YW0.2型小型液壓挖掘機總體設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 1 頁 摘要 液壓挖掘機是工程機械的主要機種之一 ,是土石方開挖的主要機械設備 ,廣泛應用于工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利水電工程，農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等的機械化施工中。 小型液壓挖掘機通常指標準斗容在 下，或指機重在 8T 以內的挖掘機產(chǎn)品 。國外發(fā)達國家和地區(qū)的大規(guī)模的基礎建設早已于 20 世紀 60 年代結束，從 1970 年以后起國際上已形成小型液壓挖掘機的需求市場。小型液壓挖掘機的發(fā)展雖然只有 30 多年的生產(chǎn)歷史，但其發(fā)展非常迅速。在參照和分析山河智能系列和久保田系列小型液壓挖掘機的基礎上，設計了無尾 式小型液壓挖掘機。 本文主要進行小型液壓挖掘機的總體設計和有關計算。首先根據(jù)小型液壓挖掘機的工作概況及性能參數(shù)的設計要求， 確定了液壓挖掘機的設計方案，完成了主要參數(shù)的設計計算 ，并 對主要工作裝置的鉸點和關鍵部位進行力學分析和計算； 然后對行走系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和回轉系統(tǒng)進行設計計算。接下來 對整機的穩(wěn)定性進行了分析和研究，并對其可能發(fā)生的失穩(wěn)狀態(tài)進行校核。 關鍵詞： 液壓挖掘機，主工作裝置，底盤行走系，挖掘裝置 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 2 頁 is an is of is in of of to Or to on T. in in 960s, On of of 970. of 0 of is On of of of no of in of of of of to of of of nd of on of of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 3 頁 目錄 1緒論 . 1 . 1 . 1 . 1 . 2 . 3 . 4 . 4 . 5 2總體方案的構思 . 7 . 7 . 7 . 8 3動力系統(tǒng)的設計 . 9 . 9 . 9 . 10 . 11 . 12 斗液壓挖掘機對柴油機的基本要求 . 12 動機功率的確定 . 13 . 15 4 工作裝置的設計 . 16 . 16 . 17 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 4 頁 . 18 . 18 . 19 形參數(shù)的確定 . 20 . 21 . 25 . 25 . 26 . 27 . 28 . 29 . 38 5回 轉機構的設計 . 39 . 39 . 39 . 39 . 40 . 41 . 41 . 42 6駕駛室的設計 . 43 . 43 . 43 . 44 . 44 . 44 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 5 頁 . 45 . 45 . 45 . 45 7整機穩(wěn)定性 . 46 . 46 . 46 . 51 . 55 8液壓挖掘機的使用與維護說明 . 57 . 57 . 57 . 57 . 58 . 58 . 58 . 59 . 59 9結論 . 60 參考文獻 . 61 附錄 1： . 62 附錄 2：圖紙清單及編號 . 63 致謝 . 