挖掘机培训教材Word文档格式.docx
- 文档编号:19631013
- 上传时间:2023-01-08
- 格式:DOCX
- 页数:41
- 大小:3.71MB
挖掘机培训教材Word文档格式.docx
《挖掘机培训教材Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《挖掘机培训教材Word文档格式.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
特大型挖掘机:
100t<整机重量
2-1履带式挖掘机基本结构
2-2液压挖掘机工作原理
2-3液压挖掘机工作特点
2-4相关知识
v多自由度作业机械。
v利用杠杆原理,液压缸推动动臂、斗杆和铲斗产生各构件之间的相对旋转运动,从而实现人为控制的挖掘和卸料动作;
v上部回转平台绕垂直轴旋转;
v远距离悬臂挖掘和卸料;
v靠履带转移或移动整机的工作掌子面。
v土的切削是个很复杂的过程。
土在楔型刀具的压力作用下受到挤压和剪切而开始变形,土体的原始结构被破坏,土块或土层便被切离。
v土被切削时,在刀具上产生三种力:
土的原始结构破坏时所产生的阻力;
土的内摩擦力;
土与刀具之间的摩擦力。
我们把这三种力叫做切削阻力。
v切削阻力是变化的。
随土的性质如粘性、干性、含水量、砂石量变化,又随刀具和铲斗的形状而变化,还随切入厚度和切入过程而变化。
v切削阻力一般用实验方法获得,也可以按经验公式计算。
v合理地设计切削装置的形状如斗齿的切削角度,铲斗的宽度,铲斗的形状等可以减小切削阻力。
v只有主动挖掘力大于切削阻力时才能完成挖掘。
3-1操作重量
3-2发动机功率
3-3斗容
3-4挖掘力
3-5工作范围
3-6运输尺寸
3-7回转速度和扭矩
3-8行走速度和牵引力
3-9爬坡能力
3-10接地比压
3-11噪音
3-12提升能力
3-13生产率
v操作重量是挖掘机三个主参数(操作重量,发动机功率,斗容)之一。
v操作重量决定了挖掘机的级别,决定了挖掘机挖掘力的上限。
如果挖掘力超过这个极限,在反铲的情况下,挖掘机将打滑,并被向前拉动,这非常危险。
在正铲情况下,挖掘机将向后打滑。
挖掘力≦工作重量:
地面和履带间的附着力系数
v挖掘机三种主要重量。
操作重量:
带标准工作装置、司机、加满燃油;
运输重量:
不含司机、含10%燃油;
主机重量:
不含工作装置。
3-2发动机功率?
v发动机功率是挖掘机三个主参数(操作重量,发动机功率,斗容)之一。
v总功率SAEJ1995(grosshorsepower)
指在没有消耗功率附件,如消音器、风扇、交流发电机及空气滤清器的情况下,在发动机飞轮上测得的输出功率。
v净功率SAEJ1349;
ISO9249(nethorsepower)
A、指在装有全部消耗功率附件,如消音器、风扇、发电机及空气滤清器的情况下,在发动机飞轮上测得的输出功率。
(GB,VOLVO)
B、指在装有发动机运行必须的消耗功率附件,一般为风扇的情况下,在发动机飞轮上测得的输出功率。
(ISO)
v额定功率(ratedhorsepower)
定义:
v飞轮功率(flywheelhorsepower)
v斗容是挖掘机三个主参数(操作重量,发动机功率,斗容)之一。
v斗容一般分为堆装和平装两种,挖掘机常用标定斗容为堆装。
v铲斗堆装容量有两种计算标准。
SAE、PCSA、ISO、GB标准:
1:
1堆装;
CECE标准:
2堆装。
v包括斗杆挖掘力和铲斗挖掘力。
v两个挖掘力的动力不同,斗杆挖掘力来自斗杆油缸,铲斗挖掘力来自铲斗油缸。
v挖掘力的作用点有两种计算标准。
ISO标准:
作用在铲斗刀板边缘;
SAE、PCSA、GB标准:
作用在斗齿尖。
A
最大挖掘半径
B
最大地面挖掘半径
C
最大挖掘深度
D
最大挖掘深度(8′水平)
E
最大垂直挖掘深度
