【正文】 系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值范圍，結(jié)合擬采用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選定參數(shù)值，即按標(biāo)準(zhǔn)選定法，查表13，初步確定以下參數(shù)： 標(biāo)準(zhǔn)斗容量q=1m3 機(jī)重G=7t 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 N=60馬力167。 尺寸參數(shù)的選擇以液壓挖掘機(jī)的機(jī)重為指標(biāo)，用以下公式近似確定：線尺寸參：=面積參數(shù)：=體積參數(shù)： =式中， ，分別是各個(gè)線向、面積、體積尺寸經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，查《單斗液壓挖掘機(jī)》表14。列計(jì)算后所得機(jī)體尺寸和工作尺寸數(shù)據(jù)在下表。表11計(jì)算所得的單斗挖掘機(jī)機(jī)體尺寸和工作尺寸名 稱尺寸（米）名 稱尺寸（米）履帶接地長(zhǎng)度軌距司機(jī)室頂高轉(zhuǎn)臺(tái)離地高尾部半徑機(jī)棚高最小離地間隙履帶寬臂鉸與油缸鉸距履帶總高臂鉸離地高臂鉸離回轉(zhuǎn)中心前部離回轉(zhuǎn)中心動(dòng)臂長(zhǎng)度斗桿長(zhǎng)鏟斗長(zhǎng)第二章 工作裝置設(shè)計(jì)該挖掘機(jī)工作裝置為反鏟裝置，采用如下結(jié)構(gòu)方案：一、采用整體式彎動(dòng)臂，動(dòng)臂油缸下置式。二、采用整體式斗桿。三、動(dòng)臂與斗桿的長(zhǎng)度比，采用中間方案，即特性參數(shù)=~2之間。取=。167。167。最大挖掘半徑一般與動(dòng)臂長(zhǎng)、斗桿長(zhǎng)和鏟斗長(zhǎng)的和值相等，按經(jīng)驗(yàn)公式取其值=米如圖，在三角形CZF中，取：動(dòng)臂彎角=120176。，特性參數(shù)=。得： = （米）= （米）=27176?？傻玫?，在圖21三角形CZF中，176。，176。，176。圖21取=60基本用于反鏟。斗桿全縮時(shí)為最大值，取為160176?？紤]結(jié)構(gòu)尺寸、運(yùn)動(dòng)余量、穩(wěn)定性構(gòu)件運(yùn)動(dòng)幅度等因素，取因：得：176。 又因： 得： 符合下列幾何條件：即得： （米）（米）=（米）=（米）這樣，動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的全部參數(shù)初步選出。167。 校核動(dòng)臂力矩特性一、最大挖掘深度時(shí)動(dòng)臂油缸的閉鎖能力足以克服正常挖掘阻力即： （）式中為工作裝置重量時(shí)c點(diǎn)的力矩。工作裝置重量參照表２－７估計(jì)如下表所示： 表21工作裝置重量估計(jì)值重 量（噸）動(dòng)臂斗桿鏟斗斗桿缸鏟斗缸連桿搖桿1代入數(shù)據(jù)后計(jì)算可得：左＝＝右，即滿足要求。二、滿斗處于最大半徑時(shí)動(dòng)臂油缸應(yīng)有足夠的提升力矩。即：M估計(jì)土重噸，載荷力矩的近似表達(dá)式：= （噸/米）如圖22示，三角形FCQ中176。，可得：圖22（米）=176。=176。又有在三角形ABC中，（米）176。得： =（米）取動(dòng)臂油缸直徑D=125毫米，工作壓力公斤/厘米。則動(dòng)臂油缸大腔作用面積：F1= = （厘米），油缸的推力：= （噸）油缸提升力矩：=（噸/米）M滿足要求。（3）滿斗處于最大高度時(shí)的動(dòng)臂缸應(yīng)該有足夠的提升力。按（2）同類方法計(jì)算可得：= （米）顯然，滿斗處于最大高度時(shí)的載荷力矩要小于滿斗處于最大半徑時(shí)的值，故=28（噸/米）M，滿足要求。167。 斗桿機(jī)構(gòu)根據(jù)斗桿挖掘阻力計(jì)算，并參考國(guó)內(nèi)外同類型機(jī)器斗桿挖掘力值，取最大挖掘力為80KN或8t，斗桿油缸直徑D=125毫米，工作壓力公斤/厘米。