64 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 1 頁 1 緒論 言 液壓挖掘機是工程機械的主要機種之一，是土石方開挖的主要機械設備 ,廣泛應用于工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利水電工程，農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等的機械化施工中。由于機電一體化的運用 , 挖掘機在近些年發(fā)展很快，挖掘機的性能得到很大的提高。現(xiàn)代挖掘機具有各種工作裝置與功能 ,去掉挖斗的挖掘機是一個工作平臺 特別是國家逐步增加對高等級公路、鐵路、住宅和水利設施的投入，挖掘機越來越顯示出適應性強、作業(yè)效率高 等優(yōu)越性。 小型多功能液壓挖掘機通常指標準斗容在 下，或指機重在 8T 以內的挖掘機產(chǎn)品，產(chǎn)品歸類為小型工程機械，在世界工程機械市場，屬銷量最大的工程機械產(chǎn)品之一。 小型無尾液壓挖掘機的尾部長度為零，可以在狹窄地段方便的作業(yè)。受施工場地限制較少，在建筑物間、城市道路、園林綠化、挖掘溝槽等小型土方施工中比大中型挖掘機更有優(yōu)勢，即使在僅靠墻根時也能方便的進行回轉和挖掘，與大型挖掘機相比，小型挖掘機設備的購買投入較少，使用成本相對較低。它與挖斗、推土鏟、液壓破碎錘等多種作業(yè)裝置配套使用后，具有挖掘、裝載、清 溝、破碎等多種功能。 國外發(fā)達國家和地區(qū)的大規(guī)模的基礎建設早已于 20 世紀 60 年代結束，從1970 年以后起國際上已形成小型液壓挖掘機的需求市場。小型液壓挖掘機的發(fā)展雖然只有 30 多年的生產(chǎn)歷史，但其發(fā)展非常迅速 。 內外小型挖掘機的發(fā)展情況 內小型液壓挖掘機的發(fā)展狀 挖掘機市場在國內比裝載機等工程機械起步晚，小型液壓挖掘機則更晚。盡管近幾年小型液壓挖掘機在國內市場的發(fā)展速度很快，主要生產(chǎn)廠家已有幾十家，市場銷售增長率很高，但仍處于起步階段。在國內小型液壓挖掘機生產(chǎn)企業(yè)中，以廣西玉柴為首，山河智 能、江西南特、山東臨挖、杭州軍聯(lián)等企業(yè)組成的中國小型液壓挖掘機團隊已經(jīng)初具規(guī)模。 國內小型液壓挖掘機目前已形成 8T 全系列產(chǎn)品，并占有國內市場的主要份額，且有少數(shù)出口。國內小型液壓挖掘機目前的整體技術水平處于國際二十世紀八十年代末九十年代初的水平，與國際先進技術的差距主要體現(xiàn)在整機匹配、微操作性能、維修性、可靠性及外觀質量上。 現(xiàn)階段我國的挖掘機仍處于仿制階段，缺乏自主開發(fā)能力和發(fā)掘自身優(yōu)勢買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 2 頁 的意識。目前國產(chǎn)品牌的優(yōu)勢仍主要建立在價格和服務優(yōu)勢上，技術上還無法與國際先進水平相提并論。 未來的發(fā)展將在很 長一段時間內受制于兩大主要配件，一是動力，二是液壓件。國產(chǎn)動力要抗衡進口動力尚需時日，而國產(chǎn)液壓件取代進口液壓件更需巨大努力。 外挖掘機目前水平及發(fā)展動向 工業(yè)發(fā)達國家的挖掘機生產(chǎn)較早，法國、德國、美國、俄羅斯、日本是斗容量 斗液壓挖掘機的主要生產(chǎn)國，從 20 世紀 80 年代開始生產(chǎn)特大型挖掘機。從 20 世紀后期開始，國際上挖掘機的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動化的方向發(fā)展。 （ 1）開發(fā)多品種、多功能、高質量及高效率的挖掘機。為滿足市政建設和農(nóng)田建設的需要，國外發(fā)展了斗容 量在 下的微型挖掘機，最小的斗容量僅在 外，數(shù)量最的的中、小型挖掘機趨向于一機多能，配備了多種工作裝置 除正鏟、反鏟外，還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。