《露天采掘机械》教案单斗液压挖掘机完

露 天 采 掘 机 械 绪 论要求： 1、 露 天 矿 用钻孔机械的 穿 孔 原 理 、 结 构 、 工 作 参 数 ； 2、机械式单斗挖掘机的 基 本 结 构 和 工 作 原 理 、 主 要参 数 计 算 ； 3、单斗液压挖掘机的 基 本 结 构 和 工 作 原 理 ； 4、拉斗铲的 基 本 结 构 和 工 作 原 理 、 作 业 方 式 和 参 数 ； 5、轮斗挖掘机的 基 本 结 构 和 工 作 原 理 、 作 业 方 式 与作 业 参 数 、 主 要 参 数 计 算 ； 6、推土机、铲运机、平地机、前装机、排土机、破碎机、露天采矿机等 其 它 机 械 的 基 本 结 构 和 工 作 原 理 。 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机一、概述1、 用 途 和 类 型 基 于 机 械 式 挖 掘 机 发 展 而 来 ， 与 机 械 式 的 主 要 区 别 在于 传 动 和 控 制 装 置 不 同 ： 机 械 式 ： 利 用 齿 轮 、 链 轮 、 钢 绳 、 皮 带 等 来 传 递 动 力 ； 液 压 式 ： 采 用 容 积 式 液 压 传 动 来 传 递 动 力 ， 由 液 压 泵 、 液 压 马达 、 液 压 缸 、 控 制 阀 、 油 管 等 元 件 组 成 ； 工 作 循 环 ： 挖 掘 满 斗 提 升 回 转 卸 载 返 回 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 概 述1、 用 途 和 类 型 用 途 ： 除 矿 山 外 ， 广 泛 用 于 建 筑 、 交 通 、 水 利 的 工 程 ； 类 型 ： 通 用 型 、 专 用 型 ； 通 用 型 ： 工 作 装 置 以 反 铲 为 主 ， 可 以 换 装 正 铲 、 抓 斗 、 装 载 、起 重 、 推 土 等 作 业 装 置 ， 行 走 方 式 有 履 带 式 、 轮 胎 式 、 汽车 式 、 悬 挂 式 、 拖 式 ， 斗 容 量 较 小 ； 专 用 型 ： 主 要 用 于 矿 山 （ 矿 用 液 压 挖 掘 机 ） ， 工 作 装 置 多 见 正铲 或 装 载 ， 也 有 反 铲 ， 大 多 采 用 履 带 行 走 装 置 。 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 概 述2、 组 成 和 工 作 原 理 组 成 ： 工 作 装 置 、 回 转 装 置 、 行 走 装 置 ； 1)工 作 装 置 ： 铲 斗 、 斗 杆 、 动 臂 及 相 应 油 缸 ； 2)回 转 装 置 ： 动 力 装 置 、 回 转 支 承 、 操 作 机 构 、辅 助 设 备 ； 3)行 走 装 置 ： 底 盘 、 履 带 架 、 履 带 传 动 装 置 、 张 紧 装 置 等 。 1 铲 斗 ； 2 斗 杆 ； 3 动 臂 ； 4、 5、 6、 7 液 压 缸 ； 8 发 动 机 ； 9 液 压 泵 ； 10 安 全 阀 ； 11 分 配 阀 ； 12 油 箱 工 作 装 置 ； 回 转 装 置 ； 行 走 装 置 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 概 述2、 组 成 和 工 作 原 理 工 作 原 理 ： 柴 油 机 驱 动 液 压 泵 ， 将 高 压油 通 过 分 配 阀 送 到 各 液 压 缸 和液 压 马 达 （ 4、 5、 6、 7） ， 即可 驱 动 相 应 的 机 构 进 行 工 作 ： 4-动 臂 升 降 ； 5-斗 杆 收 放 ； 6-铲 斗 转 动 ； 7-斗 底 开 闭 ； 为 缩 短 循 环 时 间 ， 可 实 现 上 述 两 种 或 多 种 动 作 的 复 合 。 