則：斗桿油缸大腔作用面積：= = （厘米）油缸的推力：= （噸）最大作用力臂：= （米）如圖23：圖23取斗桿擺角176。則：（米）（米）斗桿上=138176。，=5176。167。 鏟斗機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇一、基本參數(shù)的選擇如圖24：圖24在鏟斗連桿機(jī)構(gòu)中可取F、N、Q三點(diǎn)一直線。取176。則： （米）二、斗形參數(shù)的選擇斗容量q、平均斗寬B、轉(zhuǎn)斗挖掘半徑R和轉(zhuǎn)斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角2（取為95176。）四者之間有以下幾何關(guān)系：取土壤松散系數(shù)，得B=。轉(zhuǎn)斗挖掘時(shí)挖掘米容積的土所耗的能量稱為轉(zhuǎn)斗挖掘能容量，用符號(hào)E表示。取。得：E==式中，K——挖掘過程中考慮其它因素影響的系數(shù)。三、轉(zhuǎn)角范圍為162176。167。、最大挖掘深度和停機(jī)面最大挖掘半徑的計(jì)算一、當(dāng)下置動(dòng)臂油缸全伸，斗桿油缸全縮，QV連線處于垂直狀態(tài)時(shí)，可得到最大卸載高度，如圖25：圖25二、當(dāng)下置動(dòng)臂油缸全縮，F(xiàn)QV三點(diǎn)同一直線并處于垂直狀態(tài)時(shí)得到最大挖掘深度，如圖26：圖26三、當(dāng)斗桿油缸全縮，F(xiàn)QV三點(diǎn)同一直線，而且=0時(shí)可以得到停機(jī)面最大挖掘半徑，如圖27：圖27= （米）。167。 挖掘力的計(jì)算反鏟裝置挖掘力可按以下情況分為工作油缸的理論挖掘力、整機(jī)的理論挖掘力。一、工作油缸的理論挖掘力反鏟裝置主要采用鏟斗油缸進(jìn)行挖掘。假定不考慮以下因素：工作裝置自重和土重；液壓系統(tǒng)和連桿機(jī)構(gòu)效率；工作油缸的背壓。鏟斗挖掘時(shí)，鏟斗油缸的理論挖掘力： （噸）式中，鏟斗油缸大腔作用面積：== （厘米）鏟斗油缸的理論推力： （噸）液壓系統(tǒng)工作壓力：p=250公斤/厘米鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比：。對(duì)于反鏟裝置動(dòng)臂油缸的理論挖掘力一般不予考慮。二、整機(jī)的理論挖掘力假定挖掘力的方向?yàn)槎俘X運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向，如圖工況為鏟斗油缸挖掘，鏟斗油缸主動(dòng)作用產(chǎn)生的挖掘力為，大小已知。可得到整機(jī)的理論挖掘力：式中，鏟斗加土和連桿機(jī)構(gòu)自重對(duì)Q點(diǎn)的作用力矩：噸*米。能克服的最大挖掘阻力大小與相等，方向相反，即：==。在作用下斗桿油缸受壓，動(dòng)臂油缸受拉。設(shè)動(dòng)臂油缸不被拉長(zhǎng)的條件所限制的挖掘阻力為。取整個(gè)工作裝置為隔離體，列出對(duì)C點(diǎn)的力矩平衡方程式：= 式中，——各裝置的大小（噸）；——?jiǎng)颖塾透讓?duì)C點(diǎn)的作用力臂（米）； —— 對(duì)C點(diǎn)的作用力臂（米）；——各裝置作用力臂（米）?？傻茫? （噸）同理：= （噸）式中，——對(duì)F點(diǎn)的作用力臂（米）；——各裝置對(duì)F點(diǎn)的力矩（噸*米）；——斗桿油缸對(duì)F點(diǎn)的作用力臂（米）。取整機(jī)為隔離體，列出對(duì)傾翻支點(diǎn)I的力矩平衡方程式，得整機(jī)穩(wěn)定條件所允許的挖掘阻力最大值：= （噸）式中，——對(duì)I點(diǎn)的作用力臂（米）；——工作裝置總重（噸）；——對(duì)I點(diǎn)的作用力臂（米）；——機(jī)體重量（噸）； ——對(duì)I點(diǎn)的作用力臂（米）。附著條件所限制的挖掘阻力值可由整機(jī)受力的坐標(biāo)投影平衡方程求得：= （噸）式中，——整機(jī)重量（噸）；——行走裝置與地面附著系數(shù)；——挖掘阻力的水平傾角，取為20176。