【正文】 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 圖 38 鏟斗主參數(shù)示意圖 鏟斗上兩個鉸點(diǎn) K 與 Q 的間距 24l （圖 3－ 7）太大將影響鏟斗傳動特性，太小則影響鏟斗結(jié)構(gòu) 剛度，一般取特性 2k =324ll =～ ,取 2k ＝ ＝324ll＝＝ ， R =,得出 24l =。 斗形尺寸計算 根據(jù)鏟斗主要參數(shù)可進(jìn)一步設(shè)計計算斗形其尺寸，如圖 39所示?！?30176。常見鏟斗斗形參數(shù)參考表 31② 。 3x =。 。 H ＝ L =. 圖 39 反鏟斗計算尺寸 初選斗齒的幾何形狀 鏟斗的幾何形狀應(yīng)對挖掘比阻力達(dá)到最小值。 齒長 l ＝ q ＝ 3 ＝ 。通常，挖掘Ⅱ～Ⅲy= ax2+bx+cβλδly=K 3(X R′)X 3X 2X 1y=k 1xCXOG AYmR′R D 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 級土壤，齒尖顯著磨鈍后，挖掘阻用將增加 50～ 100%。通常，挖 Ⅰ～Ⅲ級土?xí)r，斗切削角為? ＝ 20176。后角 ? 不應(yīng)小于 5176。 又根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計算法，參考表 13 機(jī)體尺寸和工作尺寸經(jīng)驗(yàn)系數(shù)表 ① ，線尺寸參數(shù) : 1L = Lik 3G m 得出 :最大挖掘半徑 — R 1 = 35 =； 最大挖掘深度 — H max1 = 35 =； αβAAflLqBHaBBγb 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁 最大卸載高度 — H max3 ＝ 35 =； 據(jù)統(tǒng)計，最大挖掘半徑 R 1 值一般與 l 1+ l 2 + l 3 的和值很接近。； l 1— 前面已算出為 ； 3K — 動臂轉(zhuǎn)折處的長度比 ZCZF ，一般根據(jù)結(jié)構(gòu)和液壓缸鉸點(diǎn) B 的位置來考慮， 初步設(shè)計取 3K ＝～ ，取 3K ＝ ； 圖 311 動臂實(shí)際尺寸 5176。 如圖 3－ 11 所示。 加大 11? 會使減小或使 H max1 增大，這下符合反鏟 作業(yè)要求，因此基本用作反鏟的小型機(jī)取 11? ＞ 60176。 . 本設(shè)計中?。?832 ??－ ） max ＝ 170176。根據(jù)已知∠ CZF＝ 176。； max1? ＝ 176。 min1L 經(jīng)計算得出： ? ＝ ； ? ＝ ； min1L =； max1L ＝ ； 7l = 得到的結(jié)果符合下列幾何條件： ? +? =≥ ? ； |? ? ︳ =≤ 1 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 30 頁 斗桿機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇 第一步計算斗桿挖掘阻力： 斗桿挖掘過程中，切削行程較長，切土厚度在挖掘過程中視為常數(shù)，一般取斗桿在挖掘過程中總轉(zhuǎn)角 g? =50176。 斗桿 2l 與鏟斗 3l 和 minFV 之間，為了滿足開挖和最后卸載及運(yùn)輸狀態(tài)的要求，鏟斗的總轉(zhuǎn)角往往要達(dá)到 150176。設(shè) zee 220? ,則 9m a x29m a x220 2c o sllee ?? ＝2cos max2? 由圖 3－ 13，取 zee 220? ，求得 12s i n22m a x29m i n2 ?? ??lL ＝ － ??? ＝ （其中斗桿擺角范圍大致在 105176。根據(jù)鏟斗六連桿機(jī)構(gòu)的要求，借助電子計算機(jī)選出可行的方案： ?QN ； ?MH ； ?NM ； ?HK ； ?HN 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 33 頁 4 挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計 按照液壓挖掘機(jī)工作裝置和各個機(jī)構(gòu)的傳動要求，把各種液壓元件用管路有機(jī)地連接起來的組合，稱為挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。