液压挖掘机工作原理

⑴有利二物料的自由流动，因此铲斗内壁不宜设置横向缘，棱角等斗底的纵向剖面形状要适合各种物料的运动规律。

⑵要使物料易于卸净，用于粘于的铲斗装卸时不易卸净，因此延长了作业循环时间，降低了有效斗容量，因此可采用强制卸土板的粘土铲斗。

⑶为了便于物料的铲装，装入物料不易掉出，铲斗宽度与物料颗料直径之比应大于4：1，当此比值大于50：1时颗粒尺寸的影响可不考虑，视物料为均质。

⑷装设计齿有利于增大铲斗与物料刚接触时的挖掘线比压，以便函切入或破碎阴力较的物料。

2.2 回转机构方案设计

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50～40%。回转液压油路的发热量约占液压系统总发热量的30～40%。因此合理地确定回转机构的液压油路和结构方案，正确选择回转机构诸参数，对提高生产率，改善司机的劳动条件，减少工作装置的冲击等具有十分重要的意义 2.2.1 对回转机构的基本要求

1)在加速度和回转力矩不超过允许值的前提下，应尽可能缩短回时间。在回转部分惯性已知的情况下，角加速度的大小变最大的回转扭掩蔽的限制该扭矩不应超过行走部分与地面的附着力矩。

2)回转机构的动载荷系数不应超过允许值，非全回转的挖掘机回转时，工作装置不应碰撞定位器。

3)回转能量损失最小 2.2.2 回转机构的选择

回转机构分为全回转式和半回转式，悬挂式液压挖掘机通常采用半回转的的回转机构，回转角度一般等于或小于180o本次设计为履带式液压挖掘机，因此采用全回转式回转机构。

全回转的回转机构，按液动机的结构形式可分为高速方案和低速方案两类。由高速液压马达经齿轮减速成器带动回转小支承上的回定齿圈动，促使转台转的称为高速方案。其低速大扭矩液压马达直接带支回转小齿轮促使转台回转的称为低速方案。在高速方案中，通常采用行星齿轮减速成箱减速。行星齿轮减速成箱，虽然加工要求较高，但可用一般渐开线齿廓的模数铣刀进行加工，结构也比较紧凑，速成比大，受力好。因此获得广泛的应用，高速方案一般采用斜轴式液压马达驱动的回转机构。此方案结构比较紧凑，速比大，受力好，回此在液压挖掘机中获得广泛的应用，本次设计将采用斜轴式液压

马达驱动的回转机构。高速方案还有以上优点：高速成液压马达体积小，效率高，不需要背压补油，便函于设置小制支器发热和功率损失小，工作可靠。 2.2.3 制动器的选择

制动器应满足工作安全可靠，制动平稳，操纵轻便灵敏等要求，在对回转机构采用了钳盘式制动器。因为通过试验与蹄式制动器相比，它具有下优点：

1)钳盘式制支器所产生的制动力矩比较半稳由于它无增力作用其效率系数K与磨擦系数u为直线关系。

2)由于制动盘都暴露在外，因此通风良好，旋转时还有自洁作用，热稳定性好，基本上无热衰退现象，在连续多次使用情况下制动力矩变化很小，甚至在恶劣工况下仍能正常使用。

3)维修方便，不需要经常调整间隙。

4)制动磨擦衬片磨擦均匀，使用寿命也比较长。但其也存在一些缺点，需采取措施减小及至消除。

2.3 液压系统方案设计

按照挖掘机各个机构和装置的传动要求，把各种液压元件用管路有机地连接想来的组合体叫做挖掘机的液压系统，液压系统的功能是把发动机的机械能以油液为介质，利用液压泵转变为液压能进行传送，然后通过液压缸和液压马达等执行元件转返为机械能实现各种动作。2.3.1 单斗液压挖掘机的作业过程包括下列几个间歇动作

动臂升降，斗杆收放，铲斗装卸转台回转，整机行走，以及其它辅助动作，除辅助动作不需全功率驱动外，其它都是挖掘机的主要动作，要考虑全功率驱动。由于挖掘机的作出对象和工作条件变化较大，主机的工作有两项特殊要求：第一，实现各种主要动作时，阴力与作业速度随时变化，因此，要求液压缸和液压马达的压力和流量也能相应变化。第二，为了充分利用发动机功率缩短作业循环时间，工作过程中往往要求有两个主要动作同时进行叫做复合动作，这两项要求需要动作同时进行叫做复合动作，这两项要求需要由液压系统来保证。 2.3.2 对液压系统的要求

单斗液压挖掘机动作繁杂，主要机构经常超支、制动、换向、外负荷变化很大，冲击和振动多，而且野外我作，温度和环境变化大，所以对液压系统的要喜庆是多方面的。

1)动臂、斗杆和铲斗的传动要保证工作装置的各部分可单独动作，也可

以互相配合实现复合动作。

2)主机工作过程中，要求工作装置的动作和转台的回转既能单独进行，又能作复合动作，以提高机械生产率。

3)挖掘机的一切动作都是可逆的，而且要求无级变速。

4)要求机械工作安全可靠，各种作业油缸要有良好的过载保护，回转机械和行走装置要有可靠的制动和限速成，要防止动臂因自重而快速成下降和整机超速溜坡。

5)充分利用发动机功率，提高传动效率。 6)系统和元件应保证在外负荷变化大和急剧振动冲击作用下具有足够的可靠性。

7)系统密封性好。

8)为了减轻司机操作强度，要考虑采用液压或电液伺服操装置。

本次设计将考虑选用高压变量系统，双泵双回路，全功率变量系统，后续部分将对其详细说明。