2022年挖掘机的基本构造及工作原理.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一部分:挖掘机第一章 挖掘机的基本构造及工作原理第一节 概述一、单斗液压挖掘机的总体结构单斗液压挖掘机的总体结构包括动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动系统、行走机构和帮助设备等,如下图;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、 帮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;工作装置 动臂、斗杆、铲斗、液 压油缸、连
2、杆、销轴、管路上部转台 发动机、 减震器主泵、主阀、驾 驶室、回转机构、回转 支承、回转接头、 转台、液压油箱、燃油箱、11掌握油路、12电器部件、13 配重行走机构 履带架、 履带、引导轮、 支重轮、托轮、终传动、张紧 装置挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能,由液压柱塞泵把机械能转换成液 压能,通过液压系统把液压能安排到各执行元件液压油缸、回转马达 +减速机、行走马达 +减速机,由各执行元件再把液压能转化为机械能,实现工作装置的运动、回转平台的回 转运动、整机的行走运动;二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下行走动力传输路线:柴油机 联轴节 液压泵机械能转化为液压能 安排阀
3、 中心回转接头 行走马达 液压能转化为机械能带 实现行走 减速箱 驱动轮 轨链履名师归纳总结 回转运动传输路线:柴油机 联轴节 液压泵机械能转化为液压能 安排阀第 2 页,共 23 页 回转马达液压能转化为机械能 减速箱 回转支承 实现回转 安排阀动臂运动传输路线:柴油机 联轴节 液压泵机械能转化为液压能 动臂油缸液压能转化为机械能 实现动臂运动 安排阀斗杆运动传输路线:柴油机 联轴节 液压泵机械能转化为液压能 斗杆油缸液压能转化为机械能 实现斗杆运动 安排阀铲斗运动传输路线:柴油机 联轴节 液压泵机械能转化为液压能 铲斗油缸液压能转化为机械能 实现铲斗运动- - - - - - -精选学习资
4、料 - - - - - - - - - 1、引导轮2、中心回转接头3、掌握阀4、终传动5、行走马达6、液压泵7、发动机8、行走速度电磁阀9、回转制动电磁阀10、回转马达11、回转机构12 、回转支承2、 动力装置单斗液压挖掘机的动力装置,多采纳直立多缸式、水冷、一小时功率标定的柴油机;3、 传动系统单斗液压挖掘机传动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,习惯上按主泵的数量、功率的调剂方式和回路的数量来分类;有单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剂变量系统、双泵双回路全功率调剂变量系统
5、、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;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1、驱动盘2、螺旋弹簧3 、止动销4、摩擦片5、减震器总成6、消音器7、发动机后部安装座8 、发动机前部安装座凡主泵输出的流量是定值的液压系统为定量液压系统;反之,主泵的流量可以通过调剂系统进行转变的就称为变量系统;在定量系统中各执行元件在无溢流情形下是按油泵供应的固定流量工作, 油泵的功率按固定流量和最大工作压力确定;在变量系统中, 最常见的是双泵双回路恒功率变量系统,有
6、分功率变量与全功率变量之分;分功率变量调剂系统是在系统的每个回路上分别装一台恒功率变量泵和恒功率调剂器,发动机的功率平均安排给各油泵;全功率调剂系统是有一个恒功率调剂器同时掌握着系统中的全部油泵的流量变化,从而到达同步变量;开式系统中执行元件的回油直接流回油箱,其特点是系统简洁、散热成效好;但油箱容量大, 低压油路与空气接触时机多,空气易渗入管路造成振动;单斗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,因此绝大多数单斗液压挖掘机采纳开式系统;闭式回路中的执行元件的回油路是不直接回油箱的,其特点式结构紧凑,油箱容积小,进回油路中有肯定的压力,空气不易进入管路,
