液压挖掘机底盘设计研究

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1、液压挖掘机底盘设计研究　　摘要：液压挖掘机底盘为液压挖掘机的重要部件，主要用来支撑液压挖掘机和行走，其具有较大的驱动力，以便使液压挖掘机具有较好的爬坡性能，同时车架应具有较高的强度，应保证能承受工作应力。文章对WLY100液压挖掘机的结构组成、传动装置、悬挂装置予以阐述，同时对WYL100轮胎式液压挖掘机底盘传动设计、爬坡能力、车架受力校核进行分析。　　关键词：液压挖掘机；底盘；车架；传动；机械设计文献标识码：A　　中图分类号：TH137文章编号：1009-2374（2016）30-0019-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.

2、30.010　　行走底盘主要用来完成行走动作及支撑液压挖掘机。目前液压挖掘机行走底盘主要分为轮胎式与履带式。对于履带式行走底盘，单条履带牵引力可达机重的30%～40%，因而牵引力大，同时履带与地面接触面积大、接地比压小、稳定性好。履带式底盘，转弯时，两条履带向相反方向转动实现，回转半径小，比较灵活。但履带式行走底盘制造成本高，行走和转向时，由于履带与地面接触面积较大，消耗的功率较大，同时由于受其结构限制，行走速度较慢，另外，履带为滑动摩擦，磨损快。而轮胎式行走底盘与履带式相比，行走速度快，机动性好，且与地面是滚动摩擦，轮胎磨损相对较慢，且对路面不会造成损坏。本文以W

3、LY100液压挖掘机为研究对象对轮胎式行走底盘设计予以研究分析。8　　1液压挖掘机轮胎式底盘的组成结构　　WLY100轮胎式液压挖掘机行走底盘的结构组成如图1所示：　　1.车架；2.回转支撑；3.驱动桥；4.万向传动轴；5.回转中心处接头；6.制动器；7.转向前桥　　图1液压挖掘机轮胎式底盘的组成结构　　如图1所示，轮胎式液压挖掘机行走底盘主要由焊接框架结构的车架、回转支撑、驱动桥、万向传动轴、回转中心处接头、制动器和转向前桥等组成。前桥采用带铰接销轴的液压油缸悬挂装置，后桥为刚性的悬挂。回转支撑用来实现液压挖掘机工作装置的转动。　　1.1传动装置　　如图2所示，轮

4、胎式液压挖掘机行走底盘传动装置主要由前、后桥、液压驱动马达、变速箱和轮边减速器等组成。首先是安装在变速箱上的液压马达驱动变速箱，然后将扭矩通过传动轴将扭矩传递给前、后驱动桥，前、后驱动桥传递的扭矩经过安装在轮胎附近的轮边减速器减速，最终驱动轮胎转动。液压马达采用高速液压马达，性能可靠，结构简单，容易布置。　　1.前桥；2.液压马达；3.变速箱；4.轮边减速器；5.后桥　　图2传动装置　　1.2悬挂装置　　如图3所示，轮胎式液压挖掘机行走底盘传动装置主要由控制阀、液压缸、摆动铰接销轴等组成。8　　出于结构简化需要，后桥和车架之间采用刚性连接方式，但为了提高挖掘机行走的

5、性能，前桥采用液压缸摆动式悬挂系统，两侧液压缸缸杆端连接在前桥上，液压缸缸筒端连接在车架上，车架与前桥采用铰接销轴相连接。液压挖掘机处于挖掘状态时，控制阀处于左边状态，油路被切断，悬挂装置的液压缸被锁住，液压缸不能动作，保证挖掘工作时底盘的稳定性。若液压挖掘机处在行走状态时，液压控制阀处在右边状态，使两个液压缸的工作腔连通，并且与油箱连通，通过液压缸的调节，前桥能够上下摆动与地面良好接触，以适应高低不平的路况，保证良好的附着性能。　　1.控制阀；2.液压缸；3.摆动铰接销轴；4.前桥　　图3悬挂装置　　2WYL100轮胎式液压挖掘机底盘传动设计　　已知选定的变速箱的

6、传动比，，选用的桥的轮边减速器的传动比，则传动装置的传动比为：　　（1）　　（2）　　已知WYL100液压挖掘机选用的双联轴向柱塞泵排量，则单泵供油时，轴向柱塞泵排量，　　容积效率，驱动用液压马达每转最小排量。　　当双联轴向柱塞泵双泵供油且处于驱动用液压马达最小排量状态时，驱动用液压马达拥有高输出转速，其输出转速为：　　（3）　　当双联轴向柱塞泵单泵供油，驱动用液压马达拥有低输出转速，其输出转速为：8　　（4）　　WYL100液压挖掘机驱动轮转速为：　　（5）　　当传动装置为低档时，，则有：　　（6）　　（7）　　当传动装置为高档时，，则有：　　（8）　　（9）　　

7、根据经验公式，液压挖掘机行驶速度为：　　（10）　　其中为驱动轮轮胎半径，在这里WYL100液压挖掘机选用20.5～25轮胎，已知驱动轮轮胎半径，　　则可计算得液压挖掘机档位下，液压挖掘机行驶速度为：　　（11）　　（12）　　（13）　　（14）　　3WYL100轮胎式液压挖掘机爬坡能力验算　　液压挖掘机单个马达的输出扭矩计算公式如式（15）：　　（15）　　式中：8　　――驱动用液压马达每转最大排量　　――液压挖掘机液压系统工作压力　　――液压挖掘机液压系统从液压泵到液压马达总效率，这里取。　　已知，，代入式（15），得：　　（16）　　则当双马达驱动时输出