工程机械设计课件：单斗液压挖掘机 -.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单斗挖掘机,第一节,单斗挖掘机的类型,第二节,作业方法,第三节,单斗液压挖掘机,一、组成、主要优点、分类,二、工作装置,三、回转装置,四、液压系统,五、悬挂与支腿工作原理,六、行走装置,第一节 单斗挖掘机的用途与类型,a）,正铲,b）,反铲,c）,刨铲,d）,刮铲,e）,拉铲,f）,抓斗,g）,吊钩,h）,桩锤,i）,夯板,机械传动式,第一节 单斗挖掘机的用途与类型,正铲挖掘机,正铲挖掘机是单斗挖掘机的主要形式之一在实际工作中，斗柄外伸以,2/3,行程,为佳，用来挖掘,停机面以上,的工作面反铲挖掘机,反铲挖掘机是正铲挖掘机的一种,换用工作装置,反铲在挖掘较窄的沟槽时铲斗必须在提出工作面后才能回转，提升时间大于回转时间反铲工作循环时间一般要比正铲大,8,30,反铲挖掘机用来挖掘停机面以下的工作面刨铲用于挖掘停机面以上的土壤主要用于平整场地第一节 单斗挖掘机的用途与类型,刮铲,：用来刮动停机面以上已经松动的上壤，进行坑道、沟槽、基坑等回填工作；,拉铲挖掘机,：铲斗做,挠性连接,适用于挖掘停机面以下的工作面，适合水下作业。

挖掘能力受铲斗自重的限制，,I,IV,级土壤,抓斗挖掘机,：铲斗做挠性连接可挖掘停机面以上或者以下的工作面，特别适合于挖掘深而边坡陡直的基坑和深井，也可进行水下作业，其挖掘深度一般比拉铲大,20,40,抓斗的挖掘能力因受自重限制，只能挖掘一般土料、砂砾和松散物料第一节 单斗挖掘机的用途与类型,装有吊钩的挖掘机,起重机桩锤用于进行打桩夯板用于夯实土壤第一节 单斗挖掘机的用途与类型,液压传动式,第一节 单斗挖掘机的用途与类型,反铲,反铲是中、小型液压挖掘机的主要工作装置，主要用于基坑开挖等停机面以下的土方工程，也可以挖停机面以上的土方工程液压挖掘机的挖土动作，主要靠挖掘机动臂、斗杆、铲斗的自重和各工作液压缸的推动力，因此，它的切削力较大第一节 单斗挖掘机的用途与类型,正铲,主要用于挖掘停机面以上的工作面由于液压挖掘机正铲的动臂摆幅能够变化，因此也能挖掘停机面以下工作面的土壤正铲的卸土方式有两种：,前卸式,和,底卸式,用反铲改成的正铲斗只能用前卸式卸上；底卸式铲斗靠液压缸打开斗底卸土以降低卸土高度，减少土对运输车辆的冲击在挖掘比较松散的物料时，正铲斗可换装成,装载斗,在整机重量不变的情况下，这种铲斗的斗容量可以增加到反铲斗容量的,1.6,2,倍。

第一节 单斗挖掘机的用途与类型,抓斗,液压抓斗根据作业对象的不同，其结构形状也不相同用于土方作业的抓斗，一般为,双颚式,，斗容量约等于正反铲的斗容量液压抓斗,的抓取力比,钢丝绳式抓斗,大得多，其生产率也较钢丝绳抓斗高得多，作业质量也好但其挖掘深度受动臂和斗杆限制，因此挖掘深度较浅第一节 单斗挖掘机的用途与类型,起重吊钩,通用液压挖掘机只要在斗杆端部把铲斗换成吊钩，就可以成为液压起重机起重能力比一般起重机小得多，由于它机动灵活，在一些工程中,(,如铺设管道,),效率比较高有时为了配合反铲作业，在吊装不太重的物体时，可以直接在反铲斗上安装吊钩第一节 单斗挖掘机的用途与类型,其他工作装置,液压挖掘机还可以配用其他装置以完成不同的作业如配上液压镐，可进行岩石、混凝土路面的破碎；,装上液压钻，可在地面上钻孔；,装上松土器，可以耙松硬粘土和红砂岩等第一节 单斗挖掘机的用途与类型,2,单斗挖掘机的分类,(1),按走行方式分：,履带式、轮胎式、步履式和轨行式,；,(2),按采用的动力分：内燃式和电动式；,(3),按传动方式分：机械传动和液压传动；,(4),按适应工作环境分：适用于高原地区、寒冷地区、沼泽地区等；,(5),按铲斗容积分：,轻型：铲斗容量在,0.25,0.35m,3,之间的单斗挖掘机。

