正铲液压挖掘机工装课程设计说明书Word文档下载推荐.docx
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学院(直属系):
机械工程学院时间:
学生姓名
指导教师
设计(论文)题目
40t履带式液压挖掘机正铲工作装置设计
主要研
究内容
1)工作装置结构方案设计;
2)确定工作装置铰接点几何位置参数使其满足主要工作尺寸;
3)工作装置运动分析;
4)绘制挖掘包络图并标出主要工作姿态和动臂、斗杆、铲斗的转角范围;
5)确定工作油缸主参数及闭锁压力;
6)计算典型工况的整机理论最大挖掘力和并对工作装置进行受力分析。
研究方法
采用比拟法求解各构件参数,静力学原理和机构几何学原理,对挖掘工作装置进行运动分析、受力分析。
主要技术指标(或研究目标)
整机重量:
40t;
反铲斗容量2.2m3;
要求实现最大挖掘高度8700mm,最大挖掘深度3410mm,最大挖掘半径8500mm,最大卸载高度5400mm。
对工作装置的参数和几何构进行研究;
对液压缸闭锁力进行验算,采用合适的方法调整使其达到要求;
主要工作尺寸误差不得大于3%。
说明书1.5万字以上,包络图1张A3。
教
研
室
意
见
同意
教研室主任(专业负责人)签字:
说明:
一式两份,一份装订入学生毕业设计(论文)内,一份交学院(直属系)。
摘要………………………………………………………………………………..…Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………Ⅱ
第一章工作装置设计原则………………………………………………………..….4
第二章正铲工作装置结构方案设计………………………………………………...6
第三章液压挖掘机正铲工作装置机构运动分析………………………………..….9
3.1动臂运动分析……………………………………………..……………..….9
3.2斗杆运动分析……………………………………………………..…….…10
3.3斗齿尖的几种特殊工作装置的计算………………………………………12
第四章工作装置各部分基本尺寸计算确定………………………………..……..16
4.1动臂与平台铰点位置C的确定……………………………………………..16
4.2动壁与斗杆长度的确定……………………………………………………..16
4.3机构转角范围的确定……………………………………………………..…19
4.4动臂油缸的铰点及行程确定………………………………………………..25
4.5斗杆油缸的铰点及行程确定………………………………………………..29
4.6铲斗油缸的铰点及行程确定………………………………………………..33
第五章工作油缸主要参数的确定………………………………………...…….…..35
5.1工作油缸的参数确定…………………………………………………….....35
5.2闭锁力的计算………………………………………………………..………35
第六章整机理论挖掘力的确定……………………………………………………..40
第七章工作装置受力分析…………………………………………………..………43
7.1斗杆的受力分析……………………………………………………..……..43
7.2动臂的受力分析……………………………………………………..……..44
参考文献………………………………………………………………….………….47
总结………………………………………………………………………..…………48
摘要
履带式液压挖掘机在工程建设项目的土石方挖掘中起到了关键性的作用,是一种应用广泛的多功能的建设施工机械。
该设计目的是让学生对挖掘机工作装置的工作原理、元件的选型方法、设计方法有更具体的理解,熟悉设计的流程,培养理论结实际的工程设计思维。
本次课程设计题目是40吨履带式液压挖掘机正铲工作装置。
主要方法是应用比拟法和解析法,对工作装置机构的几何参数和各铰点位置进行初选,然后对动臂缸在典型工况下的举升力、液压缸闭锁力进行验算,对铲斗缸和斗杆缸及相应的整机的理论挖掘力进行了计算;
对动臂,斗杆,铲斗连杆进行受力分析,了解其受力情况。
在设计中应注意工作装置设计原则,在各部件满足要求的条件下实现3.41米最大挖掘深度,8.7米最大挖掘半径,5.35米最大卸载高度,实现挖掘的功能。
在满足工作范围的和挖掘动力的前提下,绘制了挖掘包络图。
作为工程机械的学生,认真完成好课程设计,有助于对专业课程的理论知识的总结和理解,并锻炼学生对工程实际复杂问题的观察、分析和判断能力。
关键字:
履带式液压挖掘机;
正铲工作装置;
设计;
运动分析
Abstract
crawlertypehydraulicshovelintheengineeringconstructionprojectsintheminingconditionsplayakeyrole,isakindofwidelyusedintheconstructionofthemulti-functionalconstructionmachinery.Thedesignpurposeistoletthestudenttotheexcavatorworkingdevice'
sworkingprinciple,componentselectionmethods,designmethodshavemorespecificunderstanding,familiarwiththeprocessofdesign,trainingtheoryandtheactualengineeringdesignthinking.