F
最大挖掘高度
G
最大卸载高度
H
最小回转半径
上部机构总宽度
发动机罩总高度
I
轨距
总宽度
配重离地间隙
J
履带板宽度
驾驶室总高度
轮距
K
最小离地间隙
尾部回转半径
下部行走体长度
L
总长度
M
动臂总高度
v回转速度:
挖掘机空载时,稳定回转所能达到的平均最大速度。
v标注的回转速度,既不是指起动时,也不是指制动时的回转速度。
对于一般的挖掘工况,挖掘机在0°
~180°
的范围内工作时,回转马达有加速和减速,当转到270°
~360°
范围内时,回转速度达到稳定。
v在实际的挖掘工作中,标注的回转速度并无实际意义
v需要的实际回转性能可用回转扭矩表示。
3-8行走速度与牵引力
v对于履带式挖掘机而言,行走时间大概占整个工作时间的10%。
v双速可以满足挖掘机的行走性能。
v牵引力是指挖掘机行走时所产生的力,主要影响因素包括行走马达低速档排量、工作压力、驱动轮节圆直径、机重。
v牵引力/机重=0.7~0.85
v行走速度与牵引力表明了挖掘机行走的机动灵活性及其行走能力。
v爬坡能力是指爬坡、下坡,或在一个坚实、平整的坡上停止的能力。
v两种表示方法:
角度,百分比。
爬坡角度θ,一般为35°
。
tanθ=b/a,一般为70%。
tanθ=b/a,一般为70%。
☆微型机指标一般为30°
或58%。
v接地比压的大小决定了挖掘机适合工作的地面条件。
v接地压力指机器重量对地面产生的压力。
v理论值。
因为履带不能完全与地面接触;
由于整机重心的偏移,履带上的压力不均匀。
v挖掘机的噪音主要来源于发动机。
v两种噪音:
司机耳边噪音
机外幅射噪音
v提升能力是指额定稳定提升能力或额定液压提升能力中较小的一个。
v额定稳定提升能力:
75%的倾翻载荷。
v额定液压提升能力:
87%的液压提升能力。
v生产率是挖掘机主要技术经济指标之一。
v理论生产率:
在“计算条件”下连续工作一小时的生产率。
“计算条件”是:
1、操作熟练;
2、常见工作条件和工作尺寸;
3、工作、运输工具的位置恰当。
v技术生产率:
在“给定条件”下连续工作一小时的生产率。
v实际生产率:
机器工作一段时间所得到的实际平均生产率。
它在技术生产率的基础上受机器利用率和操作熟练程度两方面影响。
4-1工作装置特点
4-2工作装置类别
4-3反铲装置
4-4其它工作装置
4-5工作装置组合应用
强度
v箱型截面、两种流行形式:
厚板小截面:
同等强度条件下,重量略大一些。
薄板大截面:
同等强度条件下,重量略小一些,但要仔细验算薄板是否失稳。
v最终目的:
重量轻,强度高,刚性好。
v有效的工具:
计算机有限元应力分析。
v可信的数据:
实际电测应力分析。
应力
v应力集中:
如支耳,孔,焊缝(贴角,对接,坡口),形状突变,焊缝过于集中,不同材料的焊接性能(板材与铸锻件)等。
v板材质量。
v焊缝的疲劳强度。
实践证明,破碎锤更容易使构件发生疲劳破坏。
v控制焊接变形。
v去应力措施:
振动,打磨,时效等。
要求耐磨的部分
v斗齿:
主斗齿、齿体、侧斗齿。
v刀板:
主刀板、侧刀板。
v销轴:
中碳合金钢+中频淬火。
v轴套:
⑴调质处理的中碳合金钢钢基+内壁喷涂自润滑和减磨及耐磨材料,⑵铜基镶嵌式,⑶方便调整的T型套端面喷涂碳化钨,⑷表面处理的高硬度合金钢。
v调整垫片:
钢制、高分子材料如橡胶和树脂。
v工作装置是挖掘机的主要组成部分之一。
可以更换的多种工作装置极大地拓展了挖掘机的应用。
v常见的工作装置类型有:
铲斗:
以挖掘、装载物料为主,包括反铲、正铲;
抓斗:
深井作业、装卸物料;
吸盘:
吸盘可以吸附废钢等材料,包括电磁吸盘和永久吸盘;
破碎锤:
破碎水泥、石块,拆除作业;
液压剪:
剪断水泥建筑的钢筋等;
液压螺旋钻:
钻孔、取土。
v反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式,主要用于挖掘停机面以下土壤。