中型；铲斗容量在,0.35,1.5m,3,之间的单斗挖掘机重型：铲斗容量在,1.5m,3,以上的单斗挖掘机第二节 单斗液压挖掘机,一、,组成、主要优点,二、,工作装置,三、,回转支承装置,四、,液压系统,五、,悬挂与支腿工作原理,六、行走装置,第二节 单斗液压挖掘机,一、,组成,转台及转台上部机构、底架及行走系、工作装置等三大部分；,第二节 单斗液压挖掘机,五个工作动作：动臂升降、斗柄转动、挖斗转动、转台回转及挖掘机行走，由液压传动实现；,比之机械传动有许多优点：无级调速且调速范围大,(,最高与最低速度之比可达,1000,：,1,),；能得到较低的稳定转速,(,采用柱塞式油马达，稳定转速可低到,1r/min,),；转动惯量较小，,加减速过程较快,；传动平稳，结构简单，吸收冲击和振动；操纵省力，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化等由于调速范围大，可增加挖掘力,(,约,30,),；由于结构简单，使机重减小,(,约减少,30,以上,),；由于各元件相互位置无严格要求，可使结构紧凑、外形美观、布置方便因此，斗容量不大时，单斗液压挖掘机已,大量取代,了机械传动式单斗挖掘机第二节 单斗液压挖掘机,二、工作装置,（一）工作装置的结构形式,标准式,和,伸缩臂式,：,标准式工作装置,为常规的结构，即由动臂、斗柄、挖斗,(,或其他作业装置,),、油缸和其他杆件组成，如下图所示。

第二节 单斗液压挖掘机,伸缩臂式工作装置,为单斗挖掘机工作装置的另一种型式，出现较晚；,动臂由两节套装而成由伸缩机构控制,伸缩臂,相对于,主动臂,作往复伸缩动作，代替了一般结构上斗柄与动臂间的铰接,(,滑动副代替回转副,),其余动臂摆动与挖斗转动则与一般的液压挖掘机动作相同伸缩式动臂的断面,有三角形的、矩形的和圆形的，以三角形断面为多；,大量的液压挖掘机装标准式工作装置，适用于土方工程的各种挖掘作业装伸缩臂式工作装置的液压挖掘机，主要用于平整边坡,(,刷坡,),和清理作业第二节 单斗液压挖掘机,第二节 单斗液压挖掘机,动臂的两种结构形式：,单节整体式动臂；双节可调式动臂单节整体式,：,弯曲外形，箱形断面，制造简单，重量轻，成本低；,双节可调式：,上动臂下动臂，可得到不同的工作参数；,20,工作装置,21,鹅颈式动臂,22,斗杆,23,铲斗,第二节 单斗液压挖掘机,（二）工作装置的静载分析与强度计算,反铲,是主要形式，其动臂和斗柄均为箱形断面；,1,、挖掘力的确定：,转动挖斗挖掘，转动斗柄挖掘；,斗齿上的挖掘力取决于油缸的力以及各构件的相对位置，并且受限于整机稳定性以及行走装置对地面的附着力；,第二节 单斗液压挖掘机,（,1,）转动挖斗挖掘,:,P,h,e,A,f,P,1,P,s,c,B,C,b,d,P,L,P,L,P,t,P,u,P,t,a,满足正常挖掘的条件：,第二节 单斗液压挖掘机,（,2,）转动斗柄挖掘,:,满足正常挖掘的条件：,P,h,e,A,f,P,s,c,B,C,b,d,P,L,P,L,P,t,P,u,P,t,a,P,1,第二节 单斗液压挖掘机,单斗液压挖掘机,斗齿作用力的大小和方向,在挖掘过程中，随传力构件位置而变。

