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WY50履带挖掘机方案设计编制: 审核:批准:二五年十二月 / 目 录一 项目概况11 项目名称12 项目简介13 项目计划1二 设计说明书21 设计原则22 总体方案33 主要系统及部件54 主要及长周期件清单135 WY50履带挖掘机特点136 WY50履带挖掘机成本分析157 与同类产品主要参数比较表17三 WY50型履带挖掘机布置图181 WY50履带挖掘机立体效果图182 WY50履带挖掘机外形图183 上车回转平台总布置图184 下车行走总布置图185 液压及电气系统原理图18四 设计计算书201 总体参数计算202 整机稳定性计算25一 项目概况1 项目名称WY50型履带挖掘机。2 项目简介WY50履带挖掘机是4-5吨级的小型履带式液压挖掘机,主要用于城市基础设施建设、市政工程、园林绿化工程及农田水利建设。产品特点:体积小,重量轻,运输方便,能在狭小的场地作业,装配有多种工作装置,能适应多种作业要求。WY50履带挖掘机采用液压传动,先导操纵,操纵轻便灵活。由上车回转装置、下车行走装置、反铲作业装置、推土铲四大装置和液压系统、电气系统两大系统组成。上车回转装置(上部总成):包括动力系统、驾驶室、回转平台、回转支承、回转减速机、配重、覆盖件、暖风系统等。下车行走装置(下部总成):包括行走架、履带链轨总成、引导轮、履带张紧装置、支重轮、托链轮、驱动轮、行走减速机等。反铲作业装置:包括动臂、斗杆、铲斗、动臂偏摆机构等推土铲:包括推土板、推土油缸等液压系统:包括主油泵、控制阀、液压油箱、液压先导操纵机构、回转马达、中央回转接头、油散热器、行走马达、滤油器等。电气系统:包括控制系统、仪表系统、报警监测系统、车辆工况显示系统及灯光系统等。3 项目计划项目计划总工月为 91个 工月(含工艺工月),总计项目开发时间为9.5个月。详细内容见相关项目管理文件。二 设计说明书1 设计原则产品定位:国内先进、国际一流。秉承我司“以高新技术改造传统机械装备行业,促使其升级换代至国际一流水准,以不断创新的产品和无与伦比的服务,最大限度地满足客户显性的和潜在的需求”的宗旨,设计过程中:借鉴国内外一流产品,进行消化吸收、改进和提高,并结合研究院三项核心技术、进行三维设计、工业造型及涂装设计,结合BAUMA CHANA 2004博览会对国际知名企业如日本小松公司、美国CASE公司的同类产品进行重点调研,与国际知名企业的专家进行技术交流,学习其先进技术和经验。开发国内一流,国际先进的小型挖掘机。市场定位:立足国内、走向国际市场WY50型履带挖掘机是整机质量在4-5T级的液压挖掘机,主要用于城市道路及基础设施的建设。虽然目前国内小挖销量只占挖掘机总产量的10%左右,但已呈现强势增长的趋势,同时世界市场上小挖销量占挖掘机总产量的50%左右(见有关的市场分析资料),因此WY50型履带挖掘机设计时应在满足国内市场的同时,必须通过CE认证,瞄准国际市场,争取出口份额。设计思路:样机测绘,整体改进,提升性能。设计过程中应借鉴测绘小松PC45MR产品,进行消化、吸收,并具有前瞻性,充分把握该产品的最新国内、外技术发展方向。在设计和工艺上,应广泛吸取国内外同类产品的先进技术,关重件均应采用国内外著名企业的优质产品,技术先进、性能优越,其设计和制造水平应达到国际同类产品的先进水平。零部件设计中应最大限度地模块化、标准化、通用化,并充分借用公司现有其它产品的部件。发动机采用国外环保节能、低噪音、低排放柴油发动机,排放满足欧美非公路用机动设备第二阶段排放标准。上部360回转与底盘行走采用全液压传动,先导操纵。其主要配套液压元件均应采用国际知名品牌,带负载敏感控制功能。液压系统应考虑为多种基础施工设备配套,预留破碎锤等工作装置液压系统接口。行走装置应具有较大的驱动力,挖机在湿软或高低不平等不良地面上行走时具有良好的通过性能、爬坡性能和转向性能。具有较大的支撑面积或较小的接地比压,以提高整机的稳定性。 在不增大整机高度的前提下使挖机具有较大的离地间隙,以提高其在不平地面上的越野性能。工作装置基本配置是反铲挖掘装置,带动臂偏摆机构和推土铲装置,同时可配置多种附件,以满足多种作业需要。驾驶室流线型设计,带暖风系统,座椅设计符合人机工程。液压先导控制灵活、智能化仪表显示、内饰美观实用。整机外观造型应新颖、协调、醒目、美观、大方,体现我司特色。结构设计合理,关重件要有前瞻性和技术先进性,设计中最大限度地体现模块化、标准化原则,在关键结构件设计中采用有限元计算等先进设计手段。整机应设置完善齐全的操作指示和安全保护装置,在各重要部位加以醒目的警告标志。环保、整机噪声、发动机排放应符合有关国家标准规定。整机外形尺寸应符合卡车运输的要求。总宽小于2000mm.。2 总体方案2.1设计理念在测绘样机的基础之上,结合宝马展及世界小挖的最新发展技术,开发具有自身特点的小型挖机产品。2.2整机结构:WY50型履带挖掘机在结构上与中型挖掘机类似,包括上部回转装置、下部行走装置及工作装置等,但也有一些区别:发动机:采用环保节能、自然吸气日本进口发动机,满足第二阶段排放标准。 