v动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接,在液压缸的作用下各部件绕铰接点转动,完成挖掘、提升和卸土等动作。
4-3反铲装置——铲斗
针对不同的作业对象,选取不同的铲斗。
v有利于物料的自由流动。
v使物料易于卸净。
v铲斗宽度与物料颗粒直径之比应大于4:
1。
v利用斗齿增大挖掘线比压,以便于切削。
铲斗宽度选择的原则
v宽的铲斗适用于较软的土壤,窄的铲斗适用于较硬的物料。
v铲斗宽度与单位挖掘力成反比,宽度越小,单位挖掘力越大。
铲斗的宽度与大小臂的寿命
v预期的小臂和大臂的寿命周期取决于铲斗的宽度。
铲斗的容量要与机器相匹配
如果选取的铲斗比推荐的容量大得多,挖掘机的瞬时转动惯量将会变得很大。
这使循环周期增长,且对整个机器的寿命和稳定性都有不利影响;
对液压部件、大臂、小臂和机架同样也有不利影响。
大小臂的选取与铲斗容量
v相对较短的大小臂具有较大的挖掘力,宜配较大容量的铲斗,可提高生产率,但是同时以降低挖掘范围为代价。
v较长的大小臂,尤其是超长臂挖掘机,具有较小的挖掘力,宜配较小容量的铲斗,优点是扩大挖掘范围。
选择合适的铲斗具有下列优点:
v降低工作装置的故障率,
v降低工作循环时间;
v降低燃油消耗;
v提高单位挖掘力;
v提高生产率;
v提高机器的耐用性;
v提高机器的稳定性。
4-3反铲装置——挖掘力
v挖掘力可分为油缸理论挖掘力、整机理论挖掘力和实际挖掘力三类。
只有实际挖掘力大于挖掘阻力才能完成挖掘。
v油缸理论挖掘力=工作装置油缸的推力×
相应的杠杆比
v其中工作装置油缸的推力=液压系统压力×
油缸大腔作用面积。
v整机理论挖掘力需考虑:
工作油缸的闭锁能力;
整机的工作稳定性;
整机与地面的附着能力;
构件及整机重量。
v实际挖掘力需考虑:
液压系统和连杆机构的效率;
油缸小腔背压;
土壤阻力;
工作装置结构强度;
其它因素,如停机坡度、风力等等。
4-3反铲装置——挖掘图
4-3反铲装置——挖掘性能
v挖掘性能取决于实际斗齿挖掘力、生产率和工作尺寸三方面。
v就工作装置而言,归结于挖掘力、工作装置动作速度和工作尺寸三方面。
v挖掘力和挖掘速度是一对统一于挖掘功率之下的矛盾,挖掘力是矛盾的主要方面。
4-4其它工作装置——正铲装置
v以挖掘地面以上为主,且大多用于采矿装岩作业,工作对象坚硬,须采用切削厚度较小、挖掘行程较长的挖掘方式,故一般以斗杆挖掘为主。
v根据挖掘对象不同可分为:
通用正铲:
以挖掘土方为主。
挖掘装载装置:
以装载岩石为主。
4-4其它工作装置——抓斗装置
圆井抓斗
木材抓斗
松散料抓斗
挖土抓斗
梅花(多颚)抓斗
4-4其它工作装置——起重装置
v起重装置是反铲的替换装置,主要用于吊装物料。
它有三种不同形式。
起重量受以下三个条件限制:
v倾翻载荷(不得超过75%)。
v液压油缸能力(不得超过87%)。
v结构强度。
4-4其它工作装置——挖掘平整装置
v能保证工作机构沿水平面或倾斜面作长距离运动,伸缩臂式、铰接式
4-4其它工作装置——液压破碎锤
v主要用来打桩、开挖冻土和岩层、破坏路面表层、捣实土壤等工作。
4-4其它工作装置——抓钳装置
v用在疏松和开挖冻土层或沥青路面等工程中。
v它是在反铲基础上增加了一个松土器。
4-4其它工作装置——快换装置
v随着多种工作装置的广泛应用,更换作业装置频繁,且不易更换。
v快换装置能方便、快捷地进行作业装置的更换,包括液压式和机械式。
v工作装置组合应用:
标准动臂、标准斗杆、标准铲斗用于大多数作业;
短动臂长斗杆用于坡道平整作业和挖掘基坑;
超长臂反铲用于疏浚河道和坡道平整作业;
拐臂式用于挖掘墙基。
5-1回转运动
5-2回转支承
5-3回转平台
