毕业设计（论文）--液压挖掘机反铲工作装置设计.doc

毕业设计〔论文〕--液压挖掘机反铲工作装置设计 液压挖掘机反铲装置设计摘要液压挖掘机是一种重要的工程机械它的广泛应用对于减轻劳动量保证工程质量加快工程进度提高劳动生产率起了巨大的作用反铲工作装置由动臂斗杆动臂液压缸斗杆液压缸和铲斗液压缸组成 本文根据液压挖掘机反铲装置的结构特点和工作原理对其各主要机构进行了运动学分析并在此根底上根据设计说明书的设计要求结合各机构的工作特点和设计要求在对各机构分析计算的同时结合构件尺寸参数算出各机构中构件的其它参数为各构件的结构设计提供数据支撑挖掘力是衡量挖掘机挖掘能力的重要参数挖掘力是由各液压缸中的油液压力提供的是主动力最大挖掘力的实现受诸多因素的制约它是工作装置各铰点受力分析的根底挖掘阻力不仅与铲斗的尺寸形状有关还与挖掘对象有关是两者的综合反映关键词 液压挖掘机 反铲装置 运动分析 参数设计 力学分析 The Design for Backhoe Equipment of the Hydraulic ExcavatorStudent name Class Supervisor Abstract Hydraulic excavator is an important engineering machinery Its wide application played a tremendous role to reducing the volume of labor and to ensuring project quality and to accelerating progress and to increasing productivity Backhoe working devices is made up of a moving arm and a fighting pole and shovel and a hydraulic tank of moving arm and a hydraulic tank of fighting pole and a hydraulic tank of shovel Based on the hydraulic excavator backhoe device characteristics and the structure of principle to all the major institutions of the kinematic analysis On this basis in accordance with the design specification design requirements with the bodies of the characteristics and design requirements in terms of the various agencies at the same time combining elements of known size parameters calculated in the component agencies of other parameters for various components The shape of design data supportMining is a measure of the ability of excavators digging the important parameters Mining is done by the hydraulic cylinder of the pressure on the oil is initiative the largest excavation of the realization by many factors it is also working device to hinge point Analysis of the foundation Mining resistance not only reflect the size of bucket shape but also with the excavation of the object is a comprehensive reflection of the twoKeyword hydraulic excavator backhoe device motion analysis design parameters mechanical Signature of Supervisor目 录1 前言 11 课题背景及目的 1 12 国内外研究状况 1 13 论文构成及研究内容 32 挖掘机工作装置的总体设计 21 工作装置构成 4 22 动臂及斗杆的结构形式 5 23 动臂油缸与铲斗油缸的布置 6 24 铲斗与铲斗油缸的连接方式 6 25 铲斗的结构选择 7 26 原始几何参数确实定 83 挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析 31 动臂运动分析 11 32 斗杆的运动分析 12 33 铲斗的运动分析 13 com传动比 13 com载高度 15 com掘半径 164 工作装置各局部的根本尺寸计算和验证 41 铲斗各参数确实定 17 com构形状的设计及根本要求 17 com要参数确实定 17 42 动臂机构参数确实定 18 43 斗杆机构根本参数的选择 20 44 铲斗机构根本参数的选择 21 com围 21 com构其它根本参数的计算 215 工作装置结构设计 51 挖掘阻力分析 23 com掘阻力计算 23 com掘阻力计算 24 52 斗杆的结构设计 25 com受力分析 25 com寸的计算 30 53 动臂结构设计 