7.5吨履带式液压挖掘机总体设计说明书.doc

7.5 吨履带式液压挖掘机的总体设计 　　　 　 　I摘 要本次设计的题目是小型7.5吨履带式液压挖掘机的总体设计与其它类型的挖掘机相比，这种类型的挖掘机因有良好通过性能应用最广，对松软地面或沼泽地带还可采用加宽、加长以及浮式履带来降低接地比压液压挖掘机的主要特点为：能无级调速且调速范围大，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小，加速性能好，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，易实现自动化控制，易于实现标准化、系列化、通用化本次设计的主要参数是斗容量0.25m3,它属于中小型液压挖掘机，主要设计挖掘机的工作装置关键词：液压挖掘机，挖掘机构 ABSTRACTThis designed topic is the marching 7.5ton hydraulic excavator excava -tional organization. Compared with other types excavators, this kind of type excavator used very universal that because has good through theper -formance, also may use to lengthens widens as well as the floating type caterpillar band to reduce pressure for the soft ground or the bogregion.The hydraulic excavator main characteristic is: not only can adjust s the stepless speed but also can adjust scope very big, can obtain a lower stable rotational speed, when action quickly, the hydraulic parts produce inertia small, accelerational theperformance good,and may make the high speed reverse, the transmission steady,structure simple, may absorb attacks and vibrates, the operation reduces effort, and to be easy to realize the automated control, is easy to realize the standardization, the seriation, the universalization.This designed main parameter is scoop capacity 0.25m3, it is long to the middle and small scale hydraulic excavator, mainly design the excavator，s the work installment.Key word：Hydraulic pressure excavator， Excavation organization目 录1 绪论 11.1液压挖掘机的工作特点和基本类型 21.2液压挖掘机的发展概况 41.3本次设计概述 61.4反铲装置的工作原理 61.5本次设计任务 72　总体设计方案 82.1工作装置设计方案原则 82.2液压系统设计方案原则（总体） 82.3 小结 103　挖掘机的工作装置设计 113.1确定动臂、斗杆、铲斗的结构形式 113.2确定动臂、斗杆、铲斗油缸的铰点布置 133.3动臂、斗杆、铲斗机构参数的选择 173.4 小结 294 挖掘力的计算 304.1工作液压缸的理论挖掘力 304.2铲斗挖掘阻力的计算 334.3理论挖掘力与挖掘阻力的比较分析 354.4 小结 365　挖掘机液压系统的介绍 375.1确定液压系统类型 385.2液压系统的计算和液压元件的选择 385.3液压系统初步计算 435.4 小结 446主要技能参数的计算 456.1行驶速度的计算 456.2最大牵引力的计算与校核 466.3转台最大回转速度计算 486.4转台回转最大驱动扭矩计算及校核 486.5履带平均接地比压计算 496.6 小结 507油门控制系统的设计 517.1总述 517.2 总体方案的设计 517.3油门控制系统硬件组成 527.4控制系统的软件设置 577.5 电气控制系统分析 577.6 小结 638 结论 64参考文献 65致谢 661 绪论　液压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　　液压挖掘机与机械传动挖掘机一样，在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代化军事工程中都有着广泛的应用，是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备　　在建筑工程中，可用来挖掘苦坑、排水沟，拆除旧有建筑物，平整场地等更换工作装置后，可进行装卸、安装、打桩和拔除树根等作业　　在水利施工中，可用来开挖水库、运河、水电站堤坝的基坑、排水或灌溉的沟渠，疏浚和挖深原有河道等　　在铁路、公路建设中，用来挖掘土方、建筑路基、平整地面和开挖路旁排水沟等　　在石油、电力、通信业的基础建设及市政建设中，用来挖掘电缆沟和管道等　　在露天采矿场上，可用来剥离矿石或煤，也可用来进行堆弃、装载和钻孔等作业　　在军事工程中，或用来筑路、挖壕沟和掩体、建造各种军事建筑物所以，液压挖掘机作为工程机械的一个重要品种，对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，都　起着很大的作用据建筑施工部门统计，一台斗容量1.0m3的液压挖掘机挖掘Ⅰ～Ⅳ级土壤埋，每班生产率大约相当于300～400个工人一天的工作量。

因此，大力发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义[1]1.1液压挖掘机的工作特点和基本类型1.1.1液压挖掘机的主要优点液压挖掘机在动力装置之间采用容积式液压静压传动，即靠液体的压力能进行工作液压传动与机械传动相比有许多优点①能无级调速且调速范围大，例如液压马达的最高转速与最低转速之比可达1000∶1②能得到较低的稳定转速，例如柱塞式液压马达的稳定转速可低达1r/min.③快速作用时，液压元件产生的运动惯性小，加速性能好，并可作调整反转例如电动机在启动时的惯性力矩比其平稳盍时的驱动力矩大50%，而液压马达则不大于5%，加速中等功率电动机需1s到数秒，而加速液压马达只需0.1s④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⑤易于实现标准化、系列化、通用化　基于液压传动的上述优点，液压挖掘机与机械传动挖掘机相比，具有下列主要特点a大大改善了挖掘机的技术性能，挖掘力大、牵引力大，机器重量，传动平稳，作用效率高，结构紧凑液压挖掘机与同级机械传动挖掘机相比，挖掘力约高30%，例如1.0m液压挖掘机铲斗挖掘力120～150KN，而同级机械传动挖掘机只有100KN左右。

