超小型液压挖掘机毕业设计文献综述

本科生毕业设计（论文）文献综述

题 目： 超小型智能液压挖掘机

机械结构设计

姓 名： 王金平 学 号： 020900537

学 院： 机械工程及自动化学院

专 业： 机械设计制造及其自动化

年 级： 2009

指导教师： （签名）

系主任（或教研室主任）： （签章）

超小型液压挖掘机机械结构设计文献综述

摘要： 本文介绍了液压挖掘机的基本类型及其主要特点。通过对液压挖掘机机械装置的拟定及对比来确定液压挖掘机机械装置的方案，在参考国外先进的微型液压挖掘的基础上，机设计出自己的整套液压挖掘机机械结构。并参考有关书籍，对液压挖掘机的工作装置、回转支撑装置进行优化设计，使液压挖掘机表现出良好的性能。

关键词： 微型液压挖掘机 工作装置 回转支撑装置

0前言：

液压挖掘机是在机械传动挖掘的基础上发展起来的。液压挖掘机与机械传动机一样，在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿中都有着广泛的应用。小型液压挖掘机是用于多种目的的施工机械，它不仅同一般的挖掘机一样，通用性高，利用面广，而且具备了大中型液压挖掘机所没有的功能，可在市区住宅区的建筑物旁、道路旁等狭窄场所惊醒小型土方工程和铺设小孔径管道工程等施工。而机械结构的设计可以说是挖掘机发展的关键所在，其设计与液压系统的设计紧紧相连，即综合了机电液一体化技术。液压挖掘机是工程机械的一个重要品种，可以减轻劳动工人的工作量，提高施工机械化水平，加快施工进度。本课题主要针对液压挖掘机的机械结构设计，绘制其结构设计图纸，并对各个零件进行设计和校核，完成零件的选型与结构设计。针对本课题的研究内容，阅读国内外文献，其综述如下：

1小型液压挖掘机的基本类型及主要特点

[1]1.1根据液压挖掘机主要机构传动类型

根据小型液压挖掘机主要机构是否全部采用液压传动，分为全液压挖掘机和非全液压挖掘机两种。这里的主要机构是指挖掘、回转、行走，弱主要机构的动作均为液压传动，则称为全液压挖掘机。若液压挖掘机中的某一个机构采用机械传动，则称其为非全液压挖掘机。图1为全液压履带挖掘机

图1-1 全液压履带式液压挖掘机

1.2根据行走机构的类型

根据行走机构的类型的不同，可分为履带式（如图1-1）、轮胎式（如图1-2）、悬挂式（如图1-3）、汽车式（如图1-4）及拖式（如图1-5）。

在液压挖掘机上主要应用的是履带式，履带式行走装置的液压挖掘机可以有更大的爬坡能力，低的接地比压，挖掘工作时更稳定和安全，通常，履带行走的液压挖掘机多为全液压传动。

轮胎式液压挖掘机具有行走速度快，机动性能好，可在多种路面通行的特点。目前，轮胎式液压挖掘机的行走部分大多数采用机械传动和单独液压马达的集中传动。

图1-2 轮胎式液压挖掘机

悬挂式挖液压挖掘机是将工作装置安装在轮胎式或履带式拖拉机上，可以达到一机多用的目的。

图1-3 悬挂式液压挖掘机

汽车式液压挖掘机一般采用标准的汽车底盘，速度快，机动性能好。

图1-4 汽车式液压挖掘机

拖拉式液压挖掘机没有行走传动机构，行走时由拖拉机牵引。

图1-5 拖式液压挖掘机

1.3根据工作装置的类型

根据工作装置结构的不同，可分为铰接式（如图1-1）和伸缩臂式(如图1-6)挖掘机。铰接式工作装置应用较为普遍，这种工作装置靠各构件绕铰点转动来完成作业动作。伸缩

臂式挖掘机的动臂由主臂及伸缩臂组成，伸缩臂可在主臂内伸缩，还可以变幅。伸缩臂前端装有铲斗，适于进行平整和清理作业。

图1-6 伸缩臂式液压挖掘机

2液压挖掘机机械装置的选定

液压挖掘机机械结构主要包括工作装置、回转装置和行走装置。

2.1 工作装置

这次设计的工作装置采用铰接式反铲工作装置（如图2-1），铰接式工作装置是现

[3]在挖掘机最常见和通用的一种结构形式。现在反铲工作装置的动臂普遍采用的是整体弯动臂结构（如图2-2），整体弯动臂结构相对于整体直动臂结构可以有更大的挖掘深度。动

[1]臂、铲斗、斗杆的材料选用钢板，并将用铰链连接在一起。

图2-1 反铲工作装置

图2-2 整体式弯动臂

2.2回转支撑装置

回转支撑装置的主要结构类型有两种：转柱式回转支撑滚动轴承式回转支撑。

2.2.1转柱式回转支撑

[3]如图2-3，转柱式回转支撑由固定在回转体1上的上、下支撑轴4和6，上、下轴承

座3和7组成。轴承座有螺栓固定与机架5，回转体与支撑轴组成转柱，插入轴承座的轴承中，外壳固定在机架5上的摆动液压缸输出轴插入支撑轴6内，驱动回转体相对于机架转动。工作装置铰接在回转体上，与回转体一起回转。

1-回转体；2-摆动液压缸；3-上轴承座；4-上支撑轴；

5-机架；6-下支撑轴；7下轴承座

2-3转柱式回转支撑

2.2.2 滚动轴承式回转支撑

[1]其实，滚动轴承式回转支撑是一个回转滚盘，其结构上相当于一个放大了的滚动轴承，回转滚盘相对于传统回转支撑有较多的优点：回转滚盘动作更平稳、

尺寸小、结构紧凑、承载能力大、回转摩擦阻力小、维护方便、使用寿命长。如图2-4所示，回转滚盘一般由上下座圈、内（外）座圈、滚动体、保持架、密封装置、润滑系统、及连接螺栓等组成。内座圈和外座圈可相应加工成内齿圈或外齿圈。其滚珠或滚柱在滚道

上并非做纯滚动，同时也伴随着滑动。滚柱在平面滚道上滚动时，滚柱的位移产生滑动现象，但若采用圆锥形滚柱，则能使工作时产生的滑动现象较小。

1-上座圈；2-滚珠；3-调整垫片；4-下座圈；5-内齿圈；6-保持架

图2-4回转滚盘的结构

2.3行走装置

[1]行走装置是整台挖掘机的支撑结构，不仅要承受上不所有机构的重量，还要承受挖掘机工作时所产生的挖掘力，现在挖掘机的行走装置类型主要有：履带式、轮胎式、汽车式、悬挂式及拖式，不同的行走装置应用的场合有所不同。现在应用最为广泛的是履带式液压挖掘机，其特点是接地比压小，稳定性能好、具有大的爬坡能力、具有优越的工作能力，因此这次设计采用的行走装置是履带式。履带行走装置的主要组成部分：履带、引导轮、连杆、张紧装置、行走架、支重轮、插销座、拖链轮、驱动轮、行走减速机、行走液压马达。履带式行走装置如图2-5所示，由连接回转支撑装置的行走架5通过支重轮6、履带1将载荷传至地面。履带封闭状环绕过驱动轮9和引导轮2，为了减少履带上分支挠度，履带由1到2个拖链轮8支持。行走装置的动力由行走液压马达11经行走减速机10传到

驱动轮9，使整个行走装置运行，张紧装置4可以调整履带松紧度。

1-履带；2-引导轮；3-连杆；4-张紧装置；5-行走架；6-支重轮；7-插销座；

8-拖链轮；9-驱动轮；10-行走减速器；11-行 走液压马达

图2-5 履带地盘结构

3总结

这次小型液压挖掘机机械结构的设计是在参考工程机械构造图册和有关参考文献的基础上，进行液压挖掘机机械结构的拟定、对比和最终的确定。最终工作装置采用的是铰接式，作业时靠构件各各铰点转动完成；回转装置中回转液压马达和回转减速器的选型和设计使得液压挖掘机动作时能够平稳、安全的动作；履带行走装置使得挖掘机具有优越的爬坡性能和工作能力。

4参考文献

[1]孔德文、赵克利、徐宁生.液压挖掘机[M].北京：化学工业出版社，2007.1-64

[2]张凤山、张春华.挖掘机使用维修手册[M].北京：机械工业出版社，2009.1-34

[3]张铁.液压挖掘机结构原理及使用[M].山东：石油大学出版社,2002.1-51

[4]王胜春.工程机械构造与设计[M].北京：化学工业出版社，2009.285-290

[5]刘希平.工程机械构造图册[M].北京：机械工业出版社,1990.111-188

[6]龚计划、邓斌.小型挖掘机履带行走装置参数的合理确定[J].建筑机械，2010,31(1):1-4

[7]范仲华、郭华峰、熊永超、徐家乐、邵俊.基于Proe/E的液压挖掘机工作装置运动仿真[J].建筑机械，2006，（6）：1-3

[8]李娜、邓子龙等.小型液压挖掘机工作装置虚拟样机的仿真与分析[J].辽宁石油化工大学学报，2012,32（4）:1-4

[9]李孝明.中国小型液压挖掘机市场及其发展趋势和预测[J].建设机械技术与管理,2006,(7)

[10]张瑞钊、万巨寿.浅谈筑路小型液压挖掘机的技术与设计特点[J].黑龙江科技信息，2011，（4）：1

[11]陆军坊、柯坚等.小型液压挖掘机回转齿轮的建模与动力学仿真[J].机械工程师，2007，（11）：1-3

[12]Pratumsuwan,Pornjit、Hutaman,Santi.A development of tele-controller for hydraulic

excavator[A].Pratumsuwan,Pornjit.Proc.IEEEConf.Ind.Electron.Appl.,ICIEA[C].Washington:IEEE Computer Society,2012.2123-2126

[13]Zhang,DaqiangˎHe,Qinghua.Adaptive control of hydraulic excavator manipulator[A].Zhang,Daqiang.IEEE

Int.Conf.

Mechatronics

Autom.,

ICMA[C].Washington:IEEE Computer Society,2012.1835-1839