v挖掘机的回转时间约占工作循环时间的50%以上,能量消耗约占25-40%,液压发热量约占系统总发热量的30-40%。
v在角加速度和回转力矩允许的前提下,回转时间越短越好。
v角加速度的大小受最大回转扭矩的限制,最大回转扭矩不应超过机器的附着力矩。
v回转机构可分为:
a、半回转b、全回转两种型式。
v回转支承实际上就是一个带内齿圈的、放大了的滚动轴承。
v内齿圈固定在行走架上,外圈固定在转台上,安装在转台上的液压马达+减速机驱动小齿轮带着回转转台转动。
v刚度由转台和行走架保证。
安装发动机、泵、阀、油箱、配重、驾驶室等诸多部件。
重要问题:
刚度
6-1行走装置特点
6-2行走装置分类
6-3履带式行走装置
6-4行走架
6-5四轮一带
v行走装置是挖掘机的支承部分,它承受机器的自重及工作装置挖掘时的反力,同时能使挖掘机作工作场内运行或运输性运行(轮式);
v根据挖掘机的性能要求,行走装置应满足:
Ø
较大的牵引力,使挖掘机具有良好的越野性能,并有较强的爬坡和转弯能力。
在行走装置有合适总高度的情况下,应有较大的离地间隙,使挖掘机具有良好的通过能力。
使挖掘机接地比压小,且具有较大的支承面积制动性能好,且能防止失速,使挖掘机工作安全可靠。
常见的行走装置有履带式和轮胎式两大类:
v履带式行走装置牵引力大(机重的70-85%),接地比压小,越野性能好,通过能力强,爬坡能力大,转弯半径小,但行驶速度低,且易损坏道路。
v轮胎式行走装置机动性好,行驶速度快,易拖拉,但接地比压较大,爬坡能力小,挖掘时需要专门的支腿支撑使机器稳定。
v履带式行走装置由连接回转支承的行走架通过支重轮,履带将载荷传至地面。
v履带呈封闭环绕过驱动轮和引导轮,为减小上分支的挠度,履带由1~2个托链轮支持。
v行走装置的传动是由液压马达及减速机带动驱动轮使行走装置运行。
v履带的松紧程度可由张紧装置调整。
v行走架是履带行走装置的承重骨架。
v液压挖掘机采用整体式行走架,结构简单、自重轻且刚性好。
v履带与其所绕过的驱动轮、引导轮、支重轮及托链轮组成所谓“四轮一带”,是行走装置的重要零部件,直接关系到挖掘机的工作性能和行走性能。
v有齿的驱动轮带动履带链轨运动。
v引导轮引导方向。
v支重轮支撑整机重量。
v托链轮托住履带使其不过分下垂。
v履带太松时将黄油打进张紧装置就可以自动张紧。
7-1挖掘机工作特点及对液压系统的要求
7-2常用挖掘机液压系统类型
7-3常用挖掘机液压元件
7-4全功率控制系统
挖掘机每一作业循环包括:
v挖掘:
主要是铲斗和斗杆复合动作,必要时配以动臂动作。
v回转:
主要是动臂和回转复合动作。
v卸料:
返回:
回转和动臂或斗杆的复合动作。
挖掘机液压系统特殊要求:
v实现主机各动作时,阻力与作业速度随时变化,要求油缸和马达的压力和流量也能相应变化。
v为充分利用发动机功率和缩短作业循环时间,要求进行复合动作。
v左、右履带分别驱动。
v一切动作都是可逆的,而且要求无级调速。
v各作业油缸有良好的过载保护,回转机构和行走装置有可靠的制动和限速,要防止动臂因自重快速下降。
目前常用的挖掘机液压系统:
v总功率控制系统
v负流量控制系统
v正流量控制系统
v负荷传感系统
v电控液压系统
v定量液压系统
总功率控制系统:
v双泵变量系统。
v两主泵由一个总功率调节机构平衡调节。
v两主泵摆角始终相同,流量相等。
v在变量范围内,两泵总功率恒定,但两泵间功率可以不同,甚至可达到一个泵功率为零,另一个为发动机输出功率。
v一种恒扭矩变量系统。
负流量控制系统:
v在主阀中位回油路增设一节流口,利用节流口前产生的压力来控制主泵斜盘摆角,从而控制流量。
负荷传感系统:
v在主阀各阀片处设置压力补偿阀,利用压力补偿阀平衡各动作间压力差值,保持各主阀前后压差恒定,这样流经各主阀的流量仅与主阀开度有关,而与各动作负载大小无关。
7-3常用挖掘机液压系统元件
总功率调节、负流量控制主泵