與此同時，發(fā)展專門用途的特種挖掘機，如低比壓、低嗓聲、水下專用和水陸兩用挖掘機等。 （ 2）迅速發(fā)展全液壓挖掘機，不斷改進和革新控制方式，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線 電遙控、電子計算機綜合程序控制。在危險地區(qū)或水下作業(yè)采用無線電操縱，利用電子計算機控制接收器和激光導向相結合，實現(xiàn)了挖掘機作業(yè)操縱的完全自動化。所有這一切，挖掘機的全液壓化為其奠定了基礎和創(chuàng)造了良好的前提。 （ 3）重視采用新技術、新工藝、新結構，加快標準化、系列化、通用化發(fā)展速度。例如，德國阿特拉斯公司生產(chǎn)的挖掘機裝有新型的發(fā)動機轉速調節(jié)裝置，使挖掘機按最適合其作業(yè)要求的速度來工作；美國林肯貝爾特公司新 C 系列 液壓挖掘機安裝了全自動控制液壓系統(tǒng)，可自動調節(jié)流量，避免了驅動功率的浪費。還安裝了 算機輔助功率系統(tǒng)），提高挖掘機的作業(yè)功率，更好地發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能 。 （ 4）更新設計理論，提高可靠性，延長使用壽命。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設計理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學、有限元法、優(yōu)化設計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術、疲勞強度分析方法等先進技術應用于液壓挖掘機的強度研究方面，促進了產(chǎn)品的優(yōu)質高效率和競爭力。美國提出了考核動強度的動態(tài)設計分析方法，并創(chuàng)立了預測產(chǎn)品失效和更新的的理論。日本制定了液壓挖掘機構件的強度評定程序，研制了可靠性 住處處理系統(tǒng)。在上述基礎理論的指導下，借助于大量試驗，縮短了新產(chǎn)品的研究周期，加速了液壓挖掘機更新?lián)Q代的進程，并提高其可靠性和耐久性。例如，液壓挖掘機的運轉率達到 85%使用壽命超過 1 萬小時。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 3 頁 （ 5）加強對駕駛員的勞動保護，改善駕駛員的勞動條件。液壓挖掘機采用帶有墜物保護結構和傾翻保護結構的駕駛室，安裝可調節(jié)的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。 （ 6）進一步改進液壓系統(tǒng)。中、小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉變的明顯趨勢。因為變量系統(tǒng)在油泵工作過程中，壓力減小時和增大流量來襝，使液壓泵功率保持恒 定，亦即裝有變量泵的液壓挖掘機可經(jīng)常性地充分利用油泵的最大功率。當外阻力增大時則減少流量（降低速度），使挖掘力成倍增長率加；采用三回路液壓系統(tǒng)。產(chǎn)生三個互不成影響的獨立工作運動。實現(xiàn)與回轉達機械的功率匹配。將第三泵在其他工作運動上接通，成為開式回路第二個獨立的快速成運動。此外，液壓技術在挖掘機上普遍使用，為電子技術、自動控制技術在挖掘機的應用與推廣創(chuàng)造了條件。 （ 7）迅速拓展電子化、自動化技術在挖掘機上的應用。 20 世紀 70 年代，為了節(jié)省能源消 耗和減少對環(huán)境的污染，使挖掘機的操作輕便和安全作業(yè)，降低挖掘機口音 ，改善駕駛員工作條件，逐步在挖掘上應用電子和自動控制技術。