最大挖掘力,是指额定油压时能发挥的最大斗齿作用力29,三、回转装置,液压挖掘机的回转时间约占全部工作循环时间的,50-70%,，能量消耗约占,25-40%,；回转装置主要包括,回转支承装置和回转驱动装置两部分，起,支承及驱动上部平台回转的作用第二节 单斗液压挖掘机,第二节 单斗液压挖掘机,1,、回转支承装置,单斗挖掘机以及其他工程机械，作业时要求其上部的转台可相对于其下部的底架作,360,的回转，并要求回转时轻便灵活，因此采用了回转支承装置承受,轴向力,、,倾覆力矩,和,径向力,回转支承装置现已普遍地采用结构先进的,回转滚盘,，主要承受,轴向力,及,倾覆力矩引起的轴向荷载,回转滚盘主要有,交叉滚柱滚盘,、,单排滚珠滚盘,、,双排滚珠滚盘,、,多排滚柱滚盘,等31,回转支承装置：滚动轴承式回转支承,单排滚球式：,1-,锥销；,2-,圆柱塞；,3-,密封圈；,4-,滚球；,5-,内齿圈；,6-,外座圈 在外座圈上开一个径向孔，滚球和隔离体从径向孔装入滚道，装满后用圆柱销,2,将径向孔堵住，并打入锥销,1,；,32,双排滚球式：上下两排滚球；,33,单排交叉滚柱式：,类似于单排滚球式，滚动体为圆柱或圆锥形滚柱，相邻滚柱的轴线成,90,，交叉排列，通常滚柱的长度较其直径短,0.5-1mm,，内外座圈上各有两条滚道，其断面为直线形；,34,回转支承：滚动轴承式回转支承,三排滚柱式：两排滚柱水平放置,:,承受轴向载荷和倾翻力矩，第三排垂直布置,:,受经向载荷。

35,回转驱动装置,一般,1,个或,2,个液压马达驱动；按液压马达的结构型式分为：高速方案、低速方案高速方案：高速马达,-,减速箱,-,小齿轮绕固定齿圈转动，体积小，效率高，多用；低速方案：低速马达,-,直接驱动小齿轮绕齿圈滚动图中液压马达带动齿轮,1,、,2,转动，通过行星轮,5,和系杆,8,使齿轮,6,转动，齿轮,6,与固定在底座上的外齿圈,7,啮合，实现平台的回转第二节 单斗液压挖掘机,四、液压系统,将液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件和其它辅件、管路按作业要求连接起来，称为液压系统单斗液压挖掘机的液压系统各式各样，一般按,主油泵的数量,、,功率调节方式,和,回路的数量,来分类六类基本形式：,单泵或双泵单路定量系统,，,双泵双路定量系统,，多泵多路定量系统，,双泵双路分功率调节变量系统,，,双泵双路全功率调节变量系统,和多泵多路定量、变量混合系统另外，还有,开式油路,与,闭式油路,之分1,、单泵单路定量系统,支腿,支腿,铲斗,动臂,斗柄,马达,动臂,转斗,2,、双泵双路定量系统,推土,3,、双泵双路分功率调节变量系统,主泵为两台轴向柱塞式变量泵挖掘机小负荷时，泵输出的流量大，动作速度快；,大负荷时，泵输出的流量小，工作装置可以较低的速度克服较大的负荷。

油量的改变是通过压力变化反馈到泵本身的变量调节机构来实现的由于每台泵只能输出发动机功率的二分之一，并且各自独立调节，故称为分功率调节变量系统3,、双泵双路分功率调节变量系统,铲斗,动臂,斗柄,回转,4,、双泵双路全功率调节变量系统,主泵为,双联斜轴泵,；,在任何供油压力下，都能输出,全部功率,两个泵是同步变量的，流量总是相等决定泵流量变化的压力不是,P1,、,P2,的单数值，而是,P1,P2,；,全功率变量系统有以下特点：,当一台泵空载时，另一台泵可以输出全部功率；,可保证左右履带,同步运行,；,挖掘作业中，卸土完毕后机械的,回转,和,动臂的下降,可同时动作，从而提高了作业效率第二节 单斗液压挖掘机,五、轮式挖掘机的悬挂与支腿工作原理,摆动式悬挂平衡装置,第二节 单斗液压挖掘机,液压悬挂与支腿联动作用示意图,闭锁阀,联动换向阀,换向阀,44,六、行走装置,挖掘机的,行走,支承部分，承受挖掘机的自重及工作装置挖掘时的反力，,设计时,应满足：较大的牵引力，较强的爬坡能力和转弯能力，较大的离地间隙，通过性能好，较大的支承面积，对地比压小；,矿用液压挖掘机普遍采用履带行走装置，包括：底座、履带架、驱动轮、导向轮、支重轮、托链轮、履带、张紧装置、传动装置等，构造与机械式挖掘机行走装置类似；,第二节 单斗液压挖掘机,45,行走装置,构造：,一般都设有,2-3,种不同宽度的履带板，以适应不同的对地比压要求；驱动轮通常放在后部，导向轮为光轮，引导履带弯曲；多用多支点式履带行走装置；底座一般为组合式结构，既便于拆装和运输，也便于实现履带架的变型；,传动方式：,两条履带采用独立驱动，可以同步前进、后退，也可以一条驱动、一条制动转弯，两条方向转动，可实现原地转弯；,。