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沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 1 沈陽化工大學科亞學院畢業(yè)論文文獻綜述 挖掘機手臂設計實驗裝置設計文獻綜述 姓名 王卓 班級 機制 1102 指導教師 趙艷春 摘要 單 斗 挖 掘 機 利 用 單 個 鏟 斗 挖 掘 土 壤 或 礦 石 的 自 行 式 挖 掘 機 械 由 工 作 置 轉 臺 和 行 走 裝 置 等 組 成 作 業(yè) 時 鏟 斗 挖 掘 滿 斗 后 轉 向 卸 土 點 卸 土 空 斗 返 轉 挖 掘 點 進 行 周 期 作 業(yè) 廣 泛 應 用 在 房 屋 建 筑 施 工 筑 路 工 程 水 電 建 設 農(nóng) 田 改 造 和 軍 事 工 程 以 及 露 天 礦 場 露 天 倉 庫 和 采 料 場 中 根 據(jù) 工 作 裝 置 分 正 鏟 反 鏟 刨 鏟 拉 鏟 抓 鏟 也 稱 抓 斗 等 形 式 正 鏟 挖 掘 機 的 鏟 斗 鉸 裝 于 斗 桿 端 部 由 動 臂 支 持 其 挖 掘 動 作 由 下 向 上 斗 齒 尖 軌 跡 常 呈 弧 線 適 于 開 挖 停 機 面 以 上 的 土 壤 反 鏟 挖 掘 機 的 鏟 斗 也 與 斗 桿 鉸 接 其 挖 掘 動 作 通 常 由 上 向 下 斗 齒 軌 跡 呈 圓 弧 線 適 于 開 挖 停 機 面 以 下 的 土 壤 刨 鏟 挖 掘 機 的 鏟 斗 沿 動 臂 下 緣 移 動 動 臂 置 于 固 定 位 置 時 斗 齒 尖 軌 跡 呈 直 線 因 而 可 獲 得 平 直 的 挖 掘 面 適 于 開 挖 斜 坡 邊 溝 或 平 整 場 地 拉 鏟 挖 掘 機 的 鏟 斗 呈 畚 箕 形 斗 底 前 緣 裝 斗 齒 工 作 時 將 鏟 斗 向 外 拋 擲 于 挖 掘 面 上 鏟 斗 齒 借 斗 重 切 入 土 中 然 后 由 牽 引 索 拉 曳 鏟 斗 挖 土 挖 滿 后 由 提 升 索 將 斗 提 起 轉 臺 轉 向 卸 土 點 鏟 斗 翻 轉 卸 土 可 挖 停 機 面 以 下 的 土 壤 還 可 進 行 水 下 挖 掘 挖 掘 范 圍 大 但 挖 掘 精 確 度 差 抓 鏟 挖 掘 機 的 鏟 斗 由 兩 個 或 多 個 顎 瓣 鉸 接 而 成 顎 瓣 張 開 擲 于 挖 掘 面 時 瓣 的 刃 口 切 入 土 中 利 用 鋼 索 或 液 壓 缸 收 攏 顎 瓣 挖 抓 土 壤 松 開 顎 瓣 即 可 卸 土 用 于 基 坑 或 水 下 挖 掘 挖 掘 深 度 大 也 可 用 于 裝 載 顆 粒 物 料 土 方 工 程 中 常 用 的 中 小 型 挖 掘 機 其 工 作 裝 置 可 以 拆 換 換 裝 上 不 同 鏟 斗 可 進 行 不 同 作 業(yè) 還 可 改 裝 成 起 重 機 打 樁 機 夯 土 機 等 故 稱 通 用 多 能 挖 掘 機 采 掘 或 礦 用 挖 掘 機 一 般 只 配 備 一 種 工 作 裝 置 進 行 單 一 作 業(yè) 故 稱 專 用 挖 掘 機 反 鏟 裝 置 作 為 單 斗 挖 掘 機 工 作 裝 置 的 一 種 主 要 形 式 在 工 程 實 踐 中 占 有 重 要 地 位 反 鏟 裝 置 的 各 組 成 部 分 有 各 種 不 同 的 外 形 要 根 據(jù) 設 計 要 求 選 用 適 合 的 結 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 2 構 并 對 其 作 運 動 分 析 然 后 在 滿 足 機 構 運 動 要 求 的 基 礎 上 對 各 機 構 參 數(shù) 進 行 理 論 計 算 確 定 各 機 構 尺 寸 參 數(shù) 確 定 挖 掘 機 反 鏟 裝 置 的 基 本 輪 廓 挖 掘 阻 