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液压挖掘机工作装置设计关键技术研究

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本科毕业设计（论文）通过答辩

I

摘要

液压挖掘机是土方和石方工程的主要施工机械，广泛应用于能源、交通、水利、城镇建设以及现代化军事工程等领域的机械化施工。液压挖掘机利用工作装置进行土方和石方挖掘，工作装置的性能和可靠性是整机先进性的重要标志。

本设计对液压挖掘机的典型工况进行了分析，根据液压挖掘机的工作特点，从几何尺寸、动力特性、结构强度、经济性等方面讨论了液压挖掘机工作装置的设计要求，提出了液压挖掘机工作装置的设计原则。通过分析挖掘机工作装置铰点的失效机理，提出了铰点销轴和轴套最小间隙的计算公式和最大间隙的限制条件。同时以某挖掘机工作装置为例，进行了工作装置的优化设计。对比优化设计和原设计尺寸，比较了主要作业参数，得出经过优化设计的铲斗缸的挖掘力得到了充分发挥。

关键词 液压挖掘机；工作装置；轴套配合；优化设计

本科毕业设计（论文）通过答辩

II

Abstract

Hydraulic excavator is the major construction machine in the earth moving,excavation and

engineering field,and it is widely used in the mechanized construction of energy,transportation,

water conservancy,urban construction and modernized military engineering field.Working

mechanism is the main part forearth excavation,so the performance and reliability of working

mechanism become

This design of working mechanism is the main component of hydraulic excavator and its

performance directly determines the performance of the whole hydraulic excavator,which brings

high demands for working mechanism design.First a comprehensive analysis is performed for

hydraulic working conditions.On the basis of work characters,the design of working mechanism

is studied to meet the requirements for geometry,dynamic characteristics,structure strength,econ-

omic and other aspects of hydraulic excavator.And design principle is discussed.All of the

research work has important guiding significance.Through analyzed the excavator work

installment articulation failure mechanism, proposed the articulation spot sells the axis and the

axle sleeve smallest gap formula and the biggest gap limiting condition. Meanwhile take some

excavator work installment as the example, has carried on the work installment optimization

design. The contrast optimization design and the original design size, compared with the main

job parameter, have obtained after the optimization design scoop cylinder's excavation strength

obtained the full display.

