杆油缸使有杆腔进油，油缸收缩，铲斗翻转进行卸载。之后挖掘机再回转到挖掘位置进行循环挖掘作业。
而在实际挖掘作业中，由于挖掘工况、土质情况和液压系统等这些因素的不同，反铲挖掘机在进行工作时三个油缸的循环动作是多样和随机的，要根据实际情况和经验来灵活运用。上述过程一般只是一种理想化的工作过程。
小型单斗液压挖掘机的工作装置可以看做是由动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸以及曲柄连杆机构所组成的具有三个自由度的六杆机构工作装置的结构图3.1.1，可以进一步简化的工作装置结构简化图如图3.1.2所示。
1-动臂油缸；2-动臂；3-斗杆油缸；4-斗杆；5-铲斗油缸；6-曲柄；7-连杆；8-铲斗
图3.1.2 工作装置结构简图
小型液压挖掘机经下面的结构简化以后就是一组平面连杆机构，其自由度为3，也即挖掘机工作装置的工作位置是由动臂油缸的长度L1、斗杆油缸的长度L2和铲斗油缸的长度L3决定的，当L1、L2、L3这三个数值为某一确定的值时，挖掘机工作装置的几何位置也就确定了。
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3.2 液压缸参数化设计
已知SY135参数： 项目名称 工作质量 标准铲斗容量 额定功率 铲斗挖掘力 斗杆挖掘力
3.2.1 液压缸速度计算及流量选择
液压缸速度的选择要适当。如果速度过高就会让里面的密封件的过热而发生磨损现象，这样的话可能让活塞杆和导向套还有缸筒发生磨损。要是速度太低了，就比较容易发生爬行等不稳定的现象。如果采用橡胶密封件进行密封时，液压缸的最高速度一般不要超过（24-30）m/min 即是（0.4-0.5）m/s，也不要低于6m/min(0.1m/s);根据同类挖掘机液压缸的速度取值是一个比较稳妥的方法。现在取液压缸速度V=0.5m/s
1 液压缸参数的确定要做以下工作： 1） 要初步选择液压缸的工作压力MPa
2） 根据公式计算出液压缸的内径D和活塞杆的外径d 3） 对活塞杆的稳定性和强度进行校核 4） 对液压缸的油口直径进行计算 5） 液压缸的工作行程选择 6） 液压缸的安装距选择 7） 最小导向长度的选择 8） 缸体总长度的确定 9） 液压缸强度的计算 10）液压缸稳定性的校核 3.2.2 液压缸工作压力的确定
在液压缸的工作中，它的压力大小主要是看液压设备的类型来选择的，要是它们的用途不同，因为工作条件的不同，采用的压力范围也是不同的。在设计时，可以用类比法进行确定，初步选择液压缸工作压力为p1=25MPa。
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数值 13500kg 0.53m3 69.6kW 92.7kN 66.13KN
（确保液压缸的输出力。包括推拉力，行程和往返运动速度都必须满足要求。液压缸的额定的工作压力要根据我们选的液压泵的额定压力的70%来计算。一般挖掘机液压泵的额定工作压力为34-35MPa，峰值能达到40MPa。） 3.2.3 液压缸内径D和活塞杆直径d的确定
?2?Dp1?F?(D2?d2)p2?Ffc 44D2?式中
4(F?Ffc)?p1?(D2?d2)p2 p1p1－液压缸的工作压力
p2－液压缸回油腔的背压力，根据表3-1进行估计p2=1MPa；
d/D－活塞杆直径与液压缸内径的比，可根据表3-2进行选取d/D=0.7；
F－工作循环中的最大外负载力
表3-1 执行元件背压的估计值
系 统 类 型
那些简单和轻载的节流调速系统
中、低压系统0～8MPa
在回油路上带有调速阀的调速系统
回油路上带背压阀 用到带补油液压泵的闭式回路中
中高压系统〉8～16MPa 高压系统〉16～32MPa
同上 如锻压机械等
背 压 p2(MPa)
0.2～0.5 0.5～0.8 0.5～1.5 0.8～1.5 比中低压系统高50%～
100%
初算时背压可忽略不计
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表3-2 液压缸内径D和活塞杆直径d的比
根据机床类型选取 d/D 机床类别 珩磨床、磨床及研磨
床 拉、插、刨床 镗、钻、铣、车床
—
d/D 0.2～0.3 0.5 0.7 —
根据液压缸工作压力选取 d/D 工作压力p/(MPa)
≤2 ＞2～5 ＞5～7 ＞7
d/D 0.2～0.3 0.5～0.58 0.62～0.70
0.7
Ffc在液压缸密封处受到的摩擦力，可以根据那些常用的液压缸的机械效率进行估值计算。
F?Ffc?F?cm
式中?cm－为液压缸的机械效率，一般情况下 ?cm=0.9~0.97,初定为0.9 将?cm代入式中，
已知F=92.7KN p1=P=25MPa 可求得D为
D?4F=73.2mm
p2d2?p1?cm{1?[1?()}p1DD活塞杆直径可以按照d来进行计算，D和d值要按照表3-3与3-4圆整到相近的标
准直径，方便后面密封元件的选择。
表3-3 液压缸内径尺寸系列（GB2348-80） （mm）
8 10 12 16 20 25 32
40 125 320
50 （140） 400
63 160 500
80 （180） 630
（90） 200
100 （220）
（110） 250
注:不带括号请优先选择
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表3-4 活塞杆直径系列（GB2348-80） （mm） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 56 160
22 63 180
25 70 200
28 80 220
32 90 250
36 100 280
40 110 320
45 125 360
50 140 400
d=0.7 F=92.7?103 N ?cm=0.9 P1=25MPa P2=1MPa DD取80mm d=80?0.7=56mm
3.2.4 液压缸壁厚和外径的计算以及校核和活塞杆的校核
液压缸的缸筒壁厚度?和活塞杆直径 d，要是系统的压力高，就要进行校核。 液压缸的壁厚可以由液压缸的强度要求来计算的，但是主要还是由材料决定。
PD25?80缸壁厚度为????5.8mm
2.3[?]?p2.3?160?25查三一的液压缸类型，选用HSG工程用液压缸壁厚??11mm
对于那些低压系统或者是D/??10的液压缸，液压缸要根据薄壁筒来进行计算，公式如下：
??PyD2[?]
当D??10时，壁厚要按照下面公式来进行校核
D????2??????0.4py?1??????1.3py??
式中 ?－液压缸缸筒厚度
Py－试验压力(MPa)，当工作压力P≤16MPa时，Py=1.5P，而当工作压力31.5≥P≥16MPa时，Py=1.25P，在工作压力P≤31.5MPa时，Py=1.15P,在这里应取Py=1.25P =31.25MPa。
D－液压缸的内径(m)
[?]－缸体的材料的许用应力（MPa），可以用下面的公式来进行计算：
[?]??bn
?b－缸体的材料的抗拉强度(MPa)
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