浮箱履带挖掘机液压破碎锤设计

1毕 业 设 计（论文）中文题目 浮箱履带挖掘机液压破碎锤设计英文题目 Pontoon crawler excavator hydraulic breaking hammer design2摘 要液压破碎锤又称 之 为 液 压 冲 击 破 碎 器 ， 是工程机械的辅助机械。主要用于铁路、公路、水利等工程项目基础建设。液 压 破 碎 锤 可 以 应 用 在 比 较 恶 劣 的 作 业 环 境 ， 应用 场 合 广 。 具 有 结 构 简 单 、 故 障 少 、 维 护 方 便 、 成 本 较 低 、 冲 击 能 量 较 大 。 在 国内 大 量 道 路 及 山 丘 还 存 在 大 量 未 开 发 和 利 用 的 情 况 下 ， 液 压 破 碎 锤 拥 有 巨 大 的 市场 。 在 国 外 也 近 几 年 来 也 具 有 同 样 活 跃 的 市 场 。 未来工程方面对各类现代化机械设备的需求将会越来越大，给液压破碎锤等提供了大量的市场机会。因此要求对液压破碎锤性能上进行改进，提升产品的品质，能够提高工作效率，使其更有效的应用于工程建设。本文分析了当今液压破碎锤的国内外现状及未来发展趋势，描述了液压破碎锤的研究现状和设计理论。进行配套零件的设计及其主要零件制造工艺设计，其中上缸体和下缸体是破碎锤产品制造企业生产的核心零件。本次设计主要是以厦门劲龙工程机械有限公司（实习公司）生产的“KrB85-00”型号液压破碎锤为参考，并在其基础上加上查阅大量的液压破碎锤技术相关资料进行创新设计。结合所学的机械设计制造及其自动化专业相关理论和实践知识，分别进行配套零部件二维、三维绘制和装配；制定主要零件上缸体、下缸体的机械制造工艺规程；通过分析破碎锤的动作过程和液压控制要求，设计液压控制系统。关键词：液压破碎锤;市场;上缸体;下缸体;液压控制系统;制造工艺规程3AbstractHydraulic hammer hydraulic impact crushing machine, it is of engineering machinery and auxiliary machinery. Mainly used in railway, highway, water conservancy projects such as infrastructure. Hydraulic hammer can be used in more bad operation environment, wide applications. Has a simple structure, low malfunction, easy maintenance, low cost, impact energy is larger. At home a lot of roads and hills there is a lot, without development and utilization of hydraulic hammer has a large market. In foreign countries is also have the same active market in recent years. Future demand for all kinds of modern mechanical equipment in engineering will be bigger and bigger, to the hydraulic breaking hammer, etc. Provides a large number of market opportunities. Therefore request to improve the hydraulic hammer performance, improve product quality, can improve the work efficiency, make it more effective application in the engineering construction.Todays hydraulic hammer are analyzed in this paper the present situation and future development trend both at home and abroad, describes the research status of hydraulic breaking hammer and design theory. For the design of form a complete set of spare parts manufacturing process design and its main parts, including the cylinder and the lower cylinder block is the core of the crushing hammer product manufacturing enterprise production