摘要:一．挖掘机的种类和构成

1．挖掘机的用途和分类

挖掘机是用来对土石的装载和挖掘以及对土地进行平整的施工机械。依据不同的工作场合和用途，挖掘机可进行不同分类。

以挖掘机作用过程是否连续分单斗挖掘机（周期作业），采矿型（连续作业）；按用途分为建筑型，采矿型，或叫通用型，专用型。挖掘机的动力可以有电动式，内燃机驱动和两种复合共用；挖掘机力的传动有通过液压系统和机械系统，当然也有两者联合传动；轮胎式和履带式挖掘机是根具挖掘机行走装置分的最常见的两类，此外还有比轮胎式速度更快的汽车式，它的结构和轮胎式相似。挖掘机通常以正铲，反铲，拉铲，抓铲吊装为它的工作装置的主要形式。

2.基本原理及构造

挖掘机是现在全球工程施工中不可缺少的工程机械，有关统计说明，中国超过一半以上的土石方处理必须依靠此类设备。单斗挖掘机的工作装置可以根据工作需要而进行更换，他不仅可以挖掘土石方，还可以通过更换工作装置进行打桩，装卸和破碎钻孔等作业。单斗液压挖掘机工作装置主要由包括斗臂，斗杆以及根据施工需要而可以更换的各种换装设备例如正反铲，装载斗，抓斗等。由动臂，斗杆，铲斗，转台，整机的各个运动组成单斗液压挖掘机作业循环。

3.液压驱动系统

WY系列是我国挖掘机的典型代表，WY100型分为上车和下车两部分。上车液压系统在旋转平台上方由动壁液压缸斗杆液压缸和铲都液压缸及液压泵，马达等元件组成。两个行走液压马达是下车系统的主要部分。上车液压油通过回转接头进入下车系统，使行走液压马达工作，整台机器开始行驶。液压系统由两个独立的回路组成。第一个泵泵输出的液压油经第二组多路阀组驱动回转液压马达，副臂缸，铲斗缸和右侧的行走液压马达。该回路为一独立的串联回路。该组元件不作业时，合流阀使第一个泵的供油进入第二个泵的供油回路.两泵同时向工作装置的液压缸供油，从而加快了作业速度。第二组泵输出的油经第四组多路阀组驱动动工作装置的液压缸和左侧的行走液压马达。该回路也为另一独立的串联回路。这两回路的调定压力为32MPa，控制这两个回路压力的是两个溢流阀。

行走和回转液压马达都是速度低扭矩大的马达。挖掘机的履带受到液压马达的驱动。两个变速阀配在液压马达的配油轴中，操作方式是电磁操作和液压操作。 变速阀的位置决定马达的串联和并联。串联时为高速小扭矩状态。并联时处于低速大扭矩状态，在道路的阻力大的时候用低速大扭矩的状态。挖掘机可以根据地面阻力的大小选择这两种行走状态。

工作装置在工作时可能会超速，在回路中用单向节流阀来限制速度。行走马达在下坡时也会超速，所以也要用限速阀来限制速度。液压马达的各个部位的油温不同，马达的零件会发生膨胀，造成本来密封滑动的地方被卡死。为防止受热而造成的这类卡死发生，在马达的壳体里面引出两通油的口子，一个口子经过节流阀，另外的口子则和油箱相通。这样，背压油流到马达壳体，使内部的油得以循环，使各个地方油的温度和零件温度都大致相同，循环流动的油可以洗掉杂。

在液压系统回路上进行冷却处理，使系统在持续工作状况下油温保持在不超过80℃，以49℃-69℃之间最优。

 二. 液压系统在工作中留意的要点

1.正确使用和维护液压工作介质。

液压油液的容易受污染，因此，应留意液压工作介质要在洁净处存放，用具应保持干净。擦洗的时候注意擦洗的工具，防止细小的元件孔道被堵而发生故障:。油箱要加盖密封好，过滤器的虑芯要常常查看，并且要定时洗干净并且必要时就换;常常查看并通过工作状态定期换油。一般累计工作1000小时后换油。间断使用的时候，则应按工作状态6个月到12个月之间换一次油。在注油前把油箱洗干净，再通过滤油器向油箱注入新油；输油的钢管在输油前要在油中浸泡一天，形成膜；注油的时候各个元件要保持洁净，防止脏物掉入；如果油液污染比较重时要立刻查清楚原因并且解决掉问题。

2.系统油液的温度保持没有太大的浮动变化

低温液压时，油温超20摄氏度才能够顺序工作；油温超过60摄氏度时系统的工作状况要注意，因为液压系统的泄漏会随着温度的升高而增大，系统的稳定性下降精度也会受到影响。因此要保持油箱中液体位置适当，保证油液可以冷却；正确适当黏度的干净油液，并且定期换油；水冷却器中要有足够的水，液压系统的管道要畅通。

3.防止空气进入系统

液压系统的空气会使元件的平稳性降低。为此，应注意：常常查看油箱中的液面位置，保持在液位计所允许的范围内。尤其在最低油位时系统的液压低，此时要保证它比大气压高；系统内空气经排气阀排出去。

4其他

1.1停机过久的液压机器，先让其进行空载，当达到一定时间再进行工作。

1.2不能随意改变各个装置的状态和位置。

1.3不能在未经专业部门的允许下拆装元件。

1.4发现有故障的液压系统要立刻告知相关部门。

1.5尽可能在洁净的环境内对机械拆装和维修。

1.6在检查维修时，要把系统内的压力全都卸除掉，甚至要把油排除干净。

1.7使用合适的工具来拆卸，防止元件因为工具的使用不当而损坏。

关键词 液压;油温;扭矩;工作装置

目录

摘要

Abstract

1 概述-1

1.1 机械发展的特点-1

1.2 挖掘机械的类型-1

1.3 单斗液压挖掘机的介绍和要求-1

1.4 本次设计任务-2

2 方案-2

2.1 工作装置的设计-2

2.1.1 工作装置设计的要素-2

2.1.2 反铲装置的构造-3

2.1.3 具体结构方案-3

2.2 回转机构方案设计-3

2.2.1 回转机构的基本要求-4

2.2.2 制动器的选择-4

2.3 液压系统方案设计-4

2.3.1 单斗液压挖掘机是由一系列的动作组成的其作业过程-4

2.3.2 对液压系统的要求-5

3 工作装置设计计算-5

3.1 尺寸估计-5

3.2 工作装置的运动-6

3.2.1 分析动臂的运动-7

3.2.2 斗杆的分析-8

3.2.3 铲斗的运动-9

3.3 工作装置设计计算-10

3.3.1 斗形参数选择-10

3.3.2 计算转斗挖掘时的阻力-11

3.3.3 动臂机构的数据计算-11

3.3.4 铲斗机构的计算-15

3.3.5 铲斗机构载荷分析-16

3.3.6 斗杆机构的数据处理-17

3.3.7 液压缸的计算-19

4设计计算回转装置-19

4.1 滚动轴承式回转支承的计算-19

4.2 回转装置起动和制动所需要的力矩-22

5 整机稳定性-23

5.1 整机稳定性计算-23

6 液压系统设计-24

6.1液压系统基本回路-25

6.2 系统的分析以及元件的选择-26

结  论-28

致  谢-29

参考文献-30