挖掘机液压缸设计计算结构设计.doc

挖掘机液压缸设计计算结构设计 1 绪论 1.1 小型挖掘机的概述 小型挖掘机主要用于城市、狭窄地区，代替人力劳动。主要作业是挖掘、装载、整地、起重等，用于城市管道工程、道路、住宅建设、基础工程和园林作业等。小型挖掘机体积小，机动灵活，并趋向于一机多能，配备多种工作装置，除正铲、反铲外，还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲等，以满足各种施工的需要。与此同时，发展专门用途的特种挖掘机，如低比压、低嗓声、水下专用和水陆两用挖掘机等。总之它是一种多用途万能型的城市建设机械。由于这种机械的特点很靠近人，因此在设计上除了要求耐久性、可靠性和作业效率等，还需着重考虑人、机、环境的协调，特别要注意以下几点： 1.安全性即机械作业过程中不要与周围的人和物相碰撞，防倾翻稳定性好。 2.低公害即排放要求高、低震动、低噪音，声音要比较悦耳。 3.与周围环境能调和，形象要美观，形体和色彩不要引起人们不愉快感，对人有亲和感。 4.尽量扩大其使用功能，可装多种附属装置，应成为城市万能型工程机械。 5.操纵简便，任何人一学就会，都能操纵。 小型挖掘机具有中型挖掘机的多项功能，又具有便于运输、能耗低、灵活、适应性强等优势，非常适用于空间狭小的施工场地作业，而且价格低、质量轻、保养维修方便，所以在小型土石方工程、市政工程、路面修复、混凝土破碎、电缆埋设、自来水管道的铺设、园林栽培等工程中得到了广泛的应用。由于满足基本的挖掘·、装载、整地、起重等功能外，必须考虑到工作空间小(人力所不能至)、地形复杂、方便操作、可控，目前市场对小型挖掘机性能要求如下： 1.改进挖掘机可控性和控制精确性以及复合动作。 2.简化液压系统、降低成本，达到大作业量与低油耗的动态平衡。 3.改进工作可靠性。 4.改进驾驶操作舒适性及降低劳动强度，提高单位生产率。 5.改进操作安全性。 6.低振动、低噪音适用生活区工作。 同时，小型挖掘机的设计原则是确保设备可以在狭窄、复杂，也就是大型挖掘机不能进入的地区进行高效施工。小型挖掘机因使用环境的特殊要求，它必须具有如起重机的精细作业等特性，此有别于中大型挖掘机。中国的小挖市场(指机重13t以下)在中国挖掘机行业过去的十年，关键配套液压件等的先天性国产缺损，导致了在中大型挖掘机市场被韩、日、美、欧等外资企业瓜分了90%以上的分额。经十年艰苦奋斗，国内企业夺回了近27%份额，特别是大型和小型液压挖掘机上，近两年已有较大起色。中国小型挖掘机市场上人们好像又看到了中国制造的“曙光”，正在夺回和扩大国产小挖市场。国内小挖制造企业正由少数几家发展到60余家，这不能不说这是行业的大发展，而且出现了许多年产销量超千台企业。 1.2 挖掘机液压系统概述 按照挖掘机工作装置和各个机构的传动要求，把各种液压元件用管路有机地连接起来就组成一个挖掘机液压系统。它是以油液为工作介质、利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送，然后通过液压缸和液压马达等执行元件将液压能转变为机械能，进而实现挖掘机的各种动作。按照不同的功能可将挖掘机液压系统分为三个基本部分：工作装置系统，回转系统、行走系统。挖掘机的工作装置主要由动臂、斗杆、铲斗及相应的液压缸组成，它包括动臂、斗杆、铲斗三个液压回路。回转装置的功能是将工作装置和上部转台向左或向右回转，以便进行挖掘和卸料，完成该动作的液压元件是回转马达。回转系统工作时必须满足如下条件：回转迅速、起动和制动无冲击、振动和摇摆，与其它机构同时动作时，能合理地分配去各机构的流量。行走装置的作用是支撑挖掘机的整机质量并完成行走任务，多采用履带式和轮胎式机构，所用的液压元件主要是行走马达。行走系统的设计要考虑直线行驶问题，即在挖掘机行走过程中，如果某一工作装置动作，不致于造成挖掘机发生行走偏转现象。 挖掘机的动作复杂，主要机构经常启动、制动、换向，负载变化大，冲击和振动频繁，而且野外作业，温度和地理位置变化大，因此挖掘机的液压系统应满足如下要求： （1）要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以相互配合实现复合动作。 （2）工作装置的动作和转台的回转既能单独进行，又能复合动作，以提高挖掘机的生产率。 （3）履带式挖掘机的左、右履带分别驱动，使挖掘机行走方便、转向灵活，并且可就地转向，以提高挖掘机的灵活性。 （4）保证挖掘机工作安全可靠，且各执行元件（液压缸、液压马达等）良好的过载保护；回转机构和行走装置有可靠的制动和限速；防止动臂因自重而快速下降和整机超速溜坡。 为此，液压系统应做到： （1）有高的传动效率，以充分发挥发动机的动力性和燃料使用经济性。 （2）液压系统和液压元件在变化大的负载、急剧的振动作用下，具有足够 的可靠性。 （3）设置轻便耐振的冷却器，减少系