【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 機重G=7t 發(fā)動機功率 N=60馬力167。 尺寸參數(shù)的選擇以液壓挖掘機的機重為指標(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， ，分別是各個線向、面積、體積尺寸經(jīng)驗系數(shù)，查《單斗液壓挖掘機》表14。列計算后所得機體尺寸和工作尺寸數(shù)據(jù)在下表。表11計算所得的單斗挖掘機機體尺寸和工作尺寸名 稱尺寸（米）名 稱尺寸（米）履帶接地長度軌距司機室頂高轉(zhuǎn)臺離地高尾部半徑機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)中心動臂長度斗桿長鏟斗長第二章 工作裝置設(shè)計該挖掘機工作裝置為反鏟裝置，采用如下結(jié)構(gòu)方案：一、采用整體式彎動臂，動臂油缸下置式。二、采用整體式斗桿。三、動臂與斗桿的長度比，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臂長、斗桿長和鏟斗長的和值相等，按經(jīng)驗公式取其值=米如圖，在三角形CZF中，?。簞颖蹚澖?120176。，特性參數(shù)=。得： = （米）= （米）=27176。可得到，在圖21三角形CZF中，176。，176。，176。圖21取=60基本用于反鏟。斗桿全縮時為最大值，取為160176?？紤]結(jié)構(gòu)尺寸、運動余量、穩(wěn)定性構(gòu)件運動幅度等因素，取因：得：176。 又因： 得： 符合下列幾何條件：即得： （米）（米）=（米）=（米）這樣，動臂機構(gòu)的全部參數(shù)初步選出。167。 校核動臂力矩特性一、最大挖掘深度時動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c點的力矩。工作裝置重量參照表２－７估計如下表所示： 表21工作裝置重量估計值重 量（噸）動臂斗桿鏟斗斗桿缸鏟斗缸連桿搖桿1代入數(shù)據(jù)后計算可得：左＝＝右，即滿足要求。二、滿斗處于最大半徑時動臂油缸應(yīng)有足夠的提升力矩。即：M估計土重噸，載荷力矩的近似表達式：= （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）取動臂油缸直徑D=125毫米，工作壓力公斤/厘米。則動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的動臂缸應(yīng)該有足夠的提升力。按（2）同類方法計算可得：= （米）顯然，滿斗處于最大高度時的載荷力矩要小于滿斗處于最大半徑時的值，故=28（噸/米）M，滿足要求。167。 斗桿機構(gòu)根據(jù)斗桿挖掘阻力計算，并參考國內(nèi)外同類型機器斗桿挖掘力值，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在鏟斗連桿機構(gòu)中可取F、N、Q三點一直線。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面最大挖掘半徑的計算一、當(dāng)下置動臂油缸全伸，斗桿油缸全縮，QV連線處于垂直狀態(tài)時，可得到最大卸載高度，如圖25：圖25二、當(dāng)下置動臂油缸全縮，F(xiàn)QV三點同一直線并處于垂直狀態(tài)時得到最大挖掘深度，如圖26：圖26三、當(dāng)斗桿油缸全縮，F(xiàn)QV三點同一直線，而且=0時可以得到停機面最大挖掘半徑，如圖27：圖27= （米）。167。 挖掘力的計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)和連桿機構(gòu)效率；工作油缸的背壓。鏟斗挖掘時，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/厘米鏟斗連桿機構(gòu)的總傳動比：。對于反鏟裝置動臂油缸的理論挖掘力一般不予考慮。二、整機的理論挖掘力假定挖掘力的方向為斗齒運動軌跡的切線方向，如圖工況為鏟斗油缸挖掘，鏟斗油缸主動作用產(chǎn)生的挖掘力為，大小已知?？傻玫秸麢C的理論挖掘力：式中，鏟斗加土和連桿機構(gòu)自重對Q點的作用力矩：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，動臂油缸受拉。設(shè)動臂油缸不被拉長的條件所限制的挖掘阻力為。取整個工作裝置為隔離體，列出對C點的力矩平衡方程式：= 式中，——各裝置的大小（噸）；——動臂油缸對C點的作用力臂（米）； —— 對C點的作用力臂（米）；——各裝置作用力臂（米）?？傻茫? （噸）同理：= （噸）式中，——對F點的作用力臂（米）；——各裝置對F點的力矩（噸*米）；——斗桿油缸對F點的作用力臂（米）。取整機為隔離體，列出對傾翻支點I的力矩平衡方程式，得整機穩(wěn)定條件所允許的挖掘阻力最大值：= （噸）式中，——對I點的作用力臂（米）；——工作裝置總重（噸）；——對I點的作用力臂（米）；——機體重量（噸）； ——對I點的作用力臂（米）。附著條件所限制的挖掘阻力值可由整機受力的坐標(biāo)投影平衡方程求得：= （噸）式中，——整機重量（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，只有在主動油缸產(chǎn)生的挖掘力同時滿足下列條件才可能實現(xiàn)：動臂油缸閉鎖條件斗桿油缸閉鎖條件整機與地面附著條件整機穩(wěn)定條件否則，整機能實現(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鏟斗挖掘軌跡是動臂油缸進行挖掘，且鏟斗尖、鏟斗與斗桿鉸點、斗桿與動臂鉸點位于同一直線上；是斗桿油缸進行挖掘，且動臂位于最低，鏟斗尖、鏟斗與斗桿鉸點、斗桿與動臂鉸點位于同一直線上；是動臂油缸全縮，斗桿油缸全伸，鏟斗油缸動作；是斗桿油缸全伸，鏟斗尖到動臂與機架鉸點最近，動臂油缸動作；是動臂油缸和斗桿油缸全伸，鏟斗油缸動作； 是動臂和鏟斗油缸全伸斗桿油缸動作； 是動臂油缸全伸，斗桿油缸全縮以鏟斗進行挖掘。第三章 液壓系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)國家公稱壓力及流量系列, 選用系統(tǒng)壓力為250公斤/厘米2。已計算系統(tǒng)流量為2125升/分。 167。 元件選擇一、油缸的選擇動臂油缸為雙缸，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)型號公稱排量mL/r額定壓力MPa額定轉(zhuǎn)速r/min驅(qū)動功率KW重量Kg容積效率CBB2020145090三、馬達的選擇回轉(zhuǎn)馬達和行走馬達（在上述設(shè)計中已選定）型號均為GQM161600。四、發(fā)動機的選擇 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，為了保證功率儲備，同時考慮到輔助設(shè)備的動力消耗，取發(fā)動機功率： （馬力）查相關(guān)資料，采用4120F型風(fēng)冷柴油機。五、主油管管徑的計算挖掘機液壓系統(tǒng)主油管路的油液流速取為8米/秒。= （厘米）六、油箱容量的計算油箱為開式。=375 （升）167。 系統(tǒng)分析由柴油機驅(qū)動液壓油泵,向工作裝置、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)和行走裝置的執(zhí)行元件輸送液壓油。工作裝置包括動臂、斗桿和鏟斗，分別由液壓缸驅(qū)動；回轉(zhuǎn)機構(gòu)和行走裝置由液壓馬達驅(qū)動。其工作循環(huán)是：以鏟斗切削土壤，裝滿后提升，