力 和 挖 掘 力 是 衡 量 挖 掘 機 性 能 參 數(shù) 的 重 要 性 能 指 標 對 其 分 析 計 算 至 關 重 要 挖 掘 阻 力 主 要 與 挖 掘 對 象 及 自 身 尺 寸 參 數(shù) 有 關 而 挖 掘 力 則 受 眾 多 條 件 限 制 危 險 工 況 的 分 析 是 關 鍵 點 在 挖 掘 力 分 析 基 礎 上 可 對 各 桿 件 鉸 接 點 進 行 力 的 分 析 計 算 并 進 行 機 構 設 計 的 合 理 性 分 析 本 文 設 計 主 要 包 括 挖 掘 機 手 臂 各 個 部 件 的 結 構 設 計 斗 桿 動 臂 長 度 的 選 取 以 及 斗 桿 和 動 臂 的 應 力 要 求 計 算 1 機 構 部 分 的 設 計 主 要 是 考 慮 到 各 個 部 件 能 否 很 好 的 安 裝 和 定 位 以 及 安 裝 和 定 位 后 能 否 按 照 要 求 正 常 工 作 2 各 個 部 件 主 要 是 通 過 銷 軸 來 連 接 的 所 以 就 應 校 核 銷 軸 的 強 度 要 求 3 液 壓 挖 掘 機 的 動 力 元 件 是 液 壓 缸 關 鍵 字 單 斗 挖 掘 機 反 鏟 裝 置 運 動 分 析 力 學 分 析 強 度 校 核 挖掘機手臂設計實驗裝置及發(fā)展 1 挖 掘 機 手 臂 設 計 裝 置 基 本 組 成 單 斗 挖 掘 機 的 動 力 裝 置 有 柴 油 機 驅 動 電 驅 動 稱 電 鏟 蒸 汽 機 驅 動 和 復 合 驅 動 等 其 傳 動 有 機 械 傳 動 和 液 壓 傳 動 等 其 行 走 裝 置 有 履 帶 式 輪 胎 式 軌 道 式 步 行 式 和 浮 式 轉 臺 可 作 360 全 回 轉 或 局 部 回 轉 土 木 建 筑 施 工 中 常 用 的 為 柴 油 機 驅 動 全 回 轉 液 壓 傳 動 挖 掘 機 2 挖 掘 機 手 臂 的 工 作 原 理 機 械 傳 動 單 斗 挖 掘 機 利 用 齒 輪 鏈 條 鋼 索 滑 輪 組 等 傳 動 件 傳 遞 動 力 的 挖 掘 機 常 見 的 為 正 鏟 挖 掘 機 其 動 臂 中 間 裝 有 特 種 軸 承 稱 鞍 式 軸 承 斗 桿 支 承 于 此 軸 承 上 可 繞 其 轉 動 并 利 用 齒 輪 齒 條 或 鋼 索 進 行 伸 縮 作 業(yè) 時 以 動 臂 為 支 承 斗 桿 伸 出 將 斗 齒 強 制 壓 入 挖 掘 面 同 時 由 起 升 索 提 升 鏟 斗 進 行 挖 土 鏟 斗 底 部 可 以 開 啟 以 進 行 卸 土 轉 臺 回 轉 借 齒 輪 傳 動 并 采 用 滾 球 式 或 滾 柱 式 回 轉 支 承 大 型 機 也 常 采 用 滾 輪 式 回 轉 支 承 但 摩 擦 阻 力 矩 大 整 機 行 走 由 發(fā) 動 機 通 過 鏈 條 和 齒 輪 傳 動 來 完 成 輪 胎 式 行 走 裝 置 由 于 底 盤 結 構 和 承 載 能 力 的 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 3 限 制 只 適 用 于 中 小 型 挖 掘 機 機 械 傳 動 挖 掘 機 的 主 要 技 術 參 數(shù) 是 鏟 斗 容 量 常 據(jù) 以 計 算 機 械 生 產(chǎn) 率 和 估 算 運 土 車 輛 的 車 斗 大 小 此 種 挖 掘 機 由 于 重 量 大 機 構 性 能 不 能 很 好 地 滿 足 作 業(yè) 要 求 操 縱 不 輕 便 故 中 小 型 機 已 基 本 上 被 液 壓 傳 動 挖 掘 機 所 取 代 液 壓 傳 動 單 斗 挖 掘 機 利 用 油 泵 液 壓 缸 液 壓 馬 達 等 元 件 傳 遞 動 力 的 挖 掘 機 油 泵 輸 出 的 壓 力 油 分 別 推 動 液 壓 缸 或 馬 達 工 作 使 機 械 各 相 應 部 分 運 