隨著對挖掘機的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了機電一體化在挖掘機上的應用，并使其各種性能有了質的飛躍 。 20 世紀 80 年代，以微電子技術為核心的高新技術，特別是微機、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖掘機上的應用，推動了電子控制技術在挖掘機上應用和推廣，并已成為挖掘機現(xiàn)代化的重要標志，亦即目前先進的挖掘機上設有發(fā)動機自動怠速及油門控制系統(tǒng)、功率優(yōu)化系統(tǒng)、工作模式控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等電控系統(tǒng)。 總之，國外小挖目前水平 與發(fā)展動向國外小挖目前水平完全可以稱之為漸趨完美、漸入佳境，其功能的可靠性，操作的流暢性和舒適性不必詳述，即使其駕駛室內的美觀與質感也幾可與國產(chǎn)轎車蓖美。 國外小挖目前的發(fā)展動向主要體現(xiàn)在：以一機多能為目標的多功能化；以提高操作性能為目標的智能化；以節(jié)能為目標的功率模式控制；以動態(tài)設計分析為基礎的可靠性設計；以人為本的駕駛室設計；基于微電子技術的自動監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。 型液壓挖掘機的類型 根據(jù)小型挖掘機基本功能要求，為了更能適應作業(yè)形態(tài)和工作要求，經(jīng)淘汰化，目前有以下三種形式。 1）標準型 是最早 生產(chǎn)的挖掘機機種，其結構特點是挖掘機前部工作裝置和后部平衡部分都突出在履帶寬度之外。機體較寬敞駕駛室居住性好，重心布置得當，穩(wěn)定性好，作業(yè)性能優(yōu)良。 在以前標準型是小型挖掘機的主力機種。但由于后部突出較大，在工作過程中易出現(xiàn)后部碰撞事故。因此今年它的發(fā)展受到了限制，在長期的設計和使用實踐中其液壓系統(tǒng)有了較大改進，工作裝置重量減輕了，作業(yè)范圍擴大了。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 4 頁 2）超小回轉型 其主要特點是工作裝置在收縮狀態(tài)可收到履帶寬度之內，其后不平衡部分也在履帶寬度之內，即整個上部回轉體輪廓的最小回轉半徑小于履帶寬度。它主要用于在非 常狹窄場所下施工，例如管道施工等。 為了回轉半徑小，要求動臂舉升角大，這給動臂帶來了困難，要挖側溝，不能采用動臂偏轉方式，而要將動臂分成兩段，中間采用平行連桿機構，即偏置式挖側溝形式。 3）后部小回轉型 回轉機構后部設計成圓弧形，它的外廓旋轉半徑在履帶寬度范圍之內。這種小挖掘機具有接近標準型的作業(yè)能力和接近超小回轉型的回轉性能。其主要優(yōu)點是作業(yè)時注意力可集中于工作裝置，不用擔心后部與外界碰撞，安全性能好，作業(yè)效率也高，且運輸型是三種小挖掘機中最好的，目前已替代標準型成為小挖掘機中的主力機種。 壓挖掘 機發(fā)展方向 單斗液壓挖掘機的研制和改進主要的發(fā)展方向在于： 1、發(fā)動機功率的充分有效利用，通過各種途徑使機械多做有效功，其中包括動力裝置與液壓傳動的最佳匹配，提高傳動效率，能量回收，高效液壓系統(tǒng)的研究等； 2、鏟斗挖掘力的充分發(fā)揮，挖掘力大小和有效作用范圍是衡量各種液壓挖掘機工作能力的重要指標，目前通過優(yōu)化程序實現(xiàn)工作裝置鉸點最佳布置，采用高壓與超高壓技術，提高整機穩(wěn)定性等方面進行研究； 3、縮短工作循環(huán)周期，提高機械生產(chǎn)率，包括整機性能研究 (作業(yè)循環(huán)、回轉和行走性能的研究 )，發(fā)展專用機械和工作裝置以及機械 大型化和小型化等； 