綜上所述，只有在主動(dòng)油缸產(chǎn)生的挖掘力同時(shí)滿足下列條件才可能實(shí)現(xiàn)：動(dòng)臂油缸閉鎖條件斗桿油缸閉鎖條件整機(jī)與地面附著條件整機(jī)穩(wěn)定條件否則，整機(jī)能實(shí)現(xiàn)的理論挖掘力被和中的最小值所確定。167。 挖掘范圍挖掘軌跡如圖28所示：CFEABDG圖28鏟斗挖掘軌跡是動(dòng)臂油缸進(jìn)行挖掘，且鏟斗尖、鏟斗與斗桿鉸點(diǎn)、斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn)位于同一直線上；是斗桿油缸進(jìn)行挖掘，且動(dòng)臂位于最低，鏟斗尖、鏟斗與斗桿鉸點(diǎn)、斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn)位于同一直線上；是動(dòng)臂油缸全縮，斗桿油缸全伸，鏟斗油缸動(dòng)作；是斗桿油缸全伸，鏟斗尖到動(dòng)臂與機(jī)架鉸點(diǎn)最近，動(dòng)臂油缸動(dòng)作；是動(dòng)臂油缸和斗桿油缸全伸，鏟斗油缸動(dòng)作； 是動(dòng)臂和鏟斗油缸全伸斗桿油缸動(dòng)作； 是動(dòng)臂油缸全伸，斗桿油缸全縮以鏟斗進(jìn)行挖掘。第三章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)國(guó)家公稱壓力及流量系列, 選用系統(tǒng)壓力為250公斤/厘米2。已計(jì)算系統(tǒng)流量為2125升/分。 167。 元件選擇一、油缸的選擇動(dòng)臂油缸為雙缸，鏟斗和斗桿油缸均為單缸，缸徑均為125毫米。二、油泵的選擇油泵功率：= （馬力）式中，——油泵的最大工作壓力（公斤/厘米2）；——油泵的流量（升/分）；——油泵的總效率，；R——變量系數(shù)。查相關(guān)資料，主油泵采用埋油斜軸式軸向柱塞雙向變量泵, 參數(shù)如下：表31主油泵相關(guān)參數(shù)型號(hào)公稱排量 mL/r額定壓力 Mpa額定轉(zhuǎn)速r/minZB125,125EV125252200控制油路采用齒輪泵CBB20,參數(shù)如下：表32齒輪泵CBB20相關(guān)參數(shù)型號(hào)公稱排量mL/r額定壓力MPa額定轉(zhuǎn)速r/min驅(qū)動(dòng)功率KW重量Kg容積效率CBB2020145090三、馬達(dá)的選擇回轉(zhuǎn)馬達(dá)和行走馬達(dá)（在上述設(shè)計(jì)中已選定）型號(hào)均為GQM161600。四、發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 由于變量系統(tǒng)油泵經(jīng)常在滿載或超載情況下工作，功率利用系數(shù)比較高，為了保證功率儲(chǔ)備，同時(shí)考慮到輔助設(shè)備的動(dòng)力消耗，取發(fā)動(dòng)機(jī)功率： （馬力）查相關(guān)資料，采用4120F型風(fēng)冷柴油機(jī)。五、主油管管徑的計(jì)算挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)主油管路的油液流速取為8米/秒。= （厘米）六、油箱容量的計(jì)算油箱為開式。=375 （升）167。 系統(tǒng)分析由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓油泵,向工作裝置、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走裝置的執(zhí)行元件輸送液壓油。工作裝置包括動(dòng)臂、斗桿和鏟斗，分別由液壓缸驅(qū)動(dòng)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走裝置由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。其工作循環(huán)是：以鏟斗切削土壤，裝滿后提升，