轉 常 見 的 是 反 鏟 挖 掘 機 見 彩 圖 反 鏟 作 業(yè) 時 動 臂 放 下 作 為 支 承 由 斗 桿 液 壓 缸 或 鏟 斗 液 壓 缸 將 鏟 斗 放 在 停 機 面 以 下 并 使 之 作 弧 線 運 動 進 行 挖 掘 和 裝 土 然 后 提 起 動 臂 利 用 回 轉 馬 達 轉 向 卸 土 點 翻 轉 鏟 斗 卸 土 整 機 行 走 采 用 左 右 液 壓 馬 達 驅 動 馬 達 正 逆 轉 配 合 可 以 進 退 或 轉 彎 輪 胎 行 走 也 有 由 發(fā) 動 機 經(jīng) 變 速 箱 主 傳 動 軸 和 差 速 器 傳 動 的 但 機 構 復 雜 中 小 型 機 多 采 用 雙 泵 驅 動 也 有 再 添 設 一 泵 單 獨 驅 動 回 轉 機 構 的 可 以 節(jié) 省 功 率 液 壓 傳 動 挖 掘 機 的 主 要 技 術 參 數(shù) 是 鏟 斗 容 量 也 有 以 機 重 或 發(fā) 動 機 功 率 為 主 要 參 數(shù) 的 此 種 挖 掘 機 結 構 緊 湊 重 量 輕 常 擁 有 品 種 較 多 的 可 換 工 作 裝 置 以 適 應 各 種 作 業(yè) 需 要 操 作 輕 便 靈 活 工 作 平 穩(wěn) 可 靠 故 發(fā) 展 迅 速 已 成 為 挖 掘 機 的 主 要 品 種 3 單 項 挖 掘 機 裝 置 發(fā) 展 概 況 最 早 的 挖 掘 機 設 備 室 用 于 十 六 世 紀 意 大 利 威 尼 斯 運 河 的 疏 浚 工 作 隨 著 工 業(yè) 發(fā) 展 科 學 技 術 的 進 步 單 斗 挖 掘 機 也 由 于 新 技 術 新 工 藝 的 采 用 而 不 斷 地 發(fā) 展 改 進 但 它 的 基 本 工 作 原 理 至 今 未 變 動 力 裝 置 以 及 控 制 方 式 的 不 斷 革 新 基 本 上 反 映 了 挖 掘 機 發(fā) 展 的 以 下 幾 個 階 段 1 蒸 汽 機 驅 動 的 挖 掘 機 從 發(fā) 明 到 廣 泛 應 用 大 約 經(jīng) 歷 了 100年 當 時 主 要 用 于 開 挖 運 河 和 修 建 鐵 路 結 構 型 式 由 軌 道 行 走 的 半 回 轉 式 發(fā) 展 到 履 帶 行 走 的 全 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 4 回 轉 式 2 挖 掘 機 傳 動 型 式 的 液 壓 化 是 挖 掘 機 由 機 械 傳 動 型 式 的 傳 統(tǒng) 結 構 發(fā) 展 到 現(xiàn) 代 結 構 的 一 次 躍 進 隨 著 液 壓 傳 動 技 術 的 迅 速 發(fā) 展 四 十 年 代 至 五 十 年 代 初 挖 掘 機 開 始 應 用 于 液 壓 傳 動 并 且 由 半 液 壓 發(fā) 展 到 全 液 壓 傳 動 產(chǎn) 量 日 益 增 長 六 十 年 代 初 期 液 壓 挖 掘 機 產(chǎn) 量 占 挖 掘 機 總 產(chǎn) 量 的 15 發(fā) 展 到 七 十 年 代 初 期 占 總 產(chǎn) 量 90 左 右 近 年 來 西 歐 市 場 出 售 的 挖 掘 機 幾 乎 己 全 部 采 用 液 壓 傳 動 與 此 同 時 斗 輪 挖 掘 機 輪 斗 挖 溝 機 等 工 作 裝 置 和 臂 架 升 降 等 部 分 也 采 用 了 液 壓 傳 動 大 型 礦 用 挖 掘 機 在 基 本 傳 動 型 式 不 變 的 情 況 下 其 工 作 裝 置 也 改 為 液 壓 驅 動 3 控 制 方 式 的 不 斷 革 新 使 挖 掘 機 由 簡 單 的 杠 桿 操 縱 發(fā) 展 到 液 壓 操 縱 氣 壓 操 縱 液 壓 伺 服 操 作 和 電 氣 控 制 無 線 電 遙 控 最 近 又 出 