parts. This design is mainly based on xiamen jin dragon engineering machinery co., LTD. (internship) production of “KrB85-00“ type hydraulic hammer for reference, and on the basis of the hydraulic hammer technology combined with access to a lot of relevant information for innovative design. Unifies studies the mechanical design and manufacturing and its automation major relevant knowledge, theory and practice respectively to form a complete set of spare parts 2 d and 3 d drawing and assembly; For main parts on the cylinder block and cylinder under mechanical manufacturing process procedures; By analyzing the motion process of broken hammer and hydraulic control requirements, design the hydraulic control system.Key words: hydraulic hammer; market; The cylinder block; Cylinder bottom-end; hy4draulic control system; mill sheet目 录摘 要2 Abstract3第 1 章 绪论61.1 液压破碎锤及其功能应用61.1.1 液压破碎锤的功能特点61.1.2 液压破碎锤的应用及举例71.2 液压破碎锤国内外发展状况71.2.1 国内现状81.2.2 国外现状91.2.3 国内外液压破碎锤的差距9 第 2 章 配套零部件设计与分析102.1 主要配套零部件设计102.1.1 上缸体102.1.2 下缸体102.1.3 夹板安装方式的选择112.1.4 液压破碎锤的外壳零件组装和造型132.2 主要配合尺寸的计算 1312.2.1 钎杆与扁销之间配合间隙校核142.2.2 钎杆与上导向套之间配合间隙校核142.2.3 钎杆与下导向套之间配合间隙校核14第 3 章 产品零部件设计制造及加工工艺设计153.1 上下缸体制造工艺设计153.1.1 零件分析153.2 外壳零件的设计和制造工艺设计16 53.2.1 破碎锤 lin70-01 外壳零件清单163.2.2 破碎锤 lin70-01 外壳各个零件的加工工艺163.2.3 破碎锤 lin70-01 外壳总成零件的加工工艺173.2.4 破碎锤 lin70-01 外壳各个零件的设计形状和设计尺寸18第 4 章 产品设计的液压系统设计184.1 液压破碎锤液压控制系统要求184.2 液压控制系统图设计 18104.2.1 工作过程分析184.2.2 液压控制系统图194.3 液压控制系统工作原理21第五章 一般液压破碎锤的使用说明22第六章 故障分析与改进246.1 液压破碎锤的挖掘机常见故障246.2 液压破碎锤的故障案例24结束语29参考文献31附录326第 1 章 绪论1.1 液压破碎锤及其功能应用液压破碎锤又称 之 为 液 压 冲 击 破 碎 器 ,是一种新型的破碎工具.它在工作过程中必须以动力源、工作介质及能量转换为基础才能运动工作的。这里动力源是液压泵，而工作介质就是常用的液压油。运动过程中把液压能转换为机械冲击能，即以液体压力驱动液压缸中的活塞作往复运动对外作功，并对外输出能量束进行工作。液压破碎锤可分为单人操作手持式和与大型机械配套的大型机载式。而在当今，由于大量的工程建设需要大型的机械来运转，所以液压破碎锤更多被作为一种辅助设备。液压破碎锤因为它的优点已经取代了以往的那些破碎锤，成为了具有工作效率高、省力省财、生产效率高且噪声低、无公害的新一代的破碎工具。1.1.1 液压破碎锤的功能特点液压破碎锤是一种非常重要的高效作业工具，主要用来完成各项破碎作业。液压破碎锤是一种新型液压冲击振动机具，它与液压挖掘机等动力主机配套使用，可广泛应用于冶金、矿山、铁路、公路、建筑等建设领域或工艺过程，对坚硬物体如岩石、钢筋混凝土、水泥路面、旧建筑物等进行开采、破碎、拆除作业，还可以通过变换钎杆，用于铆接、除锈、振捣、夯实、打桩等特定作业，用途十分广泛，具有很多优点：A、 结 构 简 单 、 故 障 少 、 易 维 护 、 重 量 轻 、 搬 运 方 便 ； 拆 装 零 件 数 少 ， 成 本降 低 ； 控 制 阀 内 置 式 结 构 使 破 碎 锤 的 零 部 件 不 会 因 为 外 部 撞 击 原 因 造 成 损 坏 。