WY50挖掘机方案设计

WY50履带挖掘机方案设计编制：审核：批准：二○○五年十二月机密第I页2005年12月目录一项目概况...........................................11项目名称..............................................................................................12项目简介..............................................................................................13项目计划..............................................................................................1二设计说明书.........................................21设计原则..............................................................................................22总体方案..............................................................................................33主要系统及部件..................................................................................54主要及长周期件清单........................................................................135WY50履带挖掘机特点....................................................................136WY50履带挖掘机成本分析............................................................157与同类产品主要参数比较表............................................................17三WY50型履带挖掘机布置图...........................181WY50履带挖掘机立体效果图........................................................182WY50履带挖掘机外形图................................................................18机密第II页2005年12月3上车回转平台总布置图....................................................................184下车行走总布置图............................................................................185液压及电气系统原理图....................................................................18四设计计算书..........................................201总体参数计算....................................................................................202整机稳定性计算................................................................................25机密第1页2005年12月一项目概况1项目名称WY50型履带挖掘机。2项目简介WY50履带挖掘机是4-5吨级的小型履带式液压挖掘机，主要用于城市基础设施建设、市政工程、园林绿化工程及农田水利建设。产品特点：体积小，重量轻，运输方便，能在狭小的场地作业，装配有多种工作装置，能适应多种作业要求。WY50履带挖掘机采用液压传动，先导操纵，操纵轻便灵活。由上车回转装置、下车行走装置、反铲作业装置、推土铲四大装置和液压系统、电气系统两大系统组成。上车回转装置（上部总成）：包括动力系统、驾驶室、回转平台、回转支承、回转减速机、配重、覆盖件、暖风系统等。下车行走装置（下部总成）：包括行走架、履带链轨总成、引导轮、履带张紧装置、支重轮、托链轮、驱动轮、行走减速机等。反铲作业装置：包括动臂、斗杆、铲斗、动臂偏摆机构等推土铲：包括推土板、推土油缸等液压系统：包括主油泵、控制阀、液压油箱、液压先导操纵机构、回转马达、中央回转接头、油散热器、行走马达、滤油器等。电气系统：包括控制系统、仪表系统、报警监测系统、车辆工况显示系统及灯光系统等。3项目计划项目计划总工月为91个工月（含工艺工月），总计项目开发时间为9.5个月。详细内容见相关项目管理文件。机密第2页2005年12月二设计说明书1设计原则产品定位：国内先进、国际一流。秉承我司“以高新技术改造传统机械装备行业，促使其升级换代至国际一流水准，以不断创新的产品和无与伦比的服务，最大限度地满足客户显性的和潜在的需求”的宗旨，设计过程中：借鉴国内外一流产品，进行消化吸收、改进和提高，并结合研究院三项核心技术、进行三维设计、工业造型及涂装设计，结合BAUMACHANA2004博览会对国际知名企业如日本小松公司、美国CASE公司的同类产品进行重点调研，与国际知名企业的专家进行技术交流，学习其先进技术和经验。