v动力元件,将发动机的机械能转化为液压能输出。
v结构特点:
双泵串联,后面还可以再串一个先导齿轮泵。
v机械动力传动路线:
发动机飞轮→弹性联轴器→主泵。
v液压动力传动路线:
主泵→油管→主控阀。
主控阀
v控制元件,将主泵输出的液压能传递给各执行机构,驱动主机动作。
内含许多阀杆和各种插装阀、单向阀等,集成度很高。
v控制对象:
行走马达,回转马达,工作装置油缸。
主控阀→油管→各种执行元件。
行走马达及减速机
v执行元件,将主控阀传递过来的液压能转化为机械能输出,驱动整机行走及转向。
马达和减速机集成为一体。
v动力传动路线:
马达→减速机→驱动链轮→履带。
回转马达及减速机
v执行元件,将主控阀传递过来的液压能转化为机械能输出,驱动上部机构回转。
马达→减速机→回转支承→回转平台。
脚先导阀
v控制元件,将先导泵输出的液压能传递至主控阀行走阀芯,控制行走动作。
两阀并排,可以脚踩,还可以通过操纵杆手控。
先导泵→脚先导阀→主控阀行走阀芯。
手先导阀
v控制元件,将先导泵输出的液压能传递至主控阀动臂、斗杆、铲斗、回转阀芯,控制相应动作。
十字轴,可前后动作,也可左右动作。
先导泵→手先导阀→主控阀相关阀芯。
v
v全功率控制系统又称发动机转速传感控制系统(ESS),简称电控系统。
v它监测发动机转速。
随着外载荷增大,泵的功率增加,发动机的负荷也随之增大。
当外载荷增大致使发动机转速降低到一定程度时,电控系统发挥作用,自动调小泵的输出功率,也就减小了发动机的负荷,使发动机转速恢复正常。
v随着使用工况的不同,可以任意人为设定泵的功率,最大限度地发挥机器的使用效果。
重载(H)模式
v快速模式、高功率模式等。
v对于要求高效率挖掘的工况,将发动机转速设定为最高。
此时不预留发动机的功率储备,既泵的设定功率等于或略大于发动机的飞轮功率。
作业时要求泵功率跟随:
当外载荷增大到致使发动机转速下降到一定程度时,电控系统调整给泵的电流,自动减小泵的功率,使发动机转速恢复正常。
标准(S)模式
v也叫经济模式。
v对于挖掘时要求有比较好的燃油经济性,同时又有一定的作业效率时,可以通过降低发动机转速来实现。
随着发动机转速的降低,发动机和泵的功率都将下降,但是泵的功率下降幅度大于发动机。
如果降速后发动机的功率比泵的功率大很多,此时就没有功率跟随的必要。
这个模式一般给泵设定一个固定的功率即可(既给泵一个固定的电流),但是根据具体的发动机应该有防熄火措施,一般情况下当发动机转速下降超过250转/分钟时,电控系统应该调小泵的功率。
精细(F)模式
v这个模式主要是做一些动作缓慢而细致的工作,例如起重、吊装焊接等。
要求的流量更低但是动作必须稳定,因此以控制系统流量为主,一般给泵设定一个固定的功率即可(既给泵一个固定的电流)。
此时发动机转速降得很低,容易熄火,尤其是低速性能不好的发动机更应该注意,必须在电控系统上设置防熄火功能。
平地模式
v对于平整场地,司机操作时手柄动作大而斗杆摆动速度慢一些将更容易控制,当然发动机将转速降得更低一些为好。
控制速度实际上就是控制流量,这个模式有多种方法可以控制进入斗杆油缸的流量。
一般给泵设定一个固定的功率即可(既给泵一个固定的电流),平地时也会遇到大块石头、树根等,根据具体的发动机应该有防熄火措施。
附件模式
v这个模式专门为破碎锤、液压剪等附件设置,仍然以满足附件要求的流量为控制目的。
一般给泵设定一个固定的功率(既给泵一个固定的电流)同时根据具体情况决定是否增加防熄火措施。
v有些挖掘机采用电控流量调节,可以更方便地调整附件的流量。
挖沟模式
v有的挖掘机专门为挖掘沟壕而设置这个模式,它的主要目的是更有利于挖掘沟壕的边缘,主要措施有:
增大回转力矩;
回转优先(相对于动
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 挖掘机 培训教材