单斗液压挖掘机的结构及工作原理研究.docx
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单斗液压挖掘机的结构及工作原理研究
昆明工业职业技术学院毕业<专业技术)论文
单斗液压挖掘机的结构及工作原理分析
******
学号:
**********
专 业:
机电设备维修与管理
年级:
2009
*******
职 称:
机械工程师
2018年12月18日
前言................................................................02
1、单斗液压挖掘机的工作原理和总体结构...............................02
1.1、工作原理.......................................................02
1.2、总体结构分析...................................................02
1.3、挖掘机的动力系统...............................................04
1.4、动力装置.......................................................04
1.5、传动装置.......................................................04
1.6、回转机构.......................................................05
1.7、行走机构.......................................................05
2、挖掘机的工作装置.................................................06
2.1、反铲结构.......................................................06
2.2、铲斗...........................................................07
3、挖掘机的回转装置.................................................08
3.1、回转装置.......................................................08
3.2、回转支承的主要结构形式.........................................08
4、挖掘机的行走装置.................................................09
4.1、履带式行走装置.................................................10
4.2、行走结构.......................................................10
4.3、张紧装置.......................................................11
结束语..............................................................12
参考文献............................................................13
致谢................................................................13
单斗液压挖掘机的结构及工作原理分析
09级机电设备与管理2班<650302)张仁聪
摘要:
单斗液压挖掘机是在机械传动式正铲挖掘机的基础上发展起来的高效率装载设备。
它们都由工作装置、回转机构、运行装载三大部分组成,而且工作过程也基本相同。
液压挖掘机是在动力装置与工作装置之间采用了容积式液压传动系统直接控制各机构的运动状态,进行挖掘工作,其特点是结构结构紧凑、质量轻、能在较大的范围内实现无级调速,传动平稳,操作简单,易实现标准化、系列化和通用化。
液压挖机是以中性能和结构比较先进的挖掘机,随着我国液压技术的发展,大中型液压挖掘机也必将迅速取代机械式挖掘机。
关键字:
挖掘机液压机构动力系统工作装置
前言
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悬挂式挖掘机,20世纪50年代初期和中期研制拖拉式回转挖机和履带液压挖掘机,20世纪60年代开始进入推广和蓬勃发展阶段,液压挖机是以中性能和结构比较先进的挖掘机,随着我国液压技术的发展,大中型液压挖掘机也必将迅速取代机械式挖掘机。
本文将介绍单斗液压挖掘机的结构及工作原理。
1、单斗液压挖掘机的工作原理及总体结构
1.1、工作原理
液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。
液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。
电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。
工作装置是直接完成挖掘任务的装置。
它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。
动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。
挖掘作业时,接通回转机构液压马达,转动上不转台使工作装置转到挖掘地点,同时操纵动臂液压缸小腔进油液压缸回缩,使动臂下降至铲斗接近挖掘面为止,然后操纵斗杆液压缸和铲斗液压缸,液压缸大腔进油而伸长,使铲斗进行挖掘和装置工作。
斗满后,将斗杆液压缸和铲斗液压缸停止并操纵动臂液压缸大腔进油,使动臂离开挖掘面,随之接通液压马达,使斗杆到卸载地点,再操纵斗杆和铲斗液压缸回缩,使铲斗反转卸土。
卸完后将工作装置转至挖掘地点进行二次挖掘。
回转与行走装置是液压挖掘机的机体,转台上部设有动力装置和传动系统。
发动机是液压挖掘机的动力源,大多采用柴油要在方便的场地,也可改用电动机。
1.2、总体结构分析<图1-1)
单斗液压挖掘机包括动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动机构,行走机构、辅助设备等。