現(xiàn) 了 電 子 計 算 機 綜 合 程 序 控 制 控 制 人 員 可 在 遠 離 施 工 現(xiàn) 場 的 集 中 控 制 室 內(nèi) 通 過 工 業(yè) 電 視 監(jiān) 視 數(shù) 臺 挖 掘 機 工 作 4 現(xiàn) 在 的 挖 掘 機 趨 向 于 大 型 化 微 型 化 多 能 化 和 專 用 化 大 型 礦 用 挖 掘 機 將 繼 續(xù) 增 大 斗 容 量 以 降 低 挖 方 單 價 結 合 城 市 和 農(nóng) 村 建 設 需 要 則 發(fā) 展 輕 便 靈 活 的 微 型 機 產(chǎn) 量 大 的 中 小 型 機 趨 向 于 一 機 多 能 發(fā) 展 多 種 工 作 裝 置 以 便 進 行 不 同 作 業(yè) 為 解 決 特 殊 施 工 還 要 發(fā) 展 低 比 壓 低 噪 聲 水 下 專 用 水 陸 兩 用 等 特 種 專 用 挖 掘 機 4 現(xiàn)擁有單斗挖掘機的廠家 深圳玉工機械有限公司 YG30 9X 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 5 沃爾華集團 DLS890 9A 輪式液壓挖掘機 小松 PC200 8 挖掘機 三一重工股份有限公司 SY355H 9 大型挖掘機 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 6 Cat 卡特 313D 系列 2 液壓挖掘機 徐工集團 XXE150W 加藤挖掘機 HD1430R 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 7 龍工挖掘機 LG6060D 挖掘機 廈工機械股份有限公司 LT230 履帶式液壓挖掘機 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 8 沃爾沃 240 挖掘機 設計總結 挖 掘 機 手 臂 是 由 液 壓 缸 控 制 的 因 此 要 對 液 壓 傳 動 液 壓 缸 和 液 壓 泵 的 運 作 做 逐 一 了 結 液 壓 傳 動 原 理 以 油 液 作 為 工 作 介 質 通 過 密 封 容 積 的 變 化 來 傳 遞 運 動 通 過 油 液 內(nèi) 部 的 壓 力 來 傳 遞 動 力 1 動 力 部 分 將 原 動 機 的 機 械 能 轉 換 為 油 液 的 壓 力 能 液 壓 能 2 執(zhí) 行 部 分 將 液 壓 泵 輸 入 的 油 液 壓 力 能 轉 換 為 帶 動 工 作 機 構 的 機 械 能 3 控 制 部 分 用 來 控 制 和 調(diào) 節(jié) 油 液 的 壓 力 流 量 和 流 動 方 向 4 輔 助 部 分 將 前 面 三 部 分 連 接 在 一 起 組 成 一 個 系 統(tǒng) 起 貯 油 過 濾 測 量 和 密 封 等 作 用 在 一 定 體 積 的 液 體 上 的 任 意 一 點 施 加 的 壓 力 能 夠 大 小 相 等 地 向 各 個 方 向 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 9 傳 遞 這 意 味 著 當 使 用 多 個 液 壓 缸 時 每 個 液 壓 缸 將 按 各 自 的 速 度 拉 或 推 而 這 些 速 度 取 決 于 移 動 負 載 所 需 的 壓 力 在 液 壓 缸 承 載 能 力 范 圍 相 同 的 情 況 下 承 載 最 小 載 荷 的 液 壓 缸 會 首 先 移 動 承 載 最 大 載 荷 的 液 壓 缸 最 后 移 動 為 使 液 壓 缸 同 步 運 動 以 達 到 載 荷 在 任 一 點 以 同 一 速 度 被 頂 升 一 定 要 在 系 統(tǒng) 中 使 用 控 制 閥 或 同 步 頂 升 系 統(tǒng) 元 件 然 