4、機械可靠性研究，是各國十分重視的一項內容，關鍵在于設計的合理化和材料工藝的研究，包括摩擦磨損機理的研究和新材料的應用，在試驗手段方面，進行挖掘機整機和液壓傳動的快速試驗研究，以及結構件快速疲勞試驗和壽命預測的研究等，從而保證整機的可靠性，延長維修周期，加快維修進程，降低維修費用，降低成本； 5、司機室安全舒適性以及維護保養(yǎng)的方便性對挖掘機的有效利用有極大影響，從人體生理學和環(huán)境工程的觀點來研究操作舒適性和振動噪音對司機和環(huán)境的影響，以及控制空氣的污染等，各國已做了大量工作，國內也逐漸 予以注意； 6、加快產(chǎn)品開發(fā)速度，滿足快速多變的市場需求； 7、采用微電子技術使液壓挖掘機自動化、機電一體化和智能化進程加快 課題的目的和意義 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 5 頁 隨著我國經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，以及我國公路養(yǎng)護常規(guī)化，園林綠化的有序進行，小區(qū)建設工程增多，市政工程不斷升級，農(nóng)田建設正趨向機械化，而在這些工程施工中，大多是小型土方施工。因此，在施工中小型多功能液壓挖掘機比大中型液壓挖掘機更有優(yōu)勢，即使在靠墻時也能方便的進行回轉和挖掘，況且小型挖掘機資金投入少，使用成本相對較低。小型多功能挖掘機的地位不容忽視，其應用的市場環(huán) 境日益擴展并呈現(xiàn)可以預見的強勁后市，越來越受廣大消費者青睞。而無尾式小型液壓挖掘機在我國的發(fā)展才剛剛起步，其技術還遠遠落后于國外。此時對小型液壓挖掘機進行一些理論聯(lián)系實際的研究顯然具有重要的現(xiàn)實意義和長遠的指導意義。 本次所設計的小型無尾液壓挖掘機。設計內容是總體設計，主要包括底盤 的設計、動力系統(tǒng)的設計和挖掘工作裝置的設計。 總體設計的優(yōu)劣決定著其他零部件的設計質量，更決定了整機的性能。合理正確、全面的總體設計是保證整個設計任務完成的關鍵。因此總體設計應該有一個全面的，更高層次的設計理念。 總體設計主要是 對履帶式小型無尾液壓挖掘機進行深入的分析，并提出切實可行的方案，對整體參數(shù)、整體布局、整體結構、整機系統(tǒng)及其主要零部件進行設計計算最后再將其建模裝配。在整體設計中，挖掘機工作裝置的設計和底盤是最重要的，也是整機設計的關鍵所在。 其中本次設計中的工作裝置的設計必須考慮全面，比如外形尺寸、形狀、鉸點布置、工作過程中不能相互干涉、材料的強度、剛度等等。此次涉及的工作裝置是反鏟裝置，動臂部分主要采用整體式彎動臂，這樣有利于得到較大的挖掘深度。 設計研究的主要內容 本次所設計的挖掘機為無尾式小型液壓挖掘機。 設計的內容為總體設計，主要包括主工作臂的設計、底盤行走系統(tǒng)的設計和推土鏟的設計。總體設計的優(yōu)劣決定了其它零部件設計的質量，也決定了整機的性能。合理的、全面的總體設計是整個設計任務順利完成的保證。因此，對整體設計必須從一個更高的層次出發(fā)，對整體設計必須提出更高的要求。 總體設計主要是對小型無尾液壓挖掘機進行深入地分析，并提出切實可行的方案，對整體參數(shù)、整體布局、整體結構、整機系統(tǒng)及其主要零部件進行設計計算，最后再將其建模裝配。在整體設計中，主工作裝置的設計、底盤行走系統(tǒng)的設計是最重要的，也是整機設計的關鍵所在 。因為對于整個挖掘機而言，主工作裝置和底盤行走系是整個機器工作的前提和保證，它將決定整個機器的性能和質量。主工作裝置的設計必須考慮全面，比如外形尺寸、形狀、鉸點布置、工作過程中不能相互干涉、強度、剛度等等。而對于底盤行走系統(tǒng)，履帶式比輪式更加穩(wěn)定，轉彎半徑更小，接地比壓更大，附著性能更好，結構布置更加緊湊，執(zhí)行操作更加方便。