2017毕业论文-小型液压挖掘机挖掘工作装置设计

2017毕业论文-小型液压挖掘机挖掘工作装置设计2017毕业论文-小型液压挖掘机挖掘工作装置设计小型液压挖掘机挖掘工作装置设计摘要挖掘机广泛的应用于建筑行业，排水灌溉，采矿，清除障碍和露天开矿等各种场合。它对减轻繁重的体力劳动，保证工程的质量，加快建设的速度，提高劳动的生产率起到了巨大的作用。随着液压传动的技术在工程机械上广泛应用，单斗液压挖掘机也有了迅速的发展。液压挖掘机具有质量轻、体积小、结构紧凑、挖掘力大、操纵轻便，以及易实现无级变速和自动控制等一系列的优点。为了能满足不同的作业要求，其工作装置也有很多类型。例如：正铲，反铲，牵引绳，塔式等。在上述的工作装置中，反铲挖掘机应用的最为广泛，因而合理设计工作装置具有十分重要的意义。本论文主要对由动臂、斗杆、铲斗、连杆机构等组成的小型液压挖掘机工作装置进行设计。具体内容包括以下的五部分:挖掘机工作装置的总体设计；挖掘机的工作装置详细的机构运动学分析；工作装置各部分的基本尺寸的计算和验证；工作装置主要部件的结构设计。通过静强度与动强度分析，得出了工作装置在静载荷下结构是安全的。并利用同类机械的的参数做相应的调试，得出一套较合理的参数，为后续的工作打好了基础。关键词：挖掘机；液压；动臂；斗杆；铲斗THEDESIGNOFWORKINGDEVICEOFSMALLHYDRAULICEXCAVATORABSTRACTExcavatorsarewidelyusedinallbranchesofconstructions,todrainandirrigateland,extractusefulminerals,theremovalofobstacleandtheopen-castexcavationofcoalandore.Theyplayatremendousroleinrelievinglaborforce,ensuringprojectquality,acceleratingthespeedofconstructionandimprovingthelaborproductivity.Withthegreatdevelopmentofhydraulictechnology,thesinglebuckethydraulicexcavatorhasbeenimprovinggreatly.Thehydraulicexcavatorisprovidedagreatmanyadvantages,suchaslightweight,smallvolume,compactstructure,powerfuldigforce,easyoperate,continuousvariablevelocity,automaticcontrolsandsoon.Inordertomeetthedifferentrequirements,theworkingdevicealsohasmanytypes.Forexample:dippershovel,pullshovel,dragline,jibcrane,towercraneandsoon.Intheaboveworkdevice,backhoeexcavatorisusedmostwidely,sotherationaldesignofworkdeviceisofgreatsignificance.Inthispaper,mainlybytheboom,bucketrod,bucket,excavatorlinkagecomponentofsmallhydraulicexcavatorworkingdevicedesign.Itincludesthefollowingseveralparts:theoveralldesignofexcavatorworkdevice;excavatorworkingdevicedetailedkinematicsanalysis;thebasicsizecalculationandverificationofeachpartofWorkingdevice;Throughthestaticstrengthanddynamicstrengthanalysis,thedeviceunderstaticloadingstructureissafe.Usethesamemechanicalparametersofthecommissioning,toderiveasetofreasonableparameters,forthefollow-upworktolayagoodfoundation.KeyWord:Excavator;Hydraulic;Movablearm,Dipper,Bucket目录1绪论……………………………………………………………………………11.1课题设计的背景和意义………………………………………………………11.2挖掘机的行业现状……………………………………………………………11.3挖掘机技术发展趋势…………………………………………………………21.4工程机械的前景展望…………………………………………………………32小型液压挖掘机反铲工作装置结构方案设计…………………………………32.1引言……………………………………………………………………………32.2液压挖掘机的工作原理与基本组成分析……………………………………32.3反铲工作装置的结构设计方案分析…………………………………………52.3.1反铲工作装置的结构形式及结构特点……………………………………52.4本章小结………………………………………………………………………73小型液压挖掘机反铲工作装置参数设计………………………………………73.1工作装置的设计原则与参数说明……………………………………………73.1.1反铲工作装置的设计原则…………………………………………………73.1.2机构自身的几何参数设计…………………………………………………83.2反铲工作装置几何参数的设计计算…………