挖掘机有三个部分的液压缸分别是动臂,斗杆,铲斗。
有三个液压马达,左右行走和一个回转。
这些都由换向阀控制供油。
油液从液压泵出来经换向阀分配到以上各执行元件。
挖掘机的换向阀大多是液控的就是用一股压力较小的油推动换向阀的阀芯。
控制油通过手柄下边的控制阀调节主油路换向阀阀芯的位置从而实现动臂斗杆和铲斗油缸的伸缩。
以及液压马达的转与停以及转动方向。
主油路设溢流阀,压力超过限定值就会打开,油液直接回油箱。
所以系统压力始终保持在一定范围内。
同样道理在各油缸的支路也设溢流阀,实现二次调定压力。
图1-1挖掘机总体结构
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动装置、传动系统的主要部分,回转机构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上,通常称为上部转台。
因此又可将单斗液压挖掘机概括成工作装置,上部转台和行走机构等三部分<如图1-2分析)
图1-2挖掘机工作装置
挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化成机械能,由液压柱塞泵把机械能转化成液压能,通过液压系统把液压能分配到各执行元件
<液压油缸,回转马达和减速机,行走马达和减速机)由各执行元件把液压能转换为机械能,实现工作装置运动,回转平台的回转运动,整个机构的行走。
1.3挖掘机的动力系统
1.2.1挖掘机的动力传输路线如下
1)行走动力传输路线:
柴油机——联轴节——液压泵<机械能转换为液压能)——分配阀——中央回转接头——行走马达<液压能转化为机械能)——减速箱——驱动轮——轨链履带——实现行走。
2)回转路线:
柴油机——联轴节——液压泵<机械能转换为液压能)——分配阀——中央回转接头——行走马达<液压能转化为机械能)——减速箱——回转支承——实现回转
3)动臂运动传输路线:
柴油机——联轴节——液压泵<机械能转换为液压能)——分配阀——动臂油缸<液压能转化为机械能)——实现动臂运动
4)斗杆运动传输路线:
柴油机——联轴节——液压泵<机械能转机械能转换为液压能)——分配阀——斗杆油箱<液压能转化为机械能)——斗杆运动。
5)铲斗运动传输路线:
柴油机——联轴节——液压泵<机械能转换为液压能)——分配阀——铲斗油缸<液压能转化为机械能)——实现铲斗运动
1.4、动力装置
单斗液压挖掘机的动力装置,多采用直立多缸式、水冷、一小时功率标准的柴油机。
1.5、传动装置
单斗液压挖掘机的传动装置系统将柴油机的输出动力传递给工作装置、回转装置和行走机构等。
单斗液压挖掘机用液压传动系统的类型很多,习惯上按住泵的数量、功率的调节和回路的数量来分类。
有单元泵或双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统、多泵多回路定量系统、双泵双回路分功率调节变量系统、双泵双回路全功率调节变量系统、多泵多回路定量或变量混合系统等六种。
按油液循环方式分为开式系统和闭式系统。
按供油方式分为串联系统和并联系统。
单斗式液压挖掘机的作业主要是油缸工作,而油缸大、小有腔的差异较大、工作频繁、发热量大,因此绝大对数单斗式式压挖掘机采用开式系统;闭式回路中的执行元件的回油路是不直接回油箱的,其特点是结构紧凑,油箱容积小,进回油路中有一定的压力,空气不易进入管路,运转比较平稳,避免了换向时的冲击。
但系统较复杂,散热条件差,用于单斗式液压挖掘机的回转装置等局部系统中,又采用闭式回路的液压系统的。
为补充因液压马达正反转的油液漏损,在闭式系统中往往还没有补油泵。
1.6、回转机构
回转机构使工作装置及上部转台向左或向右回转,以使进行挖掘和卸料。
斗式压挖掘机的回转装置必须能把转台支撑在机架上,不能倾斜并使回转便灵活,为此斗式液压挖掘机都设有回转支撑装置和回转传动装置,它称为回转装置。
1、制动器2、液压马达3、行星齿轮减速器4、回转齿圈5、润滑油杯、6、中央回转接头
图1-3回转机构
全回转液压挖掘机回转装置的传动形式有直接传动和间接传动两种。
1>,直接传动。
在低速大扭矩液压马达的输出轴上安装驱动小齿轮与回转齿轮啮合。
2>,间接传动。
由高速液压马达经齿轮减速器带动转齿圈的间接传动结构形式。
1.7、行走机构
行走机构支撑挖掘机的整体质量并完成行走任务,多采用履带轮胎式。
单斗液压挖掘机的履带式行走机构的基本与其他履带式行走机构相同,行走机构的各零部件都安装在整体式行走架上,但他多采用两个液压马达各自驱动一个履带。
与回转装置的传动相似可用高速小扭矩马达或低速大扭矩马达。
两个液压马达同方向旋转式挖掘机将直线行驶;若只向一个液压马达供油,并将另一个液压马达制动,挖掘机将绕制动一侧的履带转向,若是左右两个液压马达反向旋转,挖掘机即将进行原地旋转。
单斗液压挖掘机大都采用组合是结构履带和平板型履带——没有明显的履刺,虽附找性能差,但坚固耐用,对路面破坏性小,适用于坚硬岩石地面作业,或经常转场作业。
也有采用三履刺型带,接地面积较大履刺切入土壤深度较浅,适用于挖掘采石作业。
实行标准化后规定挖掘机采用质量轻、强度高、结构简单、价格低的轧制履带板。
1、引导轮2、履带架3、托链轮4、终传动
5、支重轮6、履带板7、中心护板8、张紧弹簧9、前护板
图1-4
单斗液压挖掘机是驱动轮均采用整体铸件,能与履带正确啮合、传动平稳。
挖掘行走是驱动轮应位于后部,组合式的履带的张紧段较短,减少履带的摩擦磨损和功率损耗。
每条履带都设有张紧装置,一调整履带的张紧度减少振动噪声摩擦损耗和功率损失。
目前单斗液压机都采用液压张紧机构。
2、挖掘机的工作装置
2.1、反铲结构
铰接式反铲式单斗液压挖掘机最常用的结构形式,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摆动,完成挖掘提升和卸土等动作。
图2-1反铲工作装置
1-斗杆油缸;2-动臂;3-液压管路;4-动臂油缸;5-铲斗;6-斗齿;7-侧齿;
8-连杆;9-摇杆;10-铲斗油缸;11-斗杆
铰接式反铲式单斗液压挖掘机最常用的机构形式,包括动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接在液压缸的作用下部件绕铰接点摆动,完成挖掘提升和卸土等动作。
2.1.1、动臂
动臂是反铲的主要部件,其结构有整体和组合形式两种。
图2-2组合式动臂
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- 液压 挖掘机 结构 工作 原理 研究