戚鹏伟，刘银丁，袁俊杰

（广西大学机械工程学院，广西 南宁530004）

目前，随着最前沿技术和控制方式的不断改进、革新，液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵等操纵方式逐步取代传统的杠杆操纵，大大提高了生产效率，但由于挖掘机的工作环境复杂多变，需要高性能的液压系统，使得挖掘机在极端情况下保持稳定的工作状态，因此，针对已有的液压装置的缺陷，对挖掘机工作装置的液压系统的工作机理进行研究，进行设计改良，完善作业能力，为实现作业操纵的完全自动化创造基础和前提。

1 结构及工作原理

反铲挖掘机工作装置如图1所示，主要由动臂、动臂油缸、斗杆、斗杆油缸、铲斗、铲斗油缸、摇臂、连杆、销轴等组成。斗杆铰与动臂的一端连接，斗杆油缸控制斗杆和动臂的运动角度。斗杆油缸伸缩带动斗杆绕动臂上铰点运动。铲斗与斗杆一端以铰接方式连接，铲斗油缸伸缩运动时带动铲斗转动[1]。

图1 反铲挖掘机工作装置

2 液压原理图

液压挖掘机的完整工作流程由4个部分组成，即挖掘、挖斗满载举升回转、卸载和卸载返回。在对不同作业过程中各部件的运动，做出改良设计方案，其中液压系统原理图如图2所示。

图2 液压系统原理

针对挖掘机的工作流程，液压系统应完成挖掘，挖斗满载提升回转，卸载和返回工作等4个部分的连续工作[2]。其连续工作顺序表，如表1所示。

表1 挖掘机工作循环动作表

2.1 油缸受力分析

反铲装置工作时，以转斗挖掘为主时，其最大挖掘力为铲斗油缸的设计指标，铲斗油缸作用力如图3所示，其中：