B、 无 蓄 能 器 装 置新 型 的 液 压 破 碎 锤 取 消 了 原 蓄 能 器 装 置 。 结 构 简 单 、 故 障 少 、 维 护 方 便 、 成本 降 低 、 冲 击 能 量 增 加 。C、 流 量 可 调 装 置7新 型 的 液 压 破 碎 锤 可 根 据 其 实 际 工 作 情 况 调 节 来 自 挖 掘 机 或 动 力 源 的 流 量 ，进 而 控 制 打 击 力 和 击 打 频 率 。D、现在国家要求绿色环保，所以有些液压破碎锤成为典型的环保型产品，具有噪声和粉尘控制功能。 有些液压破碎锤除了破碎功能外，还具备了一些以往破碎锤不能具备的功能比如： 自动润滑功能，陆上和水下作业功能等。对于大型的液压破碎锤由于它外壳可安装，便与它安装外壳来进行简单的搬移工作。1.1.2 液压破碎锤的应用及举例(1)道路的拆除。拆除厦门市海沧区翁角路南段的水泥路。长约 500 米、宽约 4.7 米、高度 0.36米的水泥路（据考察该路段为 2004 年建筑） 。破碎工具主要有两台厦门工程机械生产的 806 系列挖掘机并配有 KrB70-00 液压破碎锤，两辆 7.8 吨位的货车。及其其他辅助工具和工作人员。每天施工时间为早上 7：30 至 18:30，中午休息两个小时。从开始到整个路段的完工共用了 7 天时间。(2)小山丘的开发 随着经济的高速发展，在漳州市漳浦县由于地域的限制，决定在靠近大海的虎头山开发 4.5 亩的山丘进行水产养殖（海拔高约为 23 米） 。只要对山丘的岩石进行破碎和挖掘，夷为平地，并向下挖掘平均 2.5 米深度。配备设施只有三辆 825 岩石斗并配有相应型号的破碎锤，及一辆厦工 951 铲车和相关设备。在其他设施全力配合的情况下，从小山丘的开发到使用，共用了 31 天时间，要是在 90 年代，并且不使用破碎锤的情况下，估计时间需要半年甚至更长时间。 液压破碎锤可以在比较恶劣的环境下工作，并且可以用下其他设备无法完成的工作，比如在碰到比较坚硬的岩石，或要破碎的位置比较难以调整等情况下，无法使用钻机，但液压破碎锤也可胜任，且效果还是比较好的。除此以外还有更多的应用实例来表明了液压破碎锤在现代工程建设和社会建设所起到的重要作用，它已经进入到了我们生活中。在我们平日生活中常常可以看见液压破碎锤的应用，它是极其重要的一种辅助机械。81.2 液压破碎锤国内外发展状况液 压 破 碎 锤 的 动 力 来 源 是 挖 掘 机 或 装 载 机 的 泵 站 提 供 的 压 力 油 ， 机 具 是 以 液体 静 压 力 为 动 力 ， 驱 动 活 塞 往 复 运 动 ， 活 塞 冲 程 时 高 速 撞 击 钎 杆 ， 由 钎 杆 破 碎 矿石 、 混 凝 土 等 。自上个世纪六十年代由德国 Krupp 公司发明第一台液压破碎锤以来，经过 50 多年的不断发展，液压破碎锤已经形成一个具有较大规模的产业。液压破碎锤需要与液压挖掘机等主机配套使用，目前在发达国家液压挖掘机配锤率基本上在 35%以上，在日本、韩国等岛屿国家配锤率达到 60%，而在沙特等戈壁地区挖掘机配锤率高达80%，但在发展中国家挖掘机配锤率很低，即使是在“金砖四国”这样的新兴市场，其配套率也不到 15%。从液压破碎锤工作原理上看，目前全球绝大部分产品均采用液气联合工作原理，占 90%左右，采用氮爆式工作原理的占 7%左右，对于一些特殊使用领域，也仍然采用纯液压式方式，但比例不超过 3%。现在的液压破碎锤大多数采用的液压冲击机构的形式都行程反馈控制。这种控制形式的液压锤的为了达到改变液压破碎锤的冲击能和冲击频率的目的，都是增设多个回程反馈信号孔控制各信号孔的开关或者改变系统的输入流量和压力，来调节活塞行程。液压破碎锤是从最原始的破碎锤经过层层改进而来的，而且因为其良好的经济及社 会效益而发展迅速。 1.2.1 国内现状 1、中国液压锤市场处于快速成长期，增长迅猛中国液压破碎锤市场起步于上个世纪 90 年代，晚于日本和韩国，但发展迅猛。2010 年，中国液压破碎锤市场已接近欧美市场，成为全球三大液压破碎锤市场之一。2000 年中国液压破碎锤市场销量规模仅为 1200 台左右，到 2010 年这一数字已达到42,000 台，增长了 35 倍，年复合增长率达到 42.69%。“十一五”期间，我国液压锤市场更是呈现出加速增长的态势，复合增长率高达 45.23%。随着国内城市基础设施建设的投入不断加大，以及国内液压挖掘机行业的迅猛发展，作为液压挖掘机主要工作部件之一的液压破碎锤的市场需求量也迅速增加。预计未来 5-10 年，中国液9压锤市场仍将处于发展的黄金期，2、国产品牌众多，市场竞争无序“十一五”期间，借助我国液压破碎锤市场飞速发展的良好机遇，国产液压破碎锤企业迅速崛起，国产品牌市场占有率不断提高。但由于我国液压破碎锤市场目前尚处于快速成长期，品牌众多，拼装产品、假冒伪劣产品充斥市场，真正具有影响力的国产品牌仅有“惊天”、“力博士”、“爱德特”、“迈科”、“长液”等少数几家。 3、国产名牌初步形成，未来品牌集中度将快速提高 预计未来 5-10 年，中国液压锤仍将处于发展的黄金期，但增速将有所放缓，市场竞争格局也将发生深刻的变化，主要体现在两个方面： （1）国产品牌集中度将大幅提升。 （2）国产液压锤占有率将进一步提高。我们预测，2015 年我国液压锤市场的竞争格局为：国产品牌占 60%、韩系品牌占10%、日系品牌占 8%、欧美品牌占 1%、其他占 21%。1.2.2 国外现状国外液压锤产地比较集中，主要有：欧系、日系、韩系(法国、德国、意大利、西班牙，日本，韩国等国家)与工程机械制造业发展相适应。其中每个系列品牌各有各自的特点与优势。欧系液压破碎锤制造商具有制造、品牌、服务三位一体的特点，生产制造商既有强大的技术研发实力，各液压破碎锤制造商注重自身品牌建设，行业集中度高，欧系液压破碎锤售价高，但产品质量和服务好，在国际现阶段液压破碎锤市场中占一半以上的比例。日系液压破碎锤制造商与欧系生产制造商比较相似。各液压破碎锤制造商注重自身品牌建设，行业集中度较高，日系液压破碎锤主要以出口为主。韩系液压破碎锤制造商具有制造、品牌、服务分离的特点，其整体产业分工比较细。韩系液压破碎锤依靠价格优势，在国际市场占据了中低档液压锤市场较大份额。101.2.3 国内外液压破碎锤的差距 我国的液压破碎锤较之国外的在研制和生产上有较大的差距。除了在性能指标、能 量利用率、使用寿命，制造成本高等方面，还有以下几方面： (1)液压破碎锤作为工程机械中的辅助机械，我国对液压破碎锤的理论研究较多，但是缺乏真正的生产投入。 (2)对于活塞加工过程中的热处理问题存在差异。我国对活塞热处理时间要求不够准 确，而国外则控制的比较准确。 (3)材料的选择满足不了实际要求。 (4)我国液压破碎锤的生产未形成系列化、规模化。 (5)没有形成自己的产品特色，在结构形式上基本是沿用国外的结构。第 2 章 配套零部件设计与分析2.1 主要配套零部件设计2.1.1 上缸体该零件内腔在破碎锤工作时充满氮气，具有一定的氮气压力，其上表面螺纹为氮气阀充气接头；左侧表面是与中缸体的配合表面。右侧面有四个 42 的螺栓通孔，该孔用于与中缸体和下缸体的连接。其缸体有一 108 孔，该孔与活塞有装配关系。上缸体实体见图 2.1。浮箱履带挖掘机液压破碎锤设计版权所有。附件（设计图纸及其他内容）有需要的同学可联系，林荣华，qq：710266309.电话：1590508829011图 2.1 上缸体实体图2.1.2 下缸体下缸体在液压破碎锤中是用于对钎杆导向，并和夹板组件连接的重要零件，并且其和中缸体共同作用，对活塞往返运动起着重要作用。其两个端面，一个与中缸体相连接，另一个与下导套相连接；与中缸体相连接的端面上有一个油孔，用于与中缸体中的油路相通；在该表面上有 4 个螺栓孔，该螺栓孔是用于：贯穿螺栓将中缸体、上缸体和下缸体相连接。在下缸体的两个侧面有两个凹形槽，该槽用于下缸体与夹板组件的连接；在这两个凹槽内有两个吊装螺栓孔。在下缸体的表面上有一为钎杆润滑添加黄油用孔。在扁销孔的侧面有两个小的销孔，该销孔作用是：插入保护挡杆来固定扁销在下缸体中的位置。上下表面有两个扁销孔，该扁销孔作用：扁销插入下缸体，固定钎杆动作行程；在扁销孔的平面上有连个孔：其用于插入保护挡杆，从而固定下导套相对于下缸体的位置。在下缸体的内部有与内导向套和活塞的配装表面。下缸体实体见图 2.2。12图 2.2 下缸体实体图2.1.3 夹板安装方式的选择液压破碎锤一般由锤体和机架组成，锤体安装在机架上，机架与挖掘机相连，液压锤的操纵方式以及液压锤与挖掘机的连接方式都与机架的形式有关。按照挖掘机与机架的安装连接位置的不同，可以分为夹板式和顶板式。夹板式是在液压锤的侧边与挖掘机的斗柄、连杆安装连接，一般都是将夹板组件与挖掘机连接，而不用专用机架。其优点是挖掘机斗柄与液压锤连接位置较低，有利于发挥挖掘机的下压作用；当拆除建筑物时，液压锤易于举高。其缺点是液压锤对铲斗油缸的作用力较大。顶板式是液压锤顶部与挖掘机连接，优点是液压锤对铲斗油缸的作用力较小，缺点是液压锤与挖掘机安装点位置较高，影响挖掘机的下压作用。经过上述分析，这里我们选择夹板式安装。夹板组件实体见图 2.3（a）和图2.3（b） ，具体尺寸和位置查看附件（外壳总成图 lin710-00） 。13图 2.3 夹板组件（a）图 2.3 夹板组件（b）2.1.4 液压破碎锤的外壳零件组装和造型液压破碎锤有两部分组成：锤体部分和机架部分。主要利用 Pro/E 软件和 Auto 14CAD 软件装配各个部分零件和画出其工程图。1、产品的配合：通过贯穿螺栓将上缸体、中缸体、下缸体之间连接，根据钎杆与上、下导向套的配合设置合理的间隙实现对破碎目标的破碎，将锤体部分安装在机架上形成最终的液压破碎锤，液压破碎锤实体图如图 2.4 所示：图 2.4 液压破碎锤实体图2.2 主要配合尺寸的计算 1此设计中要求钎杆实现快速冲击破碎，故要求在钎杆与其配合表面之间必须留有一定的间隙，此间隙是通过装配来间接保证。否则会出现机器卡死，导致机械故障甚至报废。这里与钎杆相配合的主要有限制钎杆行程的扁销以及起导向作用的上导向套、下导套，只需校核此三组配合表面之间有一定的配合间隙即可，主要配合关系见图 2.5：图 2.5 主要配 0A合关系浮箱履带挖掘机液压破碎锤设计版权所有。附件（设计图纸及其他内容）有需要的同学可联系，林荣华，qq：710266309.