挖掘机在工作时的主要动作包括行走、转台回转和工作装置的作业动作，其中动作最频繁的是回转和工作装置的循环往复运动这种入选运动一般速度不高，而所需作用力却很大，要求在短时间内通过变速或换向来完成各种复杂动作机械传动挖掘机完成上述运动需通过磨擦离合器、减速器、制动器、逆转机构、提升和推压机构等配合来完成因此，机械传动挖掘力不仅结构复杂，而且还要产生很大的惯性力和冲击载荷而液压挖掘机则不需要庞大和复杂的蹭传动，大大简化了结构，也减少了易损件由于结构简化，液压挖掘机的质量大约比相同斗容量的机械传动挖掘机轻30%，不仅节省了钢材，而且降低了接地比压液压挖掘机上的各种液压元件可相对独立布置，使整机结构紧凑、外形美观，同时也易于改进或变型b液压挖掘机的液压系统有防止过载的能力，所以使用安全可靠，操纵简便由于可采用液压先导控制，无论驱动功率多大，操纵均很灵活、省力，司机的工作条件得到改善更换工作装置时，由于不牵连转台上部的其他机构，因此更换工作装置容易，而机械式挖掘机则受到提升机构和推压机构的牵连和限制c由于液压传动易于实现自动控制，因此现代液压挖掘机普遍采用了以微处理器国核心的电子控制单元（ECU），使发动机、液压泵、控制阀和执行元件在最佳匹配状态下工作，以实现节能和提高作业效率，同时还可实现整机状态参数的电子监控和故障诊断。

　　　d液压元件易于实现标准化、系列化和通用化，便于组织大规模专业化生产，进一步提高质量和降低成本1.1.2液压挖掘机的基本类型及主要特点液压挖掘机种类繁多，可以从不同角度对其类型进行划分①根据液压挖掘机种类主要机构传动类型划分根据液压挖掘机主要机构是否全部采用液压传动，分为全液压传动和非全液压（或称半液压）传动两种若挖掘、回转、行走等几个主要机构的动作均为液压传动，则为全液压挖掘机若液压挖掘机中的某一个机构采用机械传动，则称其为非全液压（或半液压）挖掘机一般说来，这种　区别主要表现在行走机构上对液压挖掘机来说，工作装置及回转机构必须是液压传动，只有行走机构有的为液压传动，有的为机械传动②根据行走机构的类型划分根据行走机构的不同，液压挖掘机可分为履带式、轮胎式、汽车式、悬挂式及拖式履带式液压挖掘机应用最广，在任何路面行走均有良好的通过性，对土壤有足够的附着力，接地比压小，作业时不需设支腿，适用范围较大在土质松软或沼泽地带作业的液压挖掘机，还可通过加宽履带来降低接地比压为防止对路面的碾压破坏、有些液压挖掘机还采用了橡胶履带通用通常，履带行走的液压挖掘机多为全液压传动轮胎式液压挖掘机具有行走速度快，机动性好，可在多种路面通行的特点。

近年来，轮胎式挖掘机的生产量日渐增长悬挂式液压挖掘机是将工作装置安装在轮胎式或履带式拖拉机上，可以达到一机多用的目的这种挖掘机拆装方便，成本低廉汽车式液压挖掘机一般采用标准的汽车底盘，速度快，机动性好拖式液压挖掘机没有行走传动机构，行走时由拖拉机牵引，③根据工作装置划分根据工作装置结构不同，可分为铰接式和伸缩臂式挖掘机铰接式工作装置应用较为普遍这种挖掘机的工作装置靠各构件绕铰点转动来完成作业动作伸缩臂式挖掘机的动臂由主臂及伸缩臂组成，伸缩臂可在主臂臂内伸缩，还可以变幅伸缩臂前端装有铲斗，适于进行平整和清理作业，尤其是修整沟坡1.2液压挖掘机的发展概况挖掘机械的最早雏形，主要用于河道港口的疏浚工作，第一台有确切记载的挖掘机械是1796年英国人发明的蒸汽“挖泥铲”而能够模拟人的掘土工作，在陆地上使用的蒸汽机驱动的“动力铲”于1835年在美国诞生，主要用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多年历史1950年，德国研制出世界上第一台全液压挖掘机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。