【正文】 ?? lle e （ 212） 由圖 213，取 e20=e2max，求得 ： i 2s i n22m a x29m i n2 ???????? ??lL m （其中斗桿擺角范圍大致在 105176。在這轉(zhuǎn)角過(guò)程中，鏟斗被裝滿，這時(shí)半齒的實(shí)際行程為： grs ?? 其中： r6— 斗桿挖掘時(shí)的切削半徑， r6=FV； a x ????? llFV m 斗桿挖掘時(shí)的切土厚度 hg 可按下式計(jì)算： SgSg BKrqB SKqh ??? 斗桿挖掘阻力為： sggg KrqKBhKW ?6001 01 ?? (211) 式中 K0—— 挖掘比阻力，由表 0?10 查得， K0＝ 20（Ⅲ級(jí)土壤以下） KS—— 土壤松散系數(shù)近似值取 ?11?。；由于履帶總高 3 ?? ，近似取 YA=) 然后，解下面的聯(lián)立方程，可求 σ和 ρ： ???????? ??????????? ??????????? ??? 57 2 m a x125272257 2 m i n12527m i n1 2c os2 12c os ll Lllarar cll Lllar ????? 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 21 ???????? ??? ?? ??? 2 222ar c (210) ?5min1 lL ? min1max1 LL ?? ? min11 . LL ??? 經(jīng)計(jì)算得出： ?=； ?=； L1min=； L1max=； l7= 得到的結(jié)果符合下列幾何條件： ??? ??? ； ??? ?? ?10?。 由圖 210 得最大卸載高度的表達(dá)式為 ： 3 m a x A 5 1 1 1 1 m a x 1 1 2H Y sin sin(ll? ? ? ???＝ ＋ ＋ ） 32118m a x1m a x322 )1 8 0s i n ( ll ???????? ????? （ 24） 哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 19 圖 210 最大卸載高度時(shí)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 由圖 211 得最大挖掘深度絕對(duì)值的表達(dá)式為 AYllllH ??????? 1152m i n111123m a x1 s i n)s i n ( ???? (25) 將這兩式相加，消去 l5， 并令 A＝ ?11＋ ?2， B＝ A+?8?32max，得到： ? ? ? ?? ?? ?? ?01s i n s i ns i nm a x12 m i n1m a x11m a x3m a x1 ??? ?????? Bl AAlHH ? ?? (26) 又特性參數(shù)： min11max14 sinsin ?? ??K (27) 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 20 圖 211 最大挖掘深度時(shí)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 14m ax1m in1 sinsin ??? K? 2124 m a x12m in1 s in(1c os ??? K??) （ 28） 將上式代入式 (27)則得到一元函數(shù) f(?1max)=0。初定 ∠ BCZ＝ 5176?！?80176。 ?11 的取值對(duì)特性參數(shù) K最大挖掘深度 H 1max和最大挖高 H 2max有影響。取 ?1＝ 140176。 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇 由于鏟斗容量 q＝ ,根據(jù)國(guó)內(nèi)外液壓挖掘機(jī)有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)類比法，選出參數(shù)機(jī)重 G＝ 5t。（較大值適用于硬土，小值適用于一般土），常用切削角為?＝ 30176。因此，為避免這種超載挖掘，應(yīng)及時(shí)更換或在齒刃口上堆焊硬質(zhì)合金層 ， 斗齒做成楔入式或組合式，以便快速更換和修補(bǔ)。 一般齒寬： 0 6 3 ???? qb m； 齒長(zhǎng)： 1 5 3 ???? ql m； 齒距為： ? ? ? ? ???? ba m； 取 a= 斗前臂與切削面的間隙?。?? == 又由于鏟斗寬度 B=,齒寬與齒距之和為 a+b 因此 ： 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 16 ??? ba B 斗裝有 