电话：15905088290152.2.1 钎杆与扁销之间配合间隙校核由于该间隙是在零件装配后才间接形成的，所以此间隙为封闭环（ 0A） 。影响封闭环 0A大小的尺寸依次有：钎杆削边槽宽度 1A、上缸体两扁销孔距离 2、扁销宽度3；将 与 1、 2、 3A依次相连可得到如右图2.5所示尺寸链。在0与 、 、 尺寸链中， 1、 3是减环， 2是增环。已知 1A=mm， 2= mm， 3= mm。 1.341.05.026mm.87.Amax0 mm1099in0值为 0.10.6mm，在合理间隙范围内，故合适。 图 2.6 尺寸链（a）2.2.2 钎杆与上导向套之间配合间隙校核由于该间隙是在零件装配后才间接形成的，所以此间隙为封闭环（ 0A） 。影响封闭环 0A大小的尺寸依次有：钎杆半径 1A、上导向套内孔半径 2；将 与 1、 2依次相连可得到如下图 2.6 所示尺寸链。在 0与 、 2尺寸链中， 1是减环， 2是增环。已知 1A= mm， 2= mm。2.0351.5mm4.79.50maxmm84in0A值为 0.10.4mm，在合理间隙范围内，故合适。图 2.6 尺寸链（b）2.2.3 钎杆与下导向套之间配合间隙校核由于该间隙是在零件装配后才间接形成的，所以此间隙封（闭环（ 0A） 。影响封16闭环 0A大小的尺寸依次有：钎杆半径 1A、下导套内孔半径 2A；将 0与 1、 2A依次相连可得到如右图 2.6 所示尺寸链。在 0与 、 2尺寸链中， 1是减环，2是增环。已知 1= mm， 2= mm。2.0351.5mm 4.79.Amax0mm084in值为 0.10.4mm，在合理间隙范围内，故合适。 图 2.6 尺寸链（c） 第 3 章 产品零部件设计制造及加工工艺设计3.1 上下缸体制造工艺设计3.1.1 零件分析1、零件选材 342CrMo 钢的优点：冲击的吸收性能好，锤子砸上去会有反弹感，不能被暴力破坏，强度、淬透性高，韧性好，淬火时变形小，高温时有高的蠕变强度和持久强度。用于制造机械中承受冲击、振动、弯扭、高载荷的重要零件，如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹，也可用于石油机械的穿孔器等。由于液压破碎锤经常承受冲击，为使用条件苛刻的工程机械，这里选用42CrMo 作为其重要零件的材料。2、零件作用该零件内腔在破碎锤工作时充满氮气，具有一定的氮气压力，其上表面螺纹为氮气阀充气接头；左侧表面是与机芯的配合表面。右侧面有四个 42 的螺栓通孔，该孔用于与机芯和下缸体的连接。3、零件的工艺分析 5浮箱履带挖掘机液压破碎锤设计版权所有。附件（设计图纸及其他内容）有需要的同学可联系，林荣华，qq：710266309.电话：1590508829017该零件与机芯有一组配合表面，额外有一个氮气充气阀的接口，四个螺栓用孔，和两个用于吊装的螺纹孔。上缸体左侧面表面粗糙度为 Ra=1.6；并与 108 孔中心线有垂直度为 0.005 的要求。左侧外圆柱面表面粗糙度 Ra=1.6；并有 0.003 的圆度要求。缸体左侧面与左侧外圆端面有 0.003 的平行度要求。其余未注表面以 Ra=6.3处理。对于定位孔 +0.5-21的尺寸钻孔便能保证。具体工艺查阅机械加工工艺手册 （北京出版社）表 5.2-6、表 5.2-7、表5.2-8 有关内容。可确定为：上缸体主要采用：粗车半精车精车；粗镗精镗；钻孔攻螺纹。 3.2 外壳零件的设计和制造工艺设计 3.2.1、破碎锤 lin70 外壳零件清单:日 期: 2013-4-09产品型号 lin70 产品名称 lin70 破碎锤外壳清单序号 图纸代号 图纸名称 材质板厚（mm）每台数量 重量（kg）1 lin70-01 主板 NM400 12 2 28.82 lin70-02 大夹板 Q345B 26 2 6.933 lin70-03 小架板 Q345B 26 2 2.674 lin70-04 限位块 45#钢 16 4 0.245 lin70-05 轴套 45#钢 60 4 1.266 lin70-06 弯板 Q345B 12 1 4.527 lin70-07 贴板 Q235A 12 2 2.748 lin70-05-1 轴套-1 45#钢 60 2 1.853.2.2、破碎锤 lin70 外壳各个零件的加工工艺:产品型号/名称 lin70 破碎锤序号 图纸代号 图纸名称 制造工艺181 lin70-01 主板1、割：按图气割外形，预割孔 76及长281的孔。2、压：校平直，并按图纸压制成形。3、钻：钻2-28孔，要求保险冲孔，多次扩孔成形。4、磨：磨平表面，达到粗糙度要求。2 lin70-02 大夹板1、割：按板厚26，及按图气割外形。2、铣：按图铣至尺寸要求。3、钻：钻2-28孔，要求保险冲孔，多次扩孔成形。4、磨：磨平表面，达到粗糙度要求。3 lin70-03 小架板1、割：按26X60X273气割外形。2、刨：按图刨至要求。3、钻：钻2-28孔，要求保险冲孔，多次扩孔成形。4、磨：磨平表面，达到粗糙度要求。4 lin70-04 限位块 1、割：按图气割外形。5 lin70-05 轴套1、锯：用锯床下料 90X20X60。