液压油箱、液压管路和液压阀等组成。

液压泵负责将发动机提供的动力转换为液压能，并通过液压管路输送到各个液压执行元件，如液压缸和液压马达。

液压缸和液压马达是液压系统中的执行元件，液压缸通过液压能驱动机械臂、斗杆和铲斗等工作装置进行挖掘和装载工作，液压马达则通过液压能驱动行走装置，使液压挖掘机能够在工地上自由移动。

液压挖掘机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 发动机提供动力：液压挖掘机的发动机通过燃油燃烧产生动力，驱动液压泵和液压马达等液压系统的关键部件。

2. 液压泵产生液压能：发动机驱动液压泵旋转，液压泵通过吸入液压油并产生高压液压能，将液压能输送到液压缸和液压马达等执行元件。

3. 液压缸和液压马达驱动工作装置：液压缸通过液压能驱动机械臂、斗杆和铲斗等工作装置进行挖掘和装载工作，液压马达通过液压能驱动行走装置，使液压挖掘机能够在工地上自由移动。

4. 控制阀调节液压能的流动：液压系统中的液压阀起到调节和控制液压能流动的作用，通过操纵液压阀可以实现对液压缸和液压马达的控制，从而实现液压挖掘机的各种工作功能。

液压挖掘机通过液压系统将发动机提供的动力转换为液压能，并通过液压缸和液压马达来驱动工作装置和行走装置，从而实现挖掘、装载和运输等工作。

液压系统的高效性和灵活性使得液压挖掘机在工程建设和矿山开采等领域得到广泛应用，成为重型机械设备中不可或缺的一部分。

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。