而 液 壓 泵 則 為 液 壓 傳 動 提 供 加 壓 液 體 的 一 種 液 壓 元 件 其 工 作 原 理 是 運 動 帶 來 泵 腔 容 積 的 變 化 從 而 壓 縮 流 體 使 流 體 具 有 壓 力 能 參考文獻 1 馮 培 恩 邱 清 盈 潘 雙 夏 等 機 械 產(chǎn) 品 的 廣 義 優(yōu) 化 設 計 進 程 研 究 中 國 科 學 E輯 1999 2 石 來 德 袁 禮 平 等 機 械 參 數(shù) 電 測 技 術 上 海 上 海 科 學 技 術 出 版 社 1986 3 張 如 一 陸 耀 楨 等 實 驗 應 力 分 析 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1981 4 石 來 德 曹 善 華 徐 嗚 謙 等 工 程 機 械 結 構 件 遠 程 參 數(shù) 工 程 機 械 1990 5 美 阿 弗 里 爾 實 驗 應 力 分 析 手 冊 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1985 6 石 來 德 曹 善 華 俞 麗 萍 等 單 斗 液 壓 挖 掘 機 模 型 模 擬 北 京 機 械 工 業(yè) 山 版 社 1985 7 劉 希 平 工 程 機 械 構 造 圖 冊 北 京 機 械 工 業(yè) 出 版 社 1987 8 成 大 先 機 械 設 計 手 冊 單 行 本 北 京 化 學 工 業(yè) 出 版 社 2004 9 雷 天 覺 楊 爾 莊 李 壽 剛 等 新 編 液 壓 工 程 手 冊 北 京 北 京 理 工 大 學 出 版 社 2005 10 張 玉 劉 平 等 幾 何 量 公 差 與 測 量 技 術 沈 陽 東 北 大 學 出 版 社 1999 11 羅 鵬 于 玲 等 專 業(yè) 外 語 I II III等 沈 陽 化 學 工 業(yè) 出 版 社 2004 12 劉 朝 儒 彭 福 萌 高 政 一 等 北 京 機 械 制 圖 第 四 版 高 等 教 育 出 版 社 2000 13 薛 焱 胡 騰 程 躍 華 等 北 京 中 支 版 AUTOCAD 2006基 礎 教 程 清 華 大 學 出 版 社 2005 14 美 Reed Elsevier Construction Equipment America 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 文獻綜述 10 Reed Business Infonnation 2008 15 美 Paul Golevicz New Product America THE LATEST PRODUCT DEVELOPMENT 2008 16 吳 敬 東 邱 國 俊 田 健 等 材 料 力 學 北 京 中 國 石 化 出 版 社 2008 17 鞏 云 鵬 田 萬 祿 等 主 編 機 械 設 計 課 程 設 計 沈 陽 東 北 大 學 出 版 社 2000 18 孫 志 禮 冷 興 聚 魏 嚴 剛 等 主 編 機 械 設 計 沈 陽 東 北 大 學 出 版 社 2000 19 劉 鴻 文 主 編 材 料 力 學 北 京 高 等 教 育 出 版 社 1991 20 孫 桓 陳 作 模 主 編 機 械 原 理 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2000 21 高 澤 遠 王 金 主 編 機 械 設 計 基 礎 課 程 設 計 沈 陽 東 北 工 學 院 出 版 社 1987 22 喻 子 建 張 磊 邵 偉 平 喻 子 建 主 編 機 械 設 計 習 題 與 解 題 分 析 沈 陽 東 北 大 學 出 版 社 2000 23 張 玉 劉 平 主 編 幾 何 量 公 差 與 測 量 技 術 沈 陽 東 北 大 學 出 版 社 1999