7、运转比较平稳,防止了换向时的冲击;但系统较复杂,散热条件差单斗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,在闭式系统中往往仍设有补油泵;4、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,以便进行挖掘和卸料;单斗液压挖掘名师归纳总结 机的回转装置必需能把转台支撑在机架上,不能倾斜并使回转轻巧敏捷;为此单斗液压挖掘第 4 页,共 23 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 机都设有回转支撑装置和回转传动装置,它们被称为回转装置;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
8、、中心回转接头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,与会转齿轮啮合;2间接传动; 由高速液压马达经齿轮减速器带动回转齿圈的间接传动结构形式;他结构紧凑,具有较大的传动比,且齿轮的受力情形较好;轴向柱塞液压马达与同类型的液压油泵结构基本相同,很多零件可以通用,便于制造及修理,从而降低了成本;但必需设制动器,以便吸取较大的回转惯性力矩,缩短挖掘机作业循环时间,提高生产效率;5、 行走机构行走机构支撑挖掘机的整机质量并完成行走任务,多采纳履带式和轮胎式;6、履带行走机构单斗液压挖掘机的履带式行走机构的基本结构与其他履带式
9、机构大致相同,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像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;假设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,挖掘即将进行原地转向;假设是左右两个液压马达反向旋转,行走机构的各零部件都安装在整体式实行走架上;液压泵输入的压力油竟多路换向阀和中心回转接头进入行走液压马达,该马达将液压能转变为输出扭矩后,通过齿轮减速器传给驱动轮,最终卷绕履带以实现挖掘机的行走;单斗液压挖掘机大都采纳组合式结构履带和平板型履带没有明显履刺,虽附着性 能差, 但牢固耐用, 对路面破坏性小适用于
10、坚硬岩石地面作业,或常常转场的作业;也有采用三履刺型履带, 接地面积较大履刺切入土壤深度较浅,相宜于挖掘机采石作业;实行标准化后规定挖掘机采纳质量轻、强度高、结构简洁、价格较低的轧制履带板;专用于沼泽地的 三角形履带板可降低接地比压,提高挖掘机在松土地面上的通过才能;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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、前护板单斗液压挖掘机的驱动轮均采纳整体铸件,能与履带正确啮合、传动平稳;挖掘机行 走时驱动轮应位于后部,式履带的张紧段
11、较短,削减履带的摩擦磨损和功率损耗;每条履带都设有张紧装置,以调整履带的张紧度削减振动噪声摩擦磨损和功率缺失;目前单斗液压挖掘机都采纳液压张紧结构;其液压缸置与缓冲弹簧内部减小了结构尺寸;7、轮胎式行走机构 轮胎式挖掘机的行走机构由机械传动和液压传动两种;其中的液压传动的轮胎式挖掘 机的行走机构主要由车架、前桥、后桥、传动轴和液压马达等组成;行走液压马达安装在固定与机架的变速箱上,动力经变速箱、传动轴传给前后驱动桥,有的挖掘机经轮边减速器驱动车轮;采纳液压马达的高速传动方式使用牢靠,省掉了机械传动中的上下传动箱垂直动轴,结构简洁布置便利;1、车架 2、回转支撑3、中心回转接头4、支腿 5、后桥
12、 6、传动轴 7、液压马达及变速箱8、前桥名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次节 挖掘机的工作装置液压挖掘机工作装置的种类繁多可达 应用最多的是反铲和破裂器;1 、 反铲结构100 余种,目前工程建设中,目前工程建设中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摇摆,完成挖掘提升和卸土等动作;图 5-25 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
13、; 11-斗杆动臂是反铲的主要部件,其结构由整体式和组合式两种;整体式动臂整体式动臂的优点是结构简洁,质量轻而刚度大;其缺点是更换的工作装置少,通用性较差,多用于长期作业条件相像的挖掘机上;整体式动臂又可分为直动臂和弯曲动臂两种;其中的直动臂结构简洁质量轻制造便利,主要用于悬挂式挖掘机,但它不能式挖掘机获得较大的挖掘深度不适用于通用挖掘机;弯动臂是目前是目前应用最广泛的结构形式,与同厂都得直动臂相比可以使挖掘机有较大的挖掘深度,但降低了卸土高度,这正符合挖掘机反铲作业的要求;组合式动臂组合式动臂有帮助连杆或液压缸或螺栓连接而成;上下动臂之间的夹角可用帮助连杆或液压缸来调剂, 虽然结构操作复杂化