壓力控制閥又分為溢流閥（安全閥）、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向。控制元件（即各種液壓閥）在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。 一個完整的液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。取 max2? ＝ 105176。 322m i n2322230c os ll FVll ?? ???＝ ＝ 2m in22 ?? ?? FV 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 31 頁 計算得： min6r ＝ minFV ＝ 把 0K 、 q 、 min6r 、 g? 、 sK 代入式 312得 3m a x1 ???? ??gW＝ 第二步確定斗桿液壓缸的最大作用力臂。 ,取 g? ＝ 65176。； 由于履帶總高＝ 由圖 312得最大卸載高度的表達(dá)式為 ）＋＋＝ 211m a x11115Am a x3 s i n (s i nYH ???? ??ll 32118m a x1m a x322 )180s i n ( ll ??????? ????? （ 34） 由 圖 313 得最大挖掘深度絕對值的表達(dá)式為 AYllllH ??????? 1152m i n111123m a x1 s i n)s i n ( ???? （ 35） 將這兩式相加，消去 5l ， 并令 A ＝ 11? ＋ 2? ， B ＝ A + 8? max32? ，得到： α 11α 32 － α 8XYOH 3 m axl 3VQFB Zl 1UL 1m axAy Al 5Cα 2θ max 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 28 頁 H max1 ＋ Hmax3－ l 1［ )sin( max1 A?? ?sin( min1 A)］ +2l ［ )Bsin( max1 ?? 1］ =0 （ 36） 又特性參數(shù)： 4K ＝min11max1sinsin ?? ? （ 37） 圖 313 最大挖掘深度時動臂機(jī)構(gòu)計算簡圖 因此 ?sin min1 ＝14max1sin ??K ?cos min1 =2124 max12sin(1??K?) （ 38） 將上式代入式（ 36）則得到一元函數(shù) f( max1? )=0。動臂單液壓缸在動臂上的鉸點(diǎn)一般置于動臂下翼加耳座上， 圖 312 最大卸載高度時動臂機(jī)構(gòu)計算簡圖 B 在 Z 的下面。 斗桿液壓缸全縮時 CFQ? = 832 ??－ 最大（圖 3－ 12 ）， 常 選 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 27 頁 max832 )( ?? － =160176。 本設(shè)計中取 4K ＝ 1。140176?！?140176。 。（較大值適用于硬土，小值適用于一般土），常用切削角為 ?＝ 30176。 斗齒做成楔入式或組合式，以便快速更換和修補(bǔ)。 另外齒尖應(yīng)保持銳利，否則挖掘阻力將急劇增加。斗齒在鏟斗上的布置（齒寬和齒距）也是一個重要參數(shù) 為使斗側(cè)壁不參與切削，鏟斗應(yīng)裝有側(cè)齒。 。m =。 斗形尺寸根據(jù)比 擬法 b =(已知 )、 DR =(已知 ), 得出： 1x =?！?50176。 A 點(diǎn)至直線 EB的距離為 H ，拋物線定點(diǎn) 高度為 L ，一般取 H ＝ L ?！?115176。取 ?2 ＝ 95176。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 圖 37 反鏟機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)的計算簡圖 aaaaaaaaaallllllllllllllllllllllllLLLV FK QNHMGEDBZCATJIlll 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 20 頁 反鏟機(jī)構(gòu)各部分原始參數(shù)、推導(dǎo)參數(shù)和部分特性參數(shù)見表 32 所示。 5．根據(jù)液壓缸系統(tǒng)壓力、流量、系統(tǒng)回路供油方式、工廠制造條件和三化要求等確定各液壓缸缸數(shù)、缸徑、全伸長度與全縮長度之比 ? 