液压系统:采用负荷传感(负载敏感)系统,此系统的特点是各执行元件的工作速度与负载无关,只与各操纵杆的操纵量有关,使各执行元件的相对速度保持不变,从而提高机器的控制性和操纵性;结合恒功率控制系统,能很好地适应各种作业工况,降低燃油消耗,提高作业生产率;液压系统元件采用日本和欧洲著名的液压元件厂商的产品,从而确保液压系统的可靠性。采用机电液一体化技术,使得操作更简便、舒适,同时更好地适应外界负荷的变化,降低能耗,提高作业生产率上车回转装置采用小回转结构(努力实现无尾回转结构),安装动臂摆动机构;实现侧挖,满足在非常狭窄区域内工作,适应国际市场的需求。下车行走装置为更好地适应作业场地的要求,采用加长履带架,除金属履带外也可以选装橡胶履带和金属橡胶复合履带,满足城市路面要求;行走设置两种速度速,以适应不同路面及作业场地。工作装置配置多种附件,以满足多种作业需要。动臂油缸大多采用单根结构。司机室采用人性化设计技术,采用减震器,座椅可调节,使操作更舒适;此外,需保养、维护的部件布置在覆盖件打开后即可接触到的地方,使保养、维护更方便。整机覆盖件外观造型新颖、协调、醒目、美观、大方,体现我司特色。2.3整机工况WY50小型挖掘机的基本动作包括:行走(左、右),动臂,斗杆,铲斗,回转,推土,动臂偏转。工况说明:1) 动臂、斗杆、铲斗可以单独动作也可以互相配合实现复合动作;2) 工作过程中,要求工作装置(动臂,斗杆,铲斗)的动作及转台的回转既能单独进行,又能复合进行;3) 动臂的旋转可以独立进行也可和工作装置(动臂,斗杆,铲斗)复合进行;4) 挖掘机的左右履带要求独立驱动,使机器行走方便,转向灵活,并且可以原地转向;5)挖掘机提供双速行驶系统,一档低速行驶或给推土板提供大的推力,二档仅用于行驶,以便快速在施工现场转移。2.4整机性能参数项目参数1标准斗容0.16 m32标准铲斗宽度585 mm3操作重量4800 kg4接地比压0.28 kg/cm5机体尺寸(运输时)长5320 mm6宽1960 mm 7高2590 mm 8最小离地间隙320 mm 9发动机型号YANMAR 4TNV8810额定功率29.4kw/2400 rpm11排放标准US.EPA Tier212总排气量2.189 L13液压系统液压泵类型变量泵1+齿轮泵114主控阀类型负载敏感系统15回转马达类型柱塞液压马达16行走马达类型柱塞液压马达17主泵流量110 L/min18最高工作压力24.5 Mpa19回转速度0 9.5 r/min20行走装置行驶速度4.6/2.8 km/h21履带类型钢/橡胶/钢-橡胶复合22履带宽度400 mm23履带中心距1560 mm24轮间距1940 mm25最大行驶牵引力40kN26爬坡能力60%27挖掘性能铲斗挖掘力36kN28斗杆挖掘力25 kN29最大挖掘高度5320 mm30最大卸载高度3680 mm31最大挖掘深度3600 mm32最大挖掘范围5870 mm33最大垂直挖掘深度2870 mm34动臂偏摆左70右5035后部最小回转半径1060 mm36前部最小回转半径2360 mm37推土板宽1960 mm38高355 mm39升降距离(上/下)430/330mm40燃油箱容量60 L41液压油箱容量50 L3 主要系统及部件3.1发动机:第一方案:厂家:YANMAR 型号:4TNV88-SYY 额定功率:29.4kW 额定转速:2400rpm 排量:2189cc 干重:160kg第二方案:厂家:ISUZU 型号:CC-4LE-2 额定功率:30.5kW 额定转速:2200rpm 排量:2179cc 干重:168kg第三方案:厂家:KUBOTA 型号:V2203-M 额定功率:29.4kW 额定转速:2250rpm 排量:2197cc 干重:180kg散热器及油冷却器:青岛汽车散热器公司风扇:随机空滤器:随机消音器:随机项目组建议采用洋马发动机。具体见配套说明3.2液压系统:液压系统是整机的能源转换系统和各职能部件的控制系统。发动机的动力通过液压系统转化为整机各职能部件运动的驱动力,并对各职能部件的运动规律进行有效的控制。液压系统采用液压主控回路、先导控制回路,使用先进的负载反馈技术,使流量按需分配到系统和各职能部件,实现不同工况的最佳匹配。液压先导控制要求操纵灵活、安全、舒适、精确。整体散热系统,液压元件如泵、马达、阀、油管及管接头全部采用国内外优质产品,确保系统的高可靠性。第一方案:厂家:NACHI负载敏感系统 主泵:PVK-2B-505-N-4191A轴向柱塞泵(最大排量50cc/rev,最高转速2550rpm,最高压力24.5MPa) 主阀:DPK-T04-9P-BA-7823A(最大通流量110l/min,单片阀的最大通流量95l/min,最高压力24.5MPa) 主阀各油口的流量及压力设定:油口 Port流量 Flow(L/min)过载溢流阀压力Seconda
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