14、但在挖掘机作业中可随时大幅度调整上下动臂者间名师归纳总结 的夹角, 从而提高挖掘机的作业性能,特别是用反铲或抓斗挖掘窄而深得基坑时,简洁得到第 7 页,共 23 页较大距离的垂直挖掘轨迹,提高挖掘质量和生产率;组合式动臂的优点是,可以依据作业条件随便调整挖掘机的作业尺寸和挖掘才能,且调整时间短; 此外他的互换工作装置多,可以满意各种作业的需要,装车运输便利; 其缺点是质量大, 制造成本高, 用于中小型挖掘机上;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 组合式动臂a连杆下置 b 连杆上置1、下动臂 2、上动臂 3、连杆或液压缸2、 铲斗 基本要求 1铲斗的纵向剖
15、面应适应挖掘过程各种物料的在斗中运动规律有利于物料的流淌,使装 土阻力最小,有利于将铲斗布满;2装设斗齿, 以增大铲斗对挖掘物料的线压比,便于切入及破裂土壤;斗齿应耐磨、易更换;斗持及斗形参数具有较小单位切削阻力,3为式装载铲斗的物料不易掉出,斗款与直径之比应大于 41. 4物料易于卸净,缩短卸载时间,并提高铲斗的容积效率;结构反铲用的铲斗外形尺寸与其作业对象有很大关系;为了满意各种挖掘机作业的需要,在同一台挖掘机上可以配置多种形式的铲斗,图23、图 24 分别为反用铲斗的基本形式和常用形式铲斗的斗齿采纳装配式,其形式有橡胶卡销式和螺连接式;铲斗与液压缸连接的结构形式有四连杆机构和六连杆机构;
16、其中四连杆机构连接方式是 铲斗直接交接与液压缸,使铲斗转角较小,工作力矩变化较大;六连杆机构的特点是,在液 压缸活塞行程相同的条件下,铲斗可以后的较大的转角,并改善机构的传 动特性;图 23 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 反铲斗1-齿座; 2-斗齿; 3-橡胶卡销; 4-卡销; 5、6、 7-斗口板图 2-4 斗齿结构a螺栓连接方式;b橡胶卡销连接方式1-卡销; 2-橡胶卡销; 3-齿座; 4-斗齿名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - -
17、3、液压破裂器 3.1 概述 液压破裂器锤是利用液压能转化为机械能,对外做工的一种工作装置,它主要用于 打桩、开挖冻土层和岩层、可更换的作业工具凿子、扁铲、镐等组成;锤的撞击部分再 双作用液压缸作用下,在壳体内作往复直线运动,装机作业工具, 完成破裂和开挖作业;液 压破裂器通过附加的中间支撑与斗杆连接;为了减轻振动,在锤的壳体 和支座的连接处常设有橡胶连接装置;液压破裂器外观如下图液压破裂器经过近40 年的进展,其规格和功率都大量增加,牢靠性“ 的和工作效率也明显提高;其中最大的技术进步是“ 智能型液压破裂器产生,其特点是能依据岩石的阻力自动调剂输出功率,当岩石被击穿是,自动切断功率输出,防止
18、空打、损坏工具和固定销;依据液压挖掘机主机总重挑选液压破裂器;它与主机的匹配非常重 要,其中主要匹配参数主要有两个:一是主机液压泵的压力和流量;另 一个是主机的总重;选用是既要考虑充分发挥液压破裂器的工作效率,又要考虑挖掘机的稳固性和结果的耐久性;因此,针对需安装液压破裂 器的挖掘机机型,依据供应的液压破裂器与主机总重的匹配范畴表,可 利用以下公式予以校核:G0.9W+ q N 式中 G液压破裂器总重,N;GG1 G2G3,其中 G1 为支座总重,G2为破裂重视量,G3 为作业工具如凿子、扁铲、镐等量,W标准铲斗的重量; 砂土容量,一般取 1600Nm3q标准铲斗容量;m 3假设液压破裂其总重
19、G为标准斗容量 W和铲斗中沙土中重量 q总和的 90以下时,就可以认为破裂器的挑选是正确的;第一、用钢凿将活塞向上推至打击点位置;1. 活塞上升图 1 表示活塞打击钢凿时的位置;活塞的反向腔与高压腔连通 ,活塞因 上部承压面与下部承压面的面积差 之故而上升;活塞上升 ,压缩了气体缓名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 冲室内充入的气体;2. 滑阀上升图 2 表示活塞上升过程;活塞一上升 , 液压先导腔 与低压腔连通 ,滑阀下部承 压面的作用力大于上部承 压面的作用力 ,滑阀上升;3. 活塞下降 打击 图 3 表示活塞
20、上升至上顶 部状态;活塞的反向腔经滑阀从 低压腔连通至油箱;活塞上 部承压面的作用力大于下 部承压面的作用力 ,活塞下 降;此时 ,被压缩的气体发挥 作用 ,加快乐塞下降速度 ,打 击钢凿;名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4. 滑阀下降图 4 表示活塞下降过程;活塞一旦下降 ,液压先导 腔与高压回路连通 ,滑阀因 上部承压面与下部承压面 的面积差 之故而下降;滑阀下降终止时如图 1 状 态;从而进行连续打击;名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - -
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