。從作業(yè)范圍看，在挖高、挖深與挖掘半徑均相同的條件下， 1K 愈大作業(yè)范圍愈窄，從挖掘方式看 1K 大宜用于斗桿挖掘?yàn)橹鳎蚱鋭偠容^易保證。 1K 在 ～ 2 之間稱為中間比例方案。 前面已確定采用整體式斗桿。 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 的形狀。176。以反鏟為主的通用裝置應(yīng)保證反鏟使用要求，并照顧到其它裝置的性能。因此，目前一般取位置Ⅰ至位置Ⅱ的轉(zhuǎn)角為 30176。 ③鏟斗從位置Ⅰ到位置Ⅱ時 （圖 3－ 6），鏟斗油缸作用力臂最大，這里能得到斗齒最大切削角度的 1/2左右，即當(dāng)鏟斗挖掘深度最大時，正好斗齒挖 圖 36 鏟斗擺角范圍 掘力也最大。當(dāng)鏟斗油缸全縮時，鏟斗與斗桿軸線夾角（在軸線上方）應(yīng)大于 10176。鏟斗的擺角范圍一般取 140176。 鏟 斗油缸的布置 確定鏟斗油缸鉸點(diǎn)應(yīng)考慮以下因素。在斗桿油缸和轉(zhuǎn)斗油缸同時伸出最長時，鏟斗前壁和動臂之間的距離應(yīng)大于 10cm。油缸力臂最大時產(chǎn)生的最大斗齒挖掘力應(yīng)大于要求克服的最大挖掘范圍可以取得越小一些。 斗桿油缸的布置 確定斗桿油缸鉸點(diǎn)、行程及斗桿力臂比時應(yīng)該考慮下列因素。在最大深度處挖掘時，采用鏟斗挖掘而還是斗桿挖掘 ，這樣得到的最大挖掘深度為 2h ′＞ 2h 。此外，在后傾方案中，動臂 EF 部分往往比前傾方案的長，因此動臂所受彎矩也比a) b)c)2121 d) 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 34 動臂油缸前傾布置方案 圖 35 動臂油缸后傾布置方案 ′ 中國礦業(yè)大學(xué) 07 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 較大。 ①油缸前傾布置方案，如圖 3－ 4 所示，動臂油缸與動臂鉸接于 E 點(diǎn)。 本設(shè)計中選用圖 3－ 3b 的連接方式。圖 3－ 3c的機(jī)構(gòu)傳動比與 b差不多， 圖 3－ 2 斗齒安裝方式 但鏟斗擺角位置順時針方向轉(zhuǎn)動了一個角度。 確定斗齒安裝方式 目前，國產(chǎn)挖掘機(jī)斗齒安裝方式主要有兩類，斗容量 q ≤ 時多采用螺栓連接（圖 3－ 2a），斗容量 q ≥ 時時多采用橡膠卡銷結(jié)構(gòu)（圖 3－ 2b）。當(dāng)此比值大于 50： 1 時顆粒尺寸的影響可不考慮，視物料為勻質(zhì)。 2．要使物料易于卸凈。而對頁巖作業(yè)效果就大不一樣，其中一個鏟斗的切削前緣中間略微凸出，不帶側(cè)齒，側(cè)臂略呈凹形，這些因素使頁巖挖掘阻力降低。為了滿足各種特定情況，盡可能提高作業(yè)效率，通用反鏟裝置常配有甚至十多種斗容量不同，結(jié)構(gòu)形式各異的鏟斗。 確定斗桿的結(jié)構(gòu)形式 斗桿也有整體式和合式兩種，大多數(shù)挖掘機(jī)都采用整體式斗桿，當(dāng)需要調(diào)節(jié)斗桿長度或杠桿時采用更換斗桿的辦法，或者在斗桿上設(shè)置 2～ 4個 可供調(diào)節(jié)時選擇的與動臂端部鉸接的孔。 3．裝車運(yùn)輸比較方便。當(dāng)采用螺栓或連桿連接時調(diào)整時間只需十幾分鐘，采用液壓缸連接時可以進(jìn)行無級調(diào)節(jié)。 組合式動臂一般都為彎臂形式。為了擴(kuò)大機(jī)械通用性，提高其 利用率。 圖 31 整體式直動臂 采用整體式彎動臂有利于得到較大的挖掘深度，它是專用反鏟裝置的常見形式。 ⑥在液壓系統(tǒng)中采用先進(jìn)的自動控制技術(shù)，提高液壓挖掘機(jī)的技術(shù)性能指標(biāo)，使液壓挖掘機(jī)具有節(jié)能、高效和自動適應(yīng)負(fù)載變化的特點(diǎn)。 ②液壓系統(tǒng)和液壓元件在大負(fù)載和劇烈振動沖擊作用下，應(yīng)具有足夠的可靠性。 ④保證液壓挖掘機(jī)工作安全可靠，對各機(jī)構(gòu)及液壓執(zhí)行元件應(yīng)具有完善的安全保護(hù)措施。 液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)應(yīng)滿足的作業(yè)動作要求如下。 由于挖掘機(jī)的作業(yè)對象和工作條件變化較大，主機(jī)的工作有兩項(xiàng)特殊要求： ① 實(shí)現(xiàn)各種主要動作時，阻力與作