2、车：车外圆尺寸至 85，长至55，并按要求倒角。6 lin70-06 弯板 1、割：按图气割外形，包括195X160孔2、压：按图纸要求压弯成形。7 lin70-07 贴板 1、割：按图气割外形。 2、压：校平直。8 lin70-05-1 轴套-11、锯：用锯床下料 90X20X90。2、车：车外圆尺寸至 85，长至85，并按要求倒角。3.2.3、破碎锤 lin70 外壳总成零件的加工工艺:产品型号/名称 lin70 破碎锤序号 图纸代号 图纸名称 制造工艺191 lin70-00 破碎锤外 壳1、磨：对各部件及焊接后都进行打磨表面允许的氧化层，滚渣。2、拼：在单件主板，限位块 lin-04统一焊至一侧。3、焊：按要求焊接限位块（焊缝接头应放在下面） 。4、压：压平直。5、拼：利用工装，对两件焊接好的主板进行拼装，拼装 lin70-06弯板应考虑焊接收渣（加宽2-3mm）即开档尺寸。6、焊：按要求焊接。7、割：对4-76预孔，割至 82。8、镗:镗4-82孔至产品要求。9、校：保证两主板内开档尺寸1800.5mm及 2300.5mm。10、拼：对 lin70-05轴套及贴板 lin70-07拼装。11、按要求焊接好轴套及贴板。12、镗：镗4-55（公差+0.05-+0.15）至要求，并铣轴套两端面，铣2-13，保证两边对称，误差在0.1mm 内。13、抛：对拼接好的半成品进行抛光，并打磨。14、染：对半成品进行喷漆。3.2.4、破碎锤 lin70 外壳各个零件的设计形状和设计尺寸。 （具体祥见附加图纸）第 4 章 产品设计的液压系统设计4.1 液压破碎锤液压控制系统要求1手动慢速调试；2自动冲击破碎：慢进 快速冲击破碎 回程。3、信号反馈，压力和行程的控制。4.2 液压控制系统图设计 104.2.1 工作过程分析：1手动慢速调试过程在自动冲击破碎之前必须要进行慢速调试过程，防止由于装配等原因造成的卡20死而引起的机械故障。如果没有进行慢速调试而直接进行自动冲击破碎，可能会导致液压破碎锤报废。在慢速调试过程中，使用点动控制，通过观测压力表，若压力表压力突然间急剧上升，这时要立刻停止破碎锤的慢速调试。由于慢速调试过程中，点动控制更易于控制破碎锤动作，所以选用点动。调试时速度可以通过调速阀来调定。2自动冲击破碎过程自动冲击破碎主要是实现快速冲击。因为冲击过程中要实现破碎必须要有足够的冲击力，所以必须要有一个加速过程。自动过程可通过挡块、压力继电器等来控制电磁换向阀来实现自动切换过程。在快速冲击过程中，由于系统中压力骤增会对液压泵造成冲击破坏。为了保护液压泵，可用一个安全阀和一个单向阀实现保护。3、信号反馈控制根据液压破碎锤的控制方法的不同，可将其分为行程反馈和压力反馈两种。 （1） 、行程反馈的冲击器实际上是一种具有行程反馈的阀控制液压缸系统，控制冲击活塞往复换向采用的信号是活塞行程。行程反馈孔设置在缸壁行程反馈孔获得液控油推动阀芯换向，以实现油路切换，活塞则随供油规律的改变作有节奏的冲程、回程往复运动。 （2） 、压力反馈的冲击器的信号是系统的油压来控制的。油压的设置和检测可以通过压力阀、计算机和压力传感器等进行。这样，由于往复换向油压可以无极方便地设置和检测，为了系统油压的调控创造了条件。往复换向油压高，即反馈压力高-系统的工作油压高，则冲击能高，反亦然。4.2.2 液压控制系统图根据上述动作分析，可通过下列操作来实现上述动作要求：在手动慢速调试过程中可以通过一个手动换向阀来实现点动控制；手动与自动之间通过一个电磁换向阀来实现切换；自动冲击破碎过程中加速过程可以通过差动回路来实现。各电磁铁动作和工作原理分别如表 4.1 所示和图 4.1 所示：浮箱履带挖掘机液压破碎锤设计版权所有。附件（设计图纸及其他内容）有需要的同学可联系，林荣华，qq：710266309.电话：1590508829021表 4.1 电磁铁动作表浮箱履带挖掘机液压破碎锤设计版权所有。附件（设计图纸及其他内容）有需要的同学可联系，林荣华，qq：710266309.电话：1590508829022图 4.1 液压系统原理图图 4.1 中序号名称：1. 液压泵2. 单向阀：防止冲击过程中液压油回流对液压泵造成冲击3. 三位四通电磁换向阀：决定是手动还是自动4. 先导式溢流阀：安全阀235. 二位二通电磁换向阀6. 直导式溢流阀：安全阀7. 三位四通手动换向阀8. 溢流阀（背压阀）：保证运动平稳9. 调速阀10. 溢流阀（背压阀）：保证回程时运动平稳11. 压力继电器12. 液压缸13. 压力表14. 压力表15. 可动挡块（调试时去，破碎时加）：粘有力传感器，测定破碎过程中慢进和回程时活塞杆对挡块冲击力，通过设定一个介于二者之间的值来控制 6YA 的通断。冲击力小于设定值时 6YA 得电，大于设定值时无效。由于慢进冲击力小，回程冲击力大，这样就可以保证慢进时 6YA 动作，回程时无效。16. 压力继电器17. 三位五通电磁换向阀18. 二位二通电磁换向阀19. 溢流阀（通断由主油路控制）20. 调速阀4.3 液压控制系统工作原理先手动慢速调试，调试成功再切换到自动状态进行破碎运动。手动与自动之间通过三位四通电磁换向阀 3 进行切换。