此次設計的主工作裝置主要采用反鏟裝置，動買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 6 頁 臂部分主要采用整體式彎動臂，這樣有利于得到較大的挖掘深度。斗桿部分主要采用整體式直動斗桿；鏟斗部分采用道側齒的鏟斗。底盤行走系采用履帶式行走底盤， 在設計底盤過程中盡量采用標準件，以便更換方便。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 7 頁 2 總體方案的構思 本原理及主要工藝 對于一般的工程機械來說，都必須將包括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、底盤行走系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)這五大基本系統(tǒng)。 動力系統(tǒng)主要采用的是柴油發(fā)動機，其原因是由于它不受電源、電纜的限制，使得工程機械移動、行駛方便且功率大、工作可靠、燃料經(jīng)濟性好、排氣污染小。 工程機械的傳動系統(tǒng)的類型有：機械傳動、液力機械傳動、液壓傳動和電傳動。在本設計中采用的是液壓傳動系統(tǒng)，液壓傳動系統(tǒng)的主要優(yōu)點是 :能夠實現(xiàn)無級變速且變速 范圍大，車輛可以實現(xiàn)微動；變速和變向操作簡單，一根操作桿即可；可以利用液壓傳動系統(tǒng)實現(xiàn)制動；采用左右輪分別驅動系統(tǒng)，能夠方便的實現(xiàn)車輛的彎道行駛和原地轉向；便于實現(xiàn)自動化操作和遠距離操作；液壓傳動系統(tǒng)的主要缺點是：噪聲大、傳動效率低以及液壓元件密封困難等。底盤行走系統(tǒng)主要類型有輪式和履帶式。履帶式液壓挖掘機具有在任何路面行走均有良好的通過性，對土壤有足夠的附著力，接地比壓小，作業(yè)時不需設支腿，適用范圍大。在土質松軟或沼澤地帶作業(yè)的液壓挖掘機，還可通過加寬和加長履帶來降低接地比壓。為防止對路面的碾壓破壞，通常 行走的液壓挖掘機多為全液壓傳動。 操作控制系統(tǒng)一般包括底盤操作系統(tǒng)和工作裝置操作系統(tǒng)兩個部分。 執(zhí)行系統(tǒng)主要包括各種類型的工作裝置和機構。 根據(jù)這五大基本系統(tǒng)，來選擇機型，確定總體布置方案。 要構思方案 根據(jù)實際調研結果，結合國內外工程用液壓挖掘機的相關資料，經(jīng)過認真分析總結，又根據(jù)設計的要求，考慮到機械的實用性、經(jīng)濟性、生產(chǎn)等方面的因素，我們仿照 列和山河智能小型液壓挖掘機的整體結構和整機系統(tǒng)，擬定構思方案如下： （ 1）動力系統(tǒng)采用柴油發(fā)動機； （ 2）傳動系統(tǒng)采用液壓傳動系統(tǒng)； （ 3）底盤 行走系統(tǒng)采用履帶式底盤； （ 4）操縱控制系統(tǒng)采用全液壓控制系統(tǒng)； （ 5）執(zhí)行系統(tǒng)主要包括鏟斗、斗桿和動臂。動臂部分主要采用整體式彎動臂，斗桿部分主要采用整體式直動斗桿，鏟斗部分采用道側齒的鏟斗，而整個主工作裝置則采用反鏟裝置。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 8 頁 在此次設計當中，本人所承擔的設計任務主要是挖掘機總體設計。 方案 特點 整機結構簡單，結構緊湊。采用履帶式底盤，作業(yè)行走方便，對作業(yè)現(xiàn)場的適應能力強?？商鎿Q的鋼制履帶和橡膠履帶可使機械在不同的工況下工作，對場地的適應性好。另外，采用履帶式底盤結構，機械的整機穩(wěn)定性好，使用全液壓 驅動，可以很輕松的實現(xiàn)無級變速和自動剎車，且能夠實現(xiàn)較大范圍的調速。采用回轉支撐可以使機器輕松實現(xiàn) 360的全方位回轉，工作能力可以得到大大的提高。