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 概 述3、 单 斗 液 压 挖 掘 机 的 特 点 1)质 量 轻 、 生 产 能 力 大 斗 容 相 同 时 ， 液 压 挖 掘 机 比 机 械 式 质 量 轻 40 60%， 2)挖 掘 力 大 这 是 由 两 种 挖 掘 机 工 作机 构 的 工 作 原 理 决 定 的 ： 液 压 式 ： 铲 斗 与 斗 杆 铰 接 ， 可 相对 转 动 ， 强 制 切 入 岩 层 ； 机 械 式 ： 依 靠 挠 性 的 钢 绳 提 升 铲 斗 来 进 行 挖 掘 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 概 述3、 单 斗 液 压 挖 掘 机 的 特 点 3)良 好 的 运 动 轨 迹 机 械 式 ： 近 似 圆 弧 形 ； 液 压 式 ： 能 沿 矿 层 轮 廓 运 动 ， 做 各 种 不同 的 直 线 、 折 线 、 曲 线 运 动 ， 可进 行 分 层 开 采 ， 铲 平 、 清 根 、 松石 时 不 用 辅 助 设 备 ； 4)移 动 性 能 好 液 压 独 立 行 走 装 置 ， 结 构 简 单紧 凑 ， 操 作 灵 活 ， 转 弯 方 便 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 概 述3、 单 斗 液 压 挖 掘 机 的 特 点 5)利 用 工 作 装 置 越 过 路 坎 或 高 地 ， 运 移 时 自 行 上 下 运 输 设 备 ， 自 救 本 领 。 总 之 ， 由 于 以 上 特 点 ， 液 压 挖 掘 机 在 矿 山 将 得 到 越 来 越广 泛 的 应 用 ， 它 的 铲 斗 运 动 自 如 ， 装 满 率 比 机 械 铲 高 15%，斗 齿 寿 命 提 高 1.2倍 ； 灵 活 的 装 卸 料 动 作 ， 加 上 较 快 的 平台 回 转 速 度 ， 缩 短 了 作 业 周 期 时 间 ， 可 得 到 较 高 的 生 产 能力 和 较 低 的 作 业 成 本 。 主 要 缺 点 ： 元 件 的 加 工 精 度 要 求 高 、 装 配 要 求 严 格 、 制 造 困 难 、 维护 要 求 高 ； 液 压 油 要 求 高 。 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 概 述4、 生 产 制 造 情 况 1954年 ， 德 马 克 公 司 生 产 出 第 一 台 液 压 挖 掘 机 ； 1961年 ， O H公 司 生 产 出 第 1台 全 液 压 挖 掘 机 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 概 述4、 生 产 制 造 情 况 美 国 特 雷 克 斯 -O动 臂 油 缸 闭 锁 条 件 ；dcPP s abPP t fePP u 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析1、 工 作 装 置 2） 挖 掘 力 的 计 算 挖 掘 力 的 校 核 挖 掘 力 受 被 动 液 压 缸闭 锁 条 件 限 制 ， 只 有 当被 动 液 压 缸 对 斗 齿 产 生的 转 矩 大 于 挖 掘 力 产 生的 转 矩 时 才 能 闭 锁 ； 铲 斗 挖 掘 时 ： 闭 锁 条 件 ： 斗 杆 油 缸 闭 锁 条 件 ;动 臂 油 缸 闭 锁 条 件 ； tabPP sdcPP ufePP 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析1、 工 作 装 置 2） 挖 掘 力 的 计 算 挖 掘 力 的 校 核 满 足 整 机 稳 定 性 要 求 ： ； 防 止 打 滑 后 退 要 求 ：lgGmP gGP 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析1、 工 作 装 置 3） 工 作 装 置 的 改 进 铲 斗 沿 站 立 水 平 面 水 平 直 线 运 动 挖 掘 和 装 载 散 装 物 料 时 ， 要 求 铲 斗 沿 站 立 水 平 面 具 有 水平 直 线 运 动 轨 迹 ； 普 通 正 铲 要 实 现 水 平 直 线 推 进 ， 须 同 时 操 纵 动 臂 、 斗 杆 、铲 斗 三 组 液 压 缸 ， 复 杂 