Thecurriculumdesigntopicisfortytonsofhydrauliccrawlerexcavatorisshovelworkunit.Themainmethodistheapplicationofanalogymethodandtheanalyticmethod,theworkgearmechanismofgeometricparametersandthehingepointtocarryontheprimaryelection,thenthemovablearmcylinderinthetypicalworkingconditionsoftheliftingforce,hydrauliccylinderlockingforcecalculation,thebucketcylinderandarmcylinderandthecorrespondingmachinetheorydiggingforcearecalculated;
Towhip,arm,bucketrodforforceanalysis,understandtheirstresssituation.
Inthedesignshouldbepaidattentiontointhedesignofthedeviceworkingprinciple,ineverypartsmeettherequirementsundertheconditionof3.41meterstorealizemaximumdiggingdepth,8.5metersmaximumdiggingradius,5.35metersheight,thelargestdischargetorealizethefunctionofmining.
Tosatisfythescopeofworkandminingunderthepremiseofpower,drawtheminingenvelopediagram.
Asamechanicalengineeringstudents,carefullyfinishcoursedesign,totheprofessionalcurriculumtheoryknowledgesummaryandunderstanding,andtostrengthenstudents'
engineeringpracticecomplicatedproblemofobservation,analysis,andjudgment.
Keywords:
hydrauliccrawlerexcavator;
Isshovelworkdevice;
Design;
Motionanalysis
II
第一章工作装置设计原则
设计合理工作装置应满足以下要求:
1.主要工作尺寸及工作范围满足使用要求。
在设计正铲装置时要考虑与同类型机器相比的先进性,考虑国家标准的规定,并注意到运动参数受机构碰撞限制等的可能性。
2.整机挖掘力的大小及其分布情况应满足使用要求,并且有一定的先进性。
3.功率利用尽可能好,理论工作循环时间尽可能短。
4.定铰点布置结构形式和截面尺寸形状是尽可能使受力状态有利,在保证强度,刚度和连结刚性的条件下尽量减轻结构自重。
5.作业条件复杂,使用情况多变时应考虑工作装置的通用性,采用变铰点结构或配套机构时,要注意分清主次。
要满足使用要求的前提下,力求替换构件种类少,结构简单,换装方便。
6.运输或停放时,工作装置应有合理的姿态,使运输尺寸小,行驶稳定性好,保证安全可靠,并尽可能使液压缸卸载或减载。
7.工作装置液压缸应考虑三化:
采用系列参数,尽可能减少液压缸零件种类,尤其是易损件。
8.工作装置结构形式和布置要便于装卸和维修,尤其应便于易损件的更换。
9.要采取合理措施来满足特殊使用要求。
第一章正铲工作装置结构方案设计
液压正铲挖掘机由工作装置,上部转台和行走装置三大部分组成。
其中上部转台包括动力装置、传动机构的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室;
工作装置由动臂、斗杆、铲斗及动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸组成,挖掘作业时,操纵动臂油缸使动臂下降至铲斗接触挖掘面,然后操纵斗杆油缸和铲斗油缸,使斗进行挖掘和装载工作。
铲斗装满后,操纵动臂油缸,使铲斗升高离开挖掘面,在回转马达的驱动下,使铲斗回转到卸载地点,然后操纵斗杆和铲斗油缸使铲斗转动至合适位置,再回缩开斗油缸转动铲斗,使斗前、斗后分开卸载物料。
卸载后,开斗油缸伸长使斗前、斗后闭合,将工作装置转到挖掘地点进行第二次循环挖掘工作。
转移工作场地时,操纵行走马达,驱动行走机构完成移动工作。
图2.1液压正铲挖掘机的基本组成
在实际挖掘作业中,由于土质情况、挖掘面条件以及挖掘机液压系统的不同,反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的、随机的。
上述过程仅为一般的理想过程。
正铲工作装置的工作原理,是动臂、斗杆、铲斗通过铰接的方式联系在一起,由动臂缸、斗杆缸和铲斗缸的伸长和缩短以驱动整个工作装置上的各点在平面坐标系内移动(尤其是铲斗),以期达到工作时的使用要求。
正铲工作装置总体方案的选择主要依据设计任务书规定的
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