采用久保田發(fā)動機，能夠在保證功率的前提下，實現(xiàn)在較小空間內的安裝布置，使車身和轉臺不會超過設計的要求，從而滿足“無尾”的要求，實現(xiàn)作業(yè)的順利進行。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 9 頁 3 動力系統(tǒng)的設計 動力系統(tǒng)的設計需要計算整機的牽引力平衡和牽引功率平衡，選擇合適的柴油機，滿足功率和扭矩要求，且發(fā)動機的外形尺寸不和其它部件發(fā)生干涉。 引力和牽引功率的平衡 研究牽引力平衡和牽引功 率平衡，是為了分析機械在行駛作業(yè)過程中，牽引力是怎樣利用的以及發(fā)動機的功率是怎樣消耗的。牽引力平衡和牽引功率平衡是指機械在行駛作業(yè)過程中的任何瞬間，其牽引力平衡可以分析挖掘機的動力性能，根據(jù)牽引功率平衡可以選定挖掘機發(fā)動機的功率及分析牽引功率。 械行駛作業(yè)過程中的阻力 挖掘機行駛作業(yè)過程中，在底盤行走架上有以下幾種阻力： （ 1） 滾動阻力N) (3式中 G 挖掘機自重 (根據(jù)單斗液壓挖掘機42步設定挖掘機自重為 , 300 f 滾動阻力系數(shù)，根據(jù)鏟土運輸機械表 1慮到挖掘機的工作環(huán)境，取 f = 坡角，根據(jù)任務書要求 =30； 所以：N) f = 2） 坡度阻力P（ = 3） 工作阻力 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 10 頁 （ 4） 風阻力 （ 5） 加速阻力 引工況時的牽引力平衡和牽引功率平衡 （ 1） 牽引力的 平衡 挖掘機在工作時，其切線牽引力需克服滾動阻力、坡度阻力、工作阻力、風阻力及加速阻力，即： k f T j P P P P （ 3 取自工程機械底盤構造與設計 中： 切線牽引力，對于履帶式行走系：P / K ； 驅動力矩（）； K 履帶驅動功率，K= K 驅動輪動力半徑。 由于挖掘機在進行挖掘作業(yè)時不行駛，所以挖掘機作業(yè)過程中地盤行走架上的工作阻力可以忽略不計，即作業(yè)過程中底盤行走架上的工作阻力 0。 由于挖掘機的行走速度較慢，因此其風阻力和加速阻力均可忽略不計。 所以，在上式中風阻力。 因此，挖掘機的切線牽引力 3 . 7 4 3 0 . 8 5 3 4 . 5 9 K P 由此得出牽引工況時挖 掘所需總的牽引力。由于挖掘機是履帶式，有兩個驅動輪，所以對于每個驅動輪，其切線牽引力為： / 2 3 4 . 5 9 / 2 1 7 . 3 K 欲得到每個驅動輪上的驅動力矩，就必須知道驅動輪的動力半徑，動力半徑可以由后面的底盤行走系部分得到： K 320.6 以驅動輪的總的驅動力矩為： 3 4 . 5 9 3 0 2 . 6 1 1 . 5 50 . 9 6 N 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 11 頁 （ 2） 牽引功率的平衡 本設計的挖掘機有兩個工作裝置，主工作裝置和附屬推 土鏟一般不會同時工作，其中主工作裝置工作時消耗的功率較大，因此，牽引功率應按主工作裝置進行計算。主工作裝置工作時，而底盤行走架是不工作的，即機械是停在原地不動的。此時機械的行使速度為 0，從而驅動輪的行使速度也為 0。對于此時的挖掘機，發(fā)動機的全部功率都消耗在主工作裝置上。 所以，機械的驅動功率 0。 輸工況時的牽引力和牽引功率的平衡 挖掘機在運輸工況下沒有工作阻力，而行使速度較高，故此時風的阻力不能忽略不計。 由于沒有工作阻力，牽引力較小，故可以忽略滑 轉引起的功率損失。 （ 1） 牽 引力的平衡 挖掘機切線牽引力： (3 取自工程機械底盤構造與設計 中 滾動阻力， P 坡度阻力，P= 風阻力； (3 取自工程機械底盤構造與設計 中 理論行使速度，由任務書可知 km/h。 K 為機械流線型系數(shù)，通常取 K N 2S / 4m ）。 