开发国内一流，国际先进的小型挖掘机。市场定位：立足国内、走向国际市场WY50型履带挖掘机是整机质量在4-5T级的液压挖掘机，主要用于城市道路及基础设施的建设。虽然目前国内小挖销量只占挖掘机总产量的10%左右，但已呈现强势增长的趋势，同时世界市场上小挖销量占挖掘机总产量的50%左右(见有关的市场分析资料)，因此WY50型履带挖掘机设计时应在满足国内市场的同时，必须通过CE认证，瞄准国际市场，争取出口份额。设计思路：样机测绘，整体改进，提升性能。设计过程中应借鉴测绘小松PC45MR产品，进行消化、吸收，并具有前瞻性，充分把握该产品的最新国内、外技术发展方向。在设计和工艺上，应广泛吸取国内外同类产品的先进技术，关重件均应采用国内外著名企业的优质产品，技术先进、性能优越，其设计和制造水平应达到国际同类产品的先进水平。零部件设计中应最大限度地模块化、标准化、通用化，并充分借用公司现有其它产品的部件。发动机采用国外环保节能、低噪音、低排放柴油发动机，排放满足欧美非公路用机动设备第二阶段排放标准。上部360°回转与底盘行走采用全液压传动，先导操纵。其主要配套液压元件均应采用国际知名品牌，带负载敏感控制功能。液压系统应考虑为多种基础施工设备配套，预留破碎锤等工作装置液压系统接口。行走装置应具有较大的驱动力，挖机在湿软或高低不平等不良地面上行走时具有良好的通过性能、爬坡性能和转向性能。具有较大的支撑面积或较小的接地比压，以提高整机的稳定性。在不增大整机高度的前提下使挖机具有较大的离地间隙，以提高其在不平地面上的越野性能。机密第3页2005年12月工作装置基本配置是反铲挖掘装置，带动臂偏摆机构和推土铲装置，同时可配置多种附件，以满足多种作业需要。驾驶室流线型设计，带暖风系统，座椅设计符合人机工程。液压先导控制灵活、智能化仪表显示、内饰美观实用。整机外观造型应新颖、协调、醒目、美观、大方，体现我司特色。结构设计合理，关重件要有前瞻性和技术先进性，设计中最大限度地体现模块化、标准化原则，在关键结构件设计中采用有限元计算等先进设计手段。整机应设置完善齐全的操作指示和安全保护装置，在各重要部位加以醒目的警告标志。环保、整机噪声、发动机排放应符合有关国家标准规定。整机外形尺寸应符合卡车运输的要求。总宽小于2000mm.。2总体方案2.1设计理念在测绘样机的基础之上，结合宝马展及世界小挖的最新发展技术，开发具有自身特点的小型挖机产品。2.2整机结构：WY50型履带挖掘机在结构上与中型挖掘机类似，包括上部回转装置、下部行走装置及工作装置等，但也有一些区别：发动机：采用环保节能、自然吸气日本进口发动机，满足第二阶段排放标准。液压系统：采用负荷传感（负载敏感）系统，此系统的特点是各执行元件的工作速度与负载无关，只与各操纵杆的操纵量有关，使各执行元件的相对速度保持不变，从而提高机器的控制性和操纵性；结合恒功率控制系统，能很好地适应各种作业工况，降低燃油消耗，提高作业生产率；液压系统元件采用日本和欧洲著名的液压元件厂商的产品，从而确保液压系统的可靠性。采用机电液一体化技术，使得操作更简便、舒适，同时更好地适应外界负荷的变化，降低能耗，提高作业生产率上车回转装置采用小回转结构（努力实现无尾回转结构），安装动臂摆动机构；实现侧挖，满足在非常狭窄区域内工作，适应国际市场的需求。下车行走装置为更好地适应作业场地的要求，采用加长履带架，除金属履带外也可以选装机密第4页2005年12月橡胶履带和金属橡胶复合履带，满足城市路面要求；行走设置两种速度速，以适应不同路面及作业场地。工作装置配置多种附件，以满足多种作业需要。动臂油缸大多采用单根结构。司机室采用人性化设计技术，采用减震器，座椅可调节，使操作更舒适；此外，需保养、维护的部件布置在覆盖件打开后即可接触到的地方，使保养、维护更方便。整机覆盖件外观造型新颖、协调、醒目、美观、大方，体现我司特色。2.3整机工况WY50小型挖掘机的基本动作包括：行走（左、右），动臂，斗杆，铲斗，回转，推土，动臂偏转。工况说明：1）动臂、斗杆、铲斗可以单独动作也可以互相配合实现复合动作；2）工作过程中，要求工作装置（动臂，斗杆，铲斗）的动作及转台的回转既能单独进行，又能复合进行；3）动臂的旋转可以独立进行也可和工作装置（动臂，斗杆，铲斗）复合进行；4）挖掘机的左右履带要求独立驱动，使机器行走方便，转向灵活，并且可以原地转向；5）挖掘机提供双速行驶系统，一档低速行驶或给推土板提供大的推力，二档仅用于行驶，以便快速在施工现场转移。2.4整机性能参数项目参数1标准斗容0.16m32标准铲斗宽度585mm3操作重量4800kg4接地比压0.28kg/cm²5机体尺寸(运输时)长5320mm6宽1960mm7高2590mm8最小离地间隙320mm9发动机型号YANMAR4TNV8810额定功率29.4kw/2400rpm11排放标准US.EPATier212总排气量2.189L13液压系统液压泵类型变量泵×1+齿轮泵×114主控阀类型负载敏感系统机密第5页2005年12月15回转马达类型柱塞液压马达16行走马达类型柱塞液压马达17主泵流量110L/min18最高工作压力24.5Mpa19回转速度0–9.5r/min20行走装置行驶速度4.6/2.8km/h21履带类型钢/橡胶/钢-橡胶复合22履带宽度400mm23履带中心距1560mm24轮间距1940mm25最大行驶牵引力40kN26爬坡能力60%27挖掘性能铲斗挖掘力36kN28斗杆挖掘力25kN29最大挖掘高度5320mm30最大卸载高度3680mm31最大挖掘深度3600mm32最大挖掘范围5870mm33最大垂直挖掘深度2870mm34动臂偏摆左70°右5035后部最小回转半径1060mm36前部最小回转半径2360mm37推土板宽1960mm38高355mm39升降距离（上/下）430/330mm40燃油箱容量60L41液压油箱容量50L3主要系统