1手动调试工作原理： 2YA+，3YA+，由三位四通手动换向阀 7 手动切换进退，通过调速阀 9 实现慢速调试。若调试成功便可切换到自动状态，反之继续调试。2自动冲击破碎状态工作原理： 24溢流阀用 6，1YA+、2YA-、3YA+、4YA-、5YA-、6YA+，主油路压力升高。当主油路压力升高到 19 的调定压力时 19 导通，液压油经调速阀 20 流回油箱，此时慢进，速度由调速阀调定。慢进时当活塞杆撞到挡块 15，4YA 动作有效，6YA+，此时主油路为差动回路，活塞杆快速前行，进行破碎运动。破碎过程中，主油路压力骤增，压力继电器 13 工作，4YA-、5YA+、6YA-，切换至回程。 （破碎过程中，当主油路中压力升至超过 6 的设定压力时液压泵溢流，避免由于压力骤增而导致的液压冲击。同时单向阀也可避免回流的液压油进入液压泵中而引起冲击。 ）液压油经背压阀 10流回油箱，此处背压阀可以保证回程过程中运动平稳。回程过程中尽管活塞杆也会撞到挡块，但由于冲击力大于设定值，6YA 动作无效， 6YA 保持失电状态。通过切换二位二通电磁换向阀 5，从而实现溢流阀之间的切换。当活塞杆运动到最左端时，主油路压力骤增，压力继电器 16 工作，5YA-，三位五通电磁换向阀回到中位，运动停止，整个破碎过程结束。第五章 一般液压破碎锤的使用说明1、 仔 细 阅 读 液 压 破 碎 锤 的 操 作 手 册 ， 防 止 损 坏 液 压 破 碎 锤 和 挖 掘 机 ， 并 有效 地 操 作 它 们 。2、 操 作 前 检 查 螺 栓 和 连 接 头 是 否 松 动 ， 以 及 液 压 管 路 是 否 有 泄 漏 现 象 。3、 不 要 用 液 压 破 碎 锤 在 坚 硬 的 岩 石 上 啄 洞 。4、 不 得 在 液 压 缸 的 活 塞 杆 全 伸 或 全 缩 状 况 下 操 作 破 碎 锤 。5、 当 液 压 软 管 出 现 激 烈 振 动 时 应 停 止 破 碎 锤 的 操 作 ， 并 检 查 蓄 能 器 的 压 力 。6、 防 止 挖 掘 机 的 动 臂 与 破 碎 锤 的 钻 头 之 间 出 现 干 涉 现 象 。7、 除 钻 头 外 ， 不 要 把 破 碎 锤 浸 入 水 中 。8、 不 得 将 破 碎 锤 作 起 吊 器 具 用 。9、 不 得 在 挖 掘 机 履 带 侧 操 作 破 碎 锤 。10、 液 压 破 碎 锤 与 液 压 挖 掘 机 或 其 他 工 程 建 设 机 械 安 装 连 接 时 ， 其 主 机 液 压系 统 的 工 作 压 力 和 流 量 必 须 符 合 液 压 破 碎 锤 的 技 术 参 数 要 求 ， 液 压 破 碎 锤 的25“P”口 与 主 机 高 压 油 路 连 接 ， “A”口 与 与 主 机 回 油 路 连 接 。11、 液 压 破 碎 锤 工 作 时 的 最 佳 液 压 油 温 度 为 50-60度 ， 最 高 不 得 超 过 80度 。否 则 ， 应 减 轻 液 压 破 碎 锤 的 负 载 。12、 液 压 破 碎 锤 使 用 的 工 作 介 质 ， 通 常 可 以 与 主 机 液 压 系 统 用 油 一 致 。 液 压油 过 滤 精 度 不 低 于 50microm13、 新 的 和 修 理 的 液 压 破 碎 锤 启 用 时 必 须 重 新 充 氮 气 ， 其 压 力2.5、 0.5MPa。14、 钎 杆 柄 部 与 缸 体 导 向 套 之 间 必 须 用 钙 基 润 滑 脂 或 复 合 钙 基 润 滑 脂 进 行 润滑 ， 且 每 台 班 班 加 注 一 次 。15、 液 压 破 碎 锤 工 作 时 必 须 先 将 钎 杆 压 在 岩 石 上 ， 并 保 持 一 定 压 力 后 才 开 动破 碎 锤 ， 不 允 许 在 悬 空 状 态 下 启 动 。16、 不 允 许 把 液 压 破 碎 锤 当 撬 杠 使 用 ， 以 免 折 断 钎 杆 。17、 使 用 时 液 压 破 碎 锤 及 纤 杆 应 垂 直 于 工 作 面 ， 以 不 产 生 径 向 力 为 原 则 。18、 被 破 碎 对 象 已 出 现 破 裂 或 开 始 产 生 裂 纹 时 应 立 即 停 止 破 碎 锤 的 冲 击 ， 以免 出 现 有 害 的 “空 打 ”。19、 液 压 破 碎 锤 若 要 长 期 停 止 使 用 时 应 放 尽 氮 气 ， 将 活 塞 从 前 盖 处 推 到 液 压缸 顶 端 。 并 将 进 、 出 油 口 密 封 ， 切 铁 在 高 温 和 -20 度 以 下 的 环 境 下 存 放 。第六章 故障分析与改进6.1 液压破碎锤的挖掘机常见故障液压破碎锤挖掘机会出现故障，主要由以下几个几种情况，一是技术配置不合理，二是现场管理不当。下面是配置液压破碎锤挖掘机常见故障表现。1、常见故障配置液压破碎锤挖掘机常见故障有操作失误、破碎锤氮气泄漏、维修保养不当等现象，都会造成破碎锤的工作阀磨损、管路爆裂、液压油局部过热等故障。破碎锤的工作压力一般为 20MPa、流量为 170L/min 左右，而挖掘机的系统压力一般为 30MPa、单主泵的流量为 250L/min，因此溢流阀需承担繁重的分流卸荷工作。