32 com况位置 33 com况位置 36 com和弯矩图的求解 39 54 铲斗的设计 43 com形尺寸的设计 43 com齿的结构计算 44 55 挖掘机工作装置油缸推力 44 com缸推力 44 com缸推力 45 com缸推力 45 56 销轴与衬套的设计 46 com设计 46 com螺栓的设计 46 com设计 466 结论参考文献 48致 谢 49附录三维建模装配截图 50液压挖掘机反铲装置设计1前言 11课题背景及目的 液压挖掘机是一种重要的工程机械广泛应用于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行业的机械化施工中对减轻繁重的体力劳动保证工程质量加快建设速度提高劳动生产率起着十分巨大的作用 反铲式液压挖掘机工作装置是一个较复杂的空间机构国内外对其运动分析机构和结构参数优化设计方面都作了较深入的研究具体的设计特别是中型挖掘机的设计已经趋于成熟我国挖掘机械行业近年来虽有很大的开展但从产品的种类数量和技术性能及制造质量上都还不能满足现代化建设开展的要求迅速地提高挖掘机械的设计研究和生产的技术水平是当前挖掘机械行业所面临的迫切而艰巨的任务所以非常有必要提高挖掘机工作装置的可靠性对结构进行优化减轻工作装置重量提高工作效率减少能耗从而提高挖掘机生产企业的设计水平和自主开发能力12国内外研究状况我国的挖掘机生产起步较晚从1954年抚顺挖掘机厂生产的第一台斗容量为1的机械式单斗挖掘机至今大体上经历了测绘仿制自主研制开发和开展提高等三个阶段新中国成立初期以测绘仿制前苏联20世纪30～40年代的W501W502W1001W1002等型机械式单斗挖掘机为主开始了我国的挖掘机生产历史由于当时国家经济建设的需要先后建立起十多家挖掘机生产厂1967年开始我国自主研制液压挖掘机早期开发成功的产品主要有上海建筑机械厂的WY100型贵阳矿山机器厂的WY60型合肥矿山机器厂的WY60挖掘机等随后又出现了长江挖掘机厂的WY160型和杭州重型机械厂的WY250型挖掘机等他们为我国液压挖掘机行业的形成和开展迈出了极其重要的一步到20世纪80年代我国挖掘机生产厂已有30多家生产机型达40余种中小型液压挖掘机已形成系列斗容量有01～25立方米等12个等级20多种型号还生产05～40以及大型矿用1012机械传动单斗挖掘机1隧道挖掘机4长臂挖掘机1000每小时的排土机等但总的来说我国挖掘机生产的批量小分散生产工艺及产品质量与国际先进睡睡水平相比有很大差距工业兴旺国家的挖掘机生产较早法国德国美国俄罗斯日本等是斗容量35～40单斗液压挖掘机的主要生产国从20世纪80年代开始生产特大型挖掘机 是世界上目前最大的挖掘机 从20世纪后期开始国际上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开展1开发多品种多功能高质量及高效率的挖掘机2迅速开展全液压挖掘机不断改进和革新控制方式使挖掘机由简单的杠杆操纵开展到液压操纵气压操纵液压伺服操纵和电气操纵利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合实现挖掘机作业操纵的完全自动化3采用新技术新工艺新结构系列化通用化开展速度 4 更新设计理论提高可靠性延长使用寿命美英日等国家推广采用有限寿命设计理论以替代传统的无限寿命设计理论和方法并将疲劳损伤积累论断裂力学有限元法优化设计电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机的强度研究方面促进了产品的优质高效和竞争力美国提出了考核动强度的动态设计分析方法并建立了预测产品失效和更新理论日本制定了液压挖掘机构件的强度评定程度周期加快了液压挖掘机更新换代的进程并提高其可靠性和耐久性例如液压挖掘机的运转率到达85～95使用寿命超过1万小时5加强对驾驶员的劳动保护改善驾驶员的劳动条件液压挖掘机采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室安装可调节的弹性座椅用隔音措施降低噪声干扰6进一步改进液压系统7迅速拓展电子化自动化技术在挖掘机上的应用20世纪70年代为了节省能源消耗减少对环境污染是挖掘机的操作轻便和平安作业降低挖掘机噪音改善驾驶员工作条件逐步在挖掘机上应用电子和自动控制技术随着对液压挖掘机的工作效率节能环保操作轻便平安舒适可靠耐用等方面性能要求的提高促使了机电液一体化在挖掘机的应用并使其各种性能有了质的飞跃13 论文构成及研究内容本论文主要对由动臂斗杆铲斗销轴连杆机构组成挖掘机工作装置进行设计具体内容包括以下五局部 1 挖机工作装置的总体设计 2 挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析 3 工作装置各局部的根本尺寸的计算和验证 4 工作装置主要部件的结构设计及仿真设计 5 销轴的设计及螺栓等标准件进行选型2 挖掘机工作装置的总体设计液压挖掘机的作业过程是以铲斗的切削刃切削土壤并将土装入斗内斗装满后提升回转到卸土位置进行卸土卸完后铲斗再转回并下降到挖掘面进行下次挖掘本文主要对工作装置的反铲装置进行分析21 工作装置构成液压挖掘机工作装置根本组成及传动示意图反铲工作装置由铲斗连杆斗杆动臂相应的三组液压缸等组成液压挖掘机的工作装置组图如图2-1所示1-斗杆油缸2- 动臂 3-油管 4-动臂油缸 5-铲斗 6-斗齿 7-侧板8-连杆 9-曲柄 10-铲斗油缸 11-斗杆图2-1 工作装置组成图 动臂下铰点铰接在转台上通过动臂缸的伸缩使动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动依靠斗杆缸使斗杆绕动臂的上铰点转动而铲斗铰接于斗杆前端通过铲斗缸和连杆那么使铲斗绕斗杆前铰点转动 挖掘作业时。