Keywords Hydraulic Excavator Working Mechanism hinge shaft fitting Optimization

design 本科毕业设计（论文）通过答辩

I 目 录

1 绪论 ...................................................................... 1

1.1引言 ................................................................... 1

1.2挖掘机发展简史 ......................................................... 1

1.3挖掘机的用途和分类 ..................................................... 1

1.4挖掘机的发展方向 ....................................................... 3

2铲斗设计说明书 ............................................................ 6

2.1液压挖掘机工矿分析 ..................................................... 6

2.2液压挖掘机工作装置设计要求 ............................................ 10

2.3液压挖掘机工作装置的设计原则 .......................................... 12

3工作装置 ................................................................. 13

3.1反铲装置 .............................................................. 13

3.1.1 动臂及斗杆的结构形式 ............................................... 13

4液压挖掘机工作装置铰点轴和轴套间隙的确定 ................................. 20

4.1铰点销轴和轴套间隙过小导致的故障机理分析 .............................. 20

4.2工作装置铰点销轴和轴套最小配合间隙的计算 .............................. 21

4.3轴和轴套间接触应力和间隙的关系 ........................................ 24

5挖掘机工作装置的性能分析 ................................................. 26

5.1挖掘机的工作装置运动轨迹 .............................................. 26

5.2工作装置力学分析 ...................................................... 30

5.2.1挖掘阻力的计算 ..................................................... 30

5.2.2挖掘力的计算 ....................................................... 31

6工作装置运动学与动力学综合优化设计 ....................................... 39

6.1工作装置优化设计的数学模型 ............................................ 39

6.1.2目标函数 ........................................................... 39

6.1.3约束条件 ........................................................... 40

6.2工作装置优化设计实例 .................................................. 41

7总结与展望 ............................................................... 43

7.1主要工作和成果 ........................................................ 43

7.2本文的创新点 .......................................................... 43

7.3研究展望 .............................................................. 44

结论 ....................................................................... 45

致谢 ....................................................................... 46

参考文献 ................................................................... 47

附录 ....................................................................... 49

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全液压挖掘机控制系统研究的开题报告

全液压挖掘机控制系统研究的开题报告

全液压挖掘机控制系统研究的开题报告

一、选题背景及意义

全液压挖掘机是一种广泛应用于建筑、矿山、道路、水利等领域的工程机械。其以液压油为能源，通过液压系统实现机械运动和工作装置的控制。随着科技的不断发展，液压控制技术和电子控制技术不断进步，全液压挖掘机控制系统也在不断改进和完善，以提高机械的效率和精度，满足不同工作环境和需求的要求。

本文旨在研究全液压挖掘机控制系统，并探讨其技术原理、应用及发展趋势，有助于深入了解现代工程机械控制技术的发展，为工程师提供设计和实现全液压挖掘机控制系统的参考。

二、研究内容与方法

本文研究内容主要包括以下三个方面：

1. 全液压挖掘机控制系统的组成和原理

介绍全液压挖掘机控制系统的机构和组成部件、液压系统和电气控制系统的原理，探讨其工作原理和关键技术。

2. 全液压挖掘机控制系统的应用

详细阐述全液压挖掘机控制系统在建筑、矿山、道路、水利等领域的应用及其实际效果，分析其优点和缺点，为工程师选型和应用提供参考。

3. 全液压挖掘机控制系统的发展趋势

通过对国内外现有研究成果的分析，探讨全液压挖掘机控制系统未来的发展趋势和创新方向。

本文研究采用文献资料法和实验室实验法相结合，通过查阅相关文献资料，深入了解全液压挖掘机控制系统的原理和发展状况，同时在实验室中开展针对全液压挖掘机控制系统的相关实验，以验证理论结论的正确性。

三、预期成果及意义

通过本文的研究，可以全面了解全液压挖掘机控制系统的组成原理和应用，为工程机械制造企业提供相关技术指导，帮助其在产品开发中更好地应用液压控制技术和电子控制技术，提高产品的竞争力和市场占有率。同时，还可以为相关行业工程师提供有益的参考和指导。

液压挖掘机正铲工作装置装设计.

液压挖掘机正铲工作装置装设计.

太原科技大学本科毕业设计说明书

EXS 3500液压挖掘机正铲工作装置装设计

The Working Device Design of EXS 3500 Crawler Face-shovel Bucket Hydraulic

Excavator

学 院 (系 :机械工程学院

专 业:机械制造及自动化(工机

学 生 姓 名:

学 号:

指 导 教 师:史青录

评 阅 教 师:

完 成 日 期:2015.06.15

太原科技大学

Taiyuan University of Science and Technology

太原科技大学毕业设计(论文任务书

(由指导教师填写发给学生

学院(直属系 :机械工程 时间: 15年 3月 9 日

摘 要

挖掘机械是工程作业机械的一种重要类型,是开挖土石方的主要机械设备,正铲单斗 液压挖掘机是一种以铲斗进行挖掘作业并采用液压传动的机械设备。

工作装置是液压挖掘机的执行机构,从总体来看常见的正铲工作装置属于平面连杆机 构,铲斗、动臂和斗杆之间采用铰接的方式,在液压缸推力的作用下各部件围绕铰接点摆 动,完成卸土、挖掘和提升等动作,常用的液压挖掘机的工作装置有正铲,反铲,装载, 抓斗和起重装置。

本次设计主要内容是 EXS 3500正铲液压挖掘机工作装置的设计,主要对挖掘机工作 装置机构的几何参数进行计算设计,采用合适的调整方法使其达到设计要求;对动臂、斗 杆进行强度校核和载荷分析,使其满足使用要求。