………………………………83.2.1铲斗机构主要参数的设计计算过程………………………………………83.2.2动臂结构参数的计算过程…………………………………………………93.2.3斗杆机构及斗杆液压缸参数的设计计算…………………………………133.2.4铲斗机构及铲斗液压缸主要参数的设计过程……………………………153.2.5动臂液压缸的设计计算……………………………………………………183.2.6液压系统闭锁压力的确定分析……………………………………………204反铲工作装置的载荷分析计算…………………………………………………214.1工况分析以及确定不利工况…………………………………………………214.2第一种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算………………………………244.3第二种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算………………………………284.4第三种工况位置下动臂和斗杆受力分析计算………………………………324.5斗杆内力图分析………………………………………………………………374.6动臂内力图分析………………………………………………………………385挖掘机工作装置截面尺寸的设计与校核………………………………………4025.1工作装置斗杆截面尺寸的设计与校核………………………………………415.1.1斗杆的强度校核……………………………………………………………415.1.2斗杆稳定性校核……………………………………………………………425.1.3铰座挤压强度校核…………………………………………………………425.2动臂截面尺寸设计与校核……………………………………………………435.2.1动臂强度校核………………………………………………………………445.2.2动臂稳定性校核……………………………………………………………465.2.3铰座的挤压强度校核………………………………………………………466结论………………………………………………………………………………58参考文献……………………………………………………………………………59致谢…………………………………………………………………………………501绪论1.1课题设计的背景和意义总所周知，我国是一个发展中的国家，在其广阔的土地上正在进行着大规模经济建设，这就需要很多土石方施工机械为建设服务，而我们知道液压挖掘机是一类最重要的土石方的施工机械。它有适应性强、作业效率高等优点，而这是施工单位所重视的。因而，在我国存在一个巨大的液压挖掘机的市场。近年来，从以下数据我们可以看出我国液压挖掘机的生产量在不断地增加中：1994年时全国液压挖掘机的产量是2010台，1995年是2366台，1996年产量则达到3104台，1997年是3341台，1998年产量则达到4021台，而1999年全国液压挖掘机的产量将近6000台，要比1998年增长了近40%。从1994年到1999年这近5年的时间里，我国液压挖掘机的产量翻了两番[1]。另外一方面，现在广大的用户，各级施工单位越来越看重液压挖掘机在施工中的作业。用液压挖掘机在很多场合来替换装载机和推土机进行施工作业的合理性越来越明显。因此，我们可肯定液压挖掘机发展空间是很大的[2]。我国经济建设在不断发展，液压挖掘机的需求量也将逐年的增长。我们可以预测，今后的几年里我国的液压挖掘机行业将有一个很大的发展空间。国内市场，主要由交通运输工业，能源工业，原材料工业等领域组成[3]。科学在不断的发展，社会在不断进步，则对挖掘机各方面的性能要求也将不断的提高。国内外的各个生产厂家都在积极的采用新技术、新工艺、新结构来提高其使用性能。如德国阿特拉斯公司所生产的挖掘机则装有新兴的发动机转速的调节装置，使挖掘机能按照最适合其作业所要求的速度来进行工作4]。液压挖掘机主要是由发动机、工作装置、液压系统、、行走装置和电气控制等部分所组成的。其工作装置是直接用来完成挖掘任务的装置，它则是由动臂、斗杆、铲斗等三部分的铰接而成。动臂的起落、斗杆的伸缩和铲斗的转动都是用往复式双作用液压油缸来控制的。工作装置是其重要组成部分，直接的影响挖掘机的工作状态。本次毕业设计将围绕液压挖掘机的工作装置来进行设计。1.2挖掘机的行业现状[1][2]自从20世纪90年代来，中国经济就快速的发展，中国的工程机械行业也步入快速的发展期。近些年来，小型的工程机械作为后起之秀，在施工作业过程1第页共50页中，开始有部分取代了中大型机械的位置，受到了用户的欢迎。目前，我国的小型液压挖掘机市场正处在高速发展的阶段。随着我国的城镇化进程向广度和深度的发展，其工程的业务量所占社会施工总量的比重也会越来越大。据估算，一台10吨位的小型挖掘机作业效率相当于30～50个劳动力，这样就极大地降低了施工和管理的成本，使得小型挖掘机的需求量也在不断上升。我们知道2002年的行业销售量仅有1400多台，而到了2006年却达到了1.7万余台，到2007年就已达2万余台，而2008年刚过去几个月，就已呈现出长足增长态势。许多国外的企业在中国加大投资，进军小挖产业这正是他们看好中国的工程机械市场具体的表现。从市场的份额来讲，国内的小型挖掘机市场主要还是以斗山、现代、小松和日立等日韩的品牌为主，约占整个行业销量的一半以上。本土的小型挖掘机经山河智能、玉柴等供应商多年努力，也正在逐步得扩大市场占有率。目前国内小挖企业市场的份额每年都有大幅攀升。近几年来，小型挖掘机的市场持续强力的增长，特别在出口方面，小型挖掘机对我国的工程机械行业出口市场起到一定的引领作用。我国本土的小型挖掘机有质优价廉，性价比高等优势，也受到了海外市场的青睐。2007年我国的小型挖掘机市场销量突破2万台大关，其中的近20％小挖销量则是出口海外市场的，其中国内有些小挖制造商的出口比例则达到40％以上，以满足海外市场需求。1.3挖掘机技术发展趋势[5]自20世纪后期开始，挖掘机的生产则向