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毕业设计
挖掘机工作机构的设计
THE DESIGN OF
EXCAVATOR’S WORKING MECHANISM
学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师
20**年 05月 27日
徐州工程学院毕业设计
摘要
本文设计的是一种挖掘机的挖掘装置，在为工业、民用上有特殊用途的挖掘装载机，它可以用于煤矿井下狭小空间清理、装载、运输等工作，也可以用于冶金、矿山、隧道建设等场合的挖掘装载工作。在本设计中，通过对国内外现有技术的了解和分析，利用任务书上所给定的挖掘机铲斗额定装载载荷，先计算出铲斗的斗容，而后选用标准容量铲斗，根据所选出的标准铲斗，计算出挖掘机的最大铲取阻力、最大卸载高度、最小卸载距离等一些设计所必需用到的量。通过对工作机构上九个铰接点位置的确定来设计出动臂的模型及动臂上各点的受力，然后计算出举臂油缸和转斗油缸的内径、活塞杆的杆径，选出标准的液压缸。
关键词：铲斗；液压缸；动臂；挖掘机
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Abstract
In this paper, the design is a mini-excavators, as for the industry, there are special-purpose civilian loading machinery, it can be used in underground coal mines to clear a narrow space, loading, transport, etc., can also be used for metallurgy, mining, occasions, such as tunnel construction excavation work load.In this design, both at home and abroad through the understanding of existing technology and analysis, the use of task books given by the excavator bucket load rated load, calculate the first bucket of the bucket capacity, and then choose the standard size of the bucket, elected in accordance with standard bucket, to calculate the largest excavator shovel access resistance, the maximum unloading height, minimum distance, such as unloading the design used in the volume necessary. Through the work of nine institutions to determine the location of hinge points out to design the model and the moving arm arm stress points, and then calculate the fuel tank and to fight the diameter of the fuel tank, the rod diameter rod, the election a standard hydraulic cylinders.
Keywords: bucket hydraulic cylinder boom excavator
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目 录
1绪论 ...................................................................... 1 1.1课题背景及目的 ........................................................ 1 1.2 挖掘机发展简史 ........................................................ 1 1.3 挖掘机的基本类型 ...................................................... 1 1.4 国内外研究状况 ........................................................ 2 1.5 论文构成及研究内容 .................................................... 3 2 总体方案设计 .............................................................. 4 2.1 工作装置构成 ........................................................... 4 2.2 动臂及斗杆的结构形式 ................................................... 6 2.3 铲斗的结构选择 ......................................................... 6 2.4 液压挖掘机工矿分析 ..................................................... 6 2.5 液压挖掘机工作装置设计要求 ............................................ 10 2.6 液压挖掘机工作装置的设计原则 .......................................... 13 3工作装置运动学分析 ....................................................... 14 3.1 动臂运动分析 .......................................................... 14 3.2 斗杆的运动分析 ........................................................ 15 3.3 铲斗的运动分析 ........................................................ 16 3.4 特殊工作位置计算： .................................................... 19 4 反铲装置的设计 ........................................................... 22 4.1 挖掘装载机工作装置典型工况分析确定 .................................... 22 4.2 挖掘装载机工作装置的基本参数的选择 .................................... 23 4.3 油缸基本参数的选择和计算 .............................................. 29 5 挖掘装置受力计算和强度计算 ............................................... 34 5.1、挖掘阻力的计算 ....................................................... 34 5.1.1铲斗挖掘阻力的计算 ................................................. 34 5.1.2斗杆挖掘阻力计算 ................................................... 35 5.2 工作液压缸的理论挖掘力 ............................................... 35 5.2.1铲斗挖掘时，铲斗缸的理论挖掘力 ..................................... 35 5.2.2斗杆挖掘时，斗杆油缸的理论挖掘力 ................................... 36 5.3 整机理论挖掘力 ........................................................ 36 5.3.2铲斗挖掘 ........................................................... 40 6 总结 ..................................................................... 43 致谢 ....................................................................... 44 参考文献 ................................................................... 45
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1绪论
1.1课题背景及目的
挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用，如工业与民用建筑、交通运输、水利电气工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等等行业的机械化施工中。据统计，一般工程施工中约有60%的土方量、露天矿山中80%的剥离量和采掘量是用挖掘机完成的。 随着我国基础设施建设的深入和在建设中挖掘机的广泛应用，挖掘机市场有着广阔的发展空间，因此发展满足我国国情所需要的挖掘机是十分必要的。而工作装置作为挖掘机的重要组成部分，对其研究和控制是对整机开发的基础。
反铲式单斗液压挖掘机工作装置是一个较复杂的空间机构，国内外对其运动分析、机构和结构参数优化设计方面都作了较深入的研究，具体的设计特别是中型挖掘机的设计已经趋于成熟。而关于反铲式单斗液压挖掘机的相关文献也很多，这些文献从不同侧面对工作装置的设计进行了论述。而笔者的设计知识和水平还只是一个学步的孩子，进行本课题的设计是为对挖掘机的工作装置设计有一些大体的认识，巩固所学的知识和提高设计能力。
1.2 挖掘机发展简史
第一台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史，期间经历了由蒸汽驱动半回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动全回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。
由于液压技术的应用，20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机，20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和腰带式全液压挖掘机。初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全[18][19]。从20世纪60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段、各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产旦猛增。1968—1970年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83％，目前已接近100％。
1.3. 挖掘机的基本类型
液压挖掘机也和机械式挖掘机一样，由工作装置、回转装置和行走装置等三大部分组成[1]。所以，我们可以从这三大部件的结构特点、功能和通用范围等方面来区分它的类型。
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