F 表示機械迎風面積， ， B 為履帶軌距， H 為機械高度。參照同組同學計算結果， B=1500H=2580 則 21 . 5 2 . 5 8 3 . 8 7F B H m 2 2220 . 6 5 3 . 8 7 3 . 6 2 . 5 23 . 6 3 . 6 N 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 12 頁 對于其加速阻力 所以其切線牽引力為： 3 . 7 4 3 0 . 8 5 0 2 . 5 2 3 6 . 5 1k f j P P P K N 2)功率的平衡 挖掘機行走時的最大理論行使速度為： Km/h 對于履帶式機械：由于在運輸工況下 0 小，速度 V 較高，所以 滑轉 率 ,0 。 因此，挖掘機的實際行使速度 3 . 6 / K m h (3 參看工程機械底盤構造與設計 中 滾動阻力功率， 3 . 7 4 3 . 6 3 . 7 43 . 6 3 . 6 W ； N 克服坡道阻力功率， 3 0 . 8 5 3 . 6 3 0 . 8 53 . 6 3 . 6 W ； 克服加速消耗的功率，可以忽略不計，即； 克服風的阻力功率， 3 3330 . 6 5 3 . 8 7 3 . 6 2 . 5 23 . 6 3 . 6 W 所以， 3 . 7 4 3 0 . 8 5 0 2 . 5 2 3 7 . 1 1K f j N N N K W 也即挖掘機在運輸工況時的驅動功率為： 3 7 W動機的選型 斗液壓挖掘機對柴油機的基本要求 目前及今后的一個相 當長的時期內，單斗液壓挖掘機的動力將仍以柴油機買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 13 頁 為主。極少采用其它原動機。因為，柴油機具有機動靈活、特性曲線硬、工作可靠，使用經(jīng)濟等優(yōu)點。 單斗液壓挖掘機所用柴油機的基本要求與汽車、拖拉機類同。但由于挖掘機工作條件更惡劣，負荷不穩(wěn)定，甚至有時超負荷工作。故柴油機的工作負荷一般應低于額定負荷。挖掘機的額定負荷與汽車、拖拉機不同，它是指在額定轉速下一小時以上的額定功率。 挖掘機工作的特點是：環(huán)境溫度變化大（經(jīng)常為 40C，有時最熱達 60 C），灰塵污物較多；負荷變化大；經(jīng)常傾斜工作，有時在斜坡上常年工作；維護 保養(yǎng)條件差，工地離維修廠較遠。為此，對柴油機就提出了一些特殊要求： （ 1）柴油機的大維修不得低于 3000 4000 工作小時。 （ 2）燃油消耗量不得大于 190 克 /馬力小時。機油消耗量不應大于 3 4克 /馬力小時。希望不用較稀缺的燃料和油料。 （ 3）結構簡單，保養(yǎng)維修方便，調整點少，備件可充分供應。 （ 4）低溫啟動容易。 （ 5）要有效能高、清洗方便、進氣阻力小的空氣濾清器及柴油、機油濾清器。保證在含灰量為 2 3/，柴油機能正常工作。 （ 6）小功率的柴油機應考慮從曲軸前 端、側面或分配齒輪箱均能獨立地輸出全部功率。因為有些挖掘機有時有專門的轉向泵或數(shù)個泵。 （ 7） 少能連續(xù)工作一小時功率不下降。連續(xù)工作四小時，功率下降別的超過 5%。柴油機適應性系數(shù)不得低于 裝有全程調速器。 （ 8）柴油機出廠應備有空氣濾清器、水或油冷卻裝置、電氣儀表、操縱機構及機罩等。同時，還應考慮添加增壓器。 動機功率的確定 根據(jù)牽引工況和運輸工況的功率平衡方程式分別算出所需功率，然后取其中較大值來選擇柴油機的標定功率。 （ 1）牽引工況 3 6 0 0 6 0 0 0 0 T N O P f V W (3 取自鏟土運輸機械 中 ： M 機械傳動效率（履帶式包括履帶驅動功率）。計算時取：輪胎式 M =帶式 M = 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 14 頁 T 液力變矩器效率，計