在本次设计中应该注意工作装置设计的原则,在满足各部件要求的条件下实现

6.06米最大挖掘深度, 15.81米最大挖掘半径, 12.42米最大卸载高度, 17.17米最大挖掘高度, 以实现挖掘的功能。

关键词:设计;挖掘机;强度校核;正铲工作装置

the Working Device Design of EXS 3500 Crawler Face-shovel Hydraulic Excavator

180型液压挖掘机行走机构总体及减速器设计

180型液压挖掘机行走机构总体及减速器设计

目 录

摘要 .....................................................................IV

Abstract ....................................................................V

前言 .................................................................... VI

第一章 绪论 ........................................... 错误！未定义书签。

1.1 液压挖掘机在现代化建设中的作用 .................. 错误！未定义书签。

1.2 液压挖掘机的工作特点和基本类型 ....................................1

1.2.1 液压挖掘机的主要优缺点 ......................................1

1.2.2 液压挖掘机的基本类型及主要特点 ............ 错误！未定义书签。

1.3 国内外液压挖掘机研究现状及发展趋势 ................................4

1.3.1 研究现状 ....................................................4

1.3.2 发展趋势 .................................. 错误！未定义书签。

1.4 课题设计的目的和意义 ..............................................5

1.5 本设计所要完成的主要任务 ..........................................5

基于ADAMS的液压挖掘机工作装置仿真研究

基于ADAMS的液压挖掘机工作装置仿真研究

２０１３年１１月　第４ｌ卷第２１期　机床与液压　

ＭＡＣＨＩＮＥ　Ｔ０ＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ　Ｎｏｖ．２０１３　Ｖｏ１．４１　Ｎｏ．２１　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．２１．０３６　

基于ＡＤＡＭＳ的液压挖掘机工作装置仿真研究　

邓小林，韦衡冰　

（梧州学院电子信息工程系，广西梧州５４３００２）　

摘要：在对现有挖掘机研究现状进行分析的基础上，对虚拟样机技术的概念进行了阐述。采用Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ软件建　立了挖掘机的三维模型，将该模型导入到ＡＤＡＭＳ中，建立了挖掘机的虚拟样机模型。利用ＡＤＡＭＳ的仿真功能对挖掘机的　顺序动作方式和复合动作方式进行了运动学和动力学仿真。通过仿真，得到了挖掘机的主要作业尺寸以及工作运动轨迹，　获得了挖掘机铲斗的位移曲线图、各液压缸受力曲线图以及动臂、斗杆、铲斗等关键铰接点的受力曲线图，为以后挖掘机　的结构设计以及产品的优化提供依据。　关键词：挖掘机；虚拟样机；运动学仿真；动力学仿真　中图分类号：ＴＩＭ２２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—３８８１（２０１３）２１—１２９—５　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ　Ｍｏｔｉｏｎ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｅｘｃａｖａｔｏｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＤＡＭＳ　

ＤＥＮＧ　Ｘｉａｏｌｉｎ．ＷＥＩ　Ｈｅｎｇｂｉｎｇ　

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｚｈｏｕ　Ｇｕａｎｇｘｉ　５４３００２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｅｘｃａｖａｔｏｒ，ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗａｓ　ｄｅ—　ｓｃｒｉｂｅｄ．Ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ．ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ（３　Ｄ）ｍｏｄｅｌ　ｏｆ山ｅ　ｅｘｃａｖａｔｏｒ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｗａｓ　ｉｍｐｏｒ—　ｔｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ＡＤＡＭＳ　ｔｏ　ｂｕｉｌｄ　ｖｉｒｔｕａｌ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｃａｖａｔｏｒ．Ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ＡＤＡＭＳ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｃａｖａｔｏｒ　ｗｅｒｅ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｌｌｙ　ａｎｄ　ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ　ｓｉｚｅ　ａｎｄ　ｍｏｔｉｏｎ　ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｃａｖａｔｏｒ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｃｕ￣ｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｃａｖａｔｏｒ　ｂｕｃｋｅｔ　ａｎｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ　ａｎｄ　ｋｅｙ　ｈｉｎｇｅ　ｐｏｉｎｔｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｂｏｏｍ，ｄｉｐｐｅｒ　ｓｔｉｃｋ，ｂｕｃｋｅｔ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ　ｗｅｒｅ　ｇａｉｎｅｄ．Ｉｔ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｘｃａｖａｔｏｒ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｘｃａｖａｔｏｒ；Ｖｉｒｔｕａｌ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ；Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｄｙｎａｍｉｃ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