26一旦溢流阀损坏却又不易被察觉，破碎锤即在超高压力下工作，首先是管路爆裂、液压油局部过热，接下来就是主换向阀严重磨损、挖掘机主工作阀组的其他阀芯(中位时主油路指向的下一阀芯)所控制的液压回路被污染;又因破碎锤的回油一般不经过冷却器而直接经滤油器回油箱，严重影响液压元件(尤其是密封件)的使用寿命等常见故障。2、排障措施防止出现配置液压破碎锤挖掘机常见故障的最有效办法一是在主换向阀处加设过载阀(可选用与动臂或铲斗工作阀所配的同型号的过载阀)，其调定压力应比溢流阀大 23MPa，可以有效地减少系统的冲击，同时保证溢流阀损坏时系统压力不致过高;二是将工作油路的回油管路接至冷却器前，保证工作回油及时冷却。6.2 下面举例液压破碎锤的故障案例：1、钢凿短期内断裂基本情况：挖掘机型号 破碎工作时间 作业环境 其他PC60-7 200H 水泥路面破碎故障现象：破碎器在使用短期内发生钢凿断裂。实际调查过程：回收断裂钢凿检查断面情况，并观察该用户使用破碎器操作方式。故障分析与体会：根据回收断裂钢凿进行仔细分析，其受力分析如下：（见受力图）由于钢凿撬曲受到强大外力（F 外 ）的作用，在 A 点受到前盖衬套支承，也称为力矩的支承点，从而产生巨大的力矩（M 弯 ） 。钢凿的 B 点承受拉力作用，A 点承受压力作用。钢凿由于受强大的 F 外 力的作用，在 B 点应力集中的作用下，生成微小裂纹源并在应力作用下不断扩展，当该处承受力超过材料的抗拉强度极限时，裂纹迅速延伸，最终导致钢凿瞬间完全断裂。根据钢凿的断面，很清楚地看到断裂的起始点为 B 点（见右下27照片） ，其周围有明显的金属拉裂纹，金属端面晶粒均匀、细小，未见有夹渣和隐裂纹缺陷，A 点区域的条沟是材料受压损坏的典型反映。实际调查结果：根据现场该用户使用情况调查，存在较多撬曲作业及刨挖等动作，并结合钢凿断裂面的分析也说明了该情况（参考我公司的钢凿判定标准） ，最终向用户说明该情况，规范操作后，正常使用无此类问题。2、钢凿定位销短期发生断裂基本情况：挖掘机型号 破碎工作时间 作业环境 其他PC200-7 250H 市政拆迁故障现象：破碎器在使用过程中短期内发生钢凿定位销断裂。实际调查过程：检查钢凿使用情况，并观察该用户使用破碎器操作方式。故障分析与体会：根据现场钢凿及断裂的钢凿定位销进行仔细分析， 钢凿与定位销接触的上部磨损异常，而下部却几乎没有磨损，而如下图中的红色接触区域磨损远远超出下部，且钢凿上同时出现了破损，定位销断裂，这都是说明在破碎工作中最后的打击对象在碎裂后未及时停止，钢凿多次打击在钢凿定位销上造成。初步推断该破碎器在操作中有较多的违规空打现象。再观察该用户使用情况，28实际调查结果：根据现场该用户使用情况调查，存在较多空打动作，并结合钢凿磨损面的分析也说明了该情况，最终向用户说明该情况，认真阅读使用说明书规范操作后，正常使用无此类问题。3活塞处漏油（操作使用不当）基本情况：挖掘机型号 破碎工作时间 作业环境 其他PC220-7 870H 石料二次破碎故障现象：破碎器在使用过程中发生前端泄漏液压油。实际调查过程：对破碎器解体检查情况，并观察该用户使用破碎器使用维护方式。故障分析与体会：根据现场情况观察，有大量液压油泄漏，判断漏油，但发现该破碎器在使用过程中存在大量的刨挖，壳体在解体过程中发现内部有大量小碎石屑，拉出活塞后，发现活塞及缸体都有较大面积的拉伤，造成了密封组件的拉伤失效，液压油的泄漏。29主要造成原因：违规刨挖操作将大量的小碎石屑带入壳体内，其中一部分砂砾附着在活塞前端，随着活塞的往返运动，被带入缸体，一方面在活塞与缸体之间摩擦，拉伤活塞与缸体，另一方面直接损伤密封组件，造成液压油的泄漏。实际调查结果：根据现场该用户情况，及时维修破碎器活塞及缸体更换密封组件（参见服务手册） ，恢复正常，并向用户说明正确使用方式（见使用说明书） ，避免此类故障的再次发生。4破碎器停止打击（衬套更换不当）基本情况：挖掘机型号 破碎工作时间 作业环境 其他PC220-7 670H 石料二次破碎故障现象：破碎器在更换衬套后发生停止工作的故障。压下不打击，稍提起后有打击动作。实际调查过程：对破碎器停配管等其他故障做排除后做解体检查，并进行修理。故障分析与体会：30主要针对其在更换衬套后发生异常进行检查，最终发现该用户在自行更换衬套过程只更换一个前盖衬套，未按规定要求将尾销衬套一同更换，这样旧的尾销衬套在带有轴向磨损量的情况下造成在破碎器压下后，活塞比正常位置要更加靠上（如下图右） ，这样造成缸体内一些小的换向阀控制油路在起始位置就已关闭，换向阀停止工作造成破碎器的停止工作，也就造成了该故障现象，压下不打击，稍提起后有打击动作。正常活塞起始位置 使用旧衬套的活塞位置实际调查结果：根据现场该用户情况，及时更换破碎器衬套组件，恢复正常，并向用户说明正确更换的必要性（见使用说明书及衬套更换标准及要领书） ，避免此类故障的再次发生。5、破碎锤不冲击不冲击或冲击断续一般有 3 种情况，第一种是没有足够的高压油流进冲击器内部而不冲击；第二种是有足够的高压油，但冲击器不冲击的现象；第三种是活塞运动但不冲击。结束语时光荏苒,两个多月的毕业设计终于画上一个句号。在自己努力和刘惠恩老师的