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析1、 工 作 装 置 3） 工 作 装 置 的 改 进 铲 斗 沿 站 立 水 平 面水 平 直 线 运 动 改 进 后 ： 铲 斗 液 压 缸 4铰 接 在 动臂 的 上 端 （ 原 来 是 在 斗 杆 上 ） ， 增 加 一 个 连 杆 液 压 缸 3， 一 端 铰 接在 动 臂 上 ， 另 一 端 铰 接 在 斗 杆 上 ， 液 压 缸 的 大 小 腔 分 别 与 动 臂 液 压缸 1的 大 小 腔 相 连 ， 形 成 闭 式 油 路 ； 斗 杆 前 伸 时 ， 连 杆 液 压 缸 被 迫 拉 长 ， 液 压 油 进 入 动 臂 液 压 缸 小 腔 ，使 动 臂 下 降 ； 相 反 ， 斗 杆 回 缩 时 ， 动 臂 上 升 ； 作 业 中 ， 只 需 控 制 一 个 斗 杆 液 压 缸 ， 就 能 实 现 铲 斗 的 水 平 直 线 推移 运 动 。 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析1、 工 作 装 置 3） 工 作 装 置 的 改 进 铲 斗 提 升 中 对 地 面 倾 角 不 变 在 动 臂 与 平 台 之 间 增 加 一 个辅 助 液 压 缸 1， 其 大 小 腔 分 别与 铲 斗 液 压 缸 2的 大 小 腔 相 通 ； 动 臂 提 升 时 ， 辅 助 液 压 缸 被拉 长 ， 油 进 入 铲 斗 液 压 缸 的 小 腔 ， 油 缸 被 压 缩 ， 铲 斗 按 顺 时 针 方 向转 动 ， 保 持 铲 斗 相 对 地 面 倾 角 不 变 ， 实 现 近 似 水 平 提 升 动 作 ； 动 臂下 降 ， 辅 助 液 压 缸 压 缩 ， 铲 斗 液 压 缸 大 腔 压 力 升 高 ， 铲 斗 逆 时 针 转 动 。 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析1、 工 作 装 置 3） 工 作 装 置 的 改 进 强 力 三 角 ： 机 构 的 核 心 部 分 ： 在 动 臂 上 铰 接 一 个 三 角 形 杠 杆 ，铰 接 点 为 E， 三 个 顶 点 H、 F、 G分 别与 铲 斗 液 压 缸 HK、 动 臂 液 压 缸 FD、连 杆 液 压 缸 GB铰 接 ， 三 角 形 杠 杆 既随 动 臂 运 动 ， 又 绕 E点 转 动 ； 挖 掘 时 ， 斗 杆 液 压 缸 LA伸 出 ， 铲 斗 推 出 ， 动 臂 液 压 缸 处 于 浮 动 位置 ， 斗 杆 向 前 推 进 时 ， 动 臂 因 自 重 作 用 下 降 ， 铲 斗 相 对 于 地 面 倾 角不 变 ， 并 作 水 平 直 线 运 动 ； 当 动 臂 提 升 时 ， 动 臂 油 缸 伸 长 ， 三 角 形 杠 杆 绕 E点 顺 时 针 转 动 ，铲 斗 则 绕 J点 相 应 地 反 时 针 转 动 ， 在 铲 斗 油 缸 长 度 不 变 的 情 况 下 ，铲 斗 对 水 平 面 角 度 不 变 ， 满 足 平 移 性 要 求 。 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析1、 工 作 装 置 3） 工 作 装 置 的 改 进 强 力 三 角 ： 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析2、 回 转 装 置 液 压 挖 掘 机 的 回 转 时 间 约 占 全 部 工 作 循 环 时 间 的 50-70%，能 量 消 耗 约 占 25-40%； 回 转 装 置 的 作 用 ： 支 承 、 驱 动 平 台 回 转 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析2、 回 转 装 置 回 转 支 承 ： 滚 动 轴 承 式 回 转 支 承 ； 单 排 滚 球 式 ： 1-锥 销 ； 2-圆 柱 塞 ； 3-密 封 圈 ； 4-滚 球 ； 5-内 齿 圈 ； 6-外 座 圈 在 外 座 圈 上 开 一 个 径 向 孔 ， 滚球 和 隔 离 体 从 径 向 孔 装 入 滚 道 ，装 满 后 用 圆 柱 销 2将 径 向 孔 堵 住 ，并 打 入 锥 销 1； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析2、 回 转 装 置 回 转 支 承 ： 滚 动 轴 承 式 回 转 支 承 ； 双 排 滚 球 式 ： 上 下 两 排 滚 球 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析2、 回 转 装 置 回 转 支 承 ： 滚 动 轴 承 式 回 转 支 承 ； 单 排 交 叉 滚 柱 式 ： 类 似 于 单 排 滚 球 式 ，滚 动 体 为 圆 柱 或 圆 锥形 滚 柱 ， 相 邻 滚 柱 的轴 线 成 90 ， 交 叉 排列 ， 通 常 滚 柱 的 长 度较 其 直 径 短 0.5-1mm， 内 外 座 圈 上 各 有 两 条 滚 道 ， 其 断 面为 直 线 形 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析2、 回 转 装 置 回 转 支 承 ： 滚 动 轴 承 式 回 转 支 承 ； 三 排 滚 柱 式 ： 两 排 滚 柱 水 平 放 置 : 承 受 轴 向 载 荷 和 倾 翻 力 矩 ， 第 三 排 垂 直 布 置 : 受 经 向 载 荷 。 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析2、 回 转 装 置 回 转 传 动 ： 1个 或 2个 液 压 马 达 驱 动 ； 按 液 压 马 达 的 结 构 型 式 分 为 ： 高 速 方 案 、 低 速 方 案 ， 高 速 方 案 ： 高 速 马 达 -减 速 箱 -小 齿 轮 绕 固 定 齿 圈 转 动 ，体 积 小 ， 效 率 高 ， 多 用 ； 低 速 方 案 ： 低 速 马 达 -直 接 驱 动 小 齿 轮 绕 齿 圈 滚 动 。 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析3、 行 走 装 置 挖 掘 机 的 支 承 部 分 ， 承 受 挖 掘 机 的 自 重 及 工 作 装 置 挖 掘时 的 反 力 ， 应 满 足 ： 较 大 的 牵 引 力 ， 较 强 的 爬 坡 能 力 和 转弯 能 力 ， 较 大 的 离 地 间 隙 ， 通 过 性 能 好 ， 较 大 的 支 承 面 积 ，对 地 比 压 小 ； 矿 用 液 压 挖 掘 机 普 遍 采 用 履 带 行 走 装 置 ， 包 括 ： 底 座 、履 带 架 、 驱 动 轮 、 导 向 轮 、 支 重 轮 、 托 链 轮 、 履 带 、 张 紧装 置 、 传 动 装 置 等 ， 构 造 与 机 械 式 挖 掘 机 行 走 装 置 类 似 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析3、 行 走 装 置 构 造 ： 一 般 都 设 有 2-3种 不 同 宽 度 的 履 带 板 ， 以 适 应 不 同 的 对地 比 压 要 求 ； 驱 动 轮 通 常 放 在 后 部 ， 导 向 轮 为 光 轮 ， 引 导 履 带 弯 曲 ；多 用 多 支 点 式 履 带 行 走 装 置 ； 底 座 一 般 为 组 合 式 结 构 ， 既 便 于 拆 装 和 运 输 ， 也 便 于 实现 履 带 架 的 变 型 ； 挖 掘 机 械 2 单 斗 液 压 挖 掘 机 液 压 挖 掘 机 主 要 机 构 的 综 合 分 析3、 行 走 装 置 传 动 方 式 ： 两 条 履 带 采 用 独 立 驱 动 ， 可 以 同 步 前 进 、 后 退 ， 也 可 以一 条 驱 动 、 一 条 制 动 转 弯 ， 两 条 方 向 转 动 ， 可 实 现 原 地 转弯 ； 高 速 方 案 ： 液 压 马 达 、 制 动 器 、 减 速 器 ， 驱 动 可 靠 、 离地 间 隙 大 ， 减 速 装 置 复 杂 ， 国 外 矿 用 液 压 挖 掘 机 广 泛 采 用 ； 低 速 方 案 ： 大 扭 矩 ， 马 达 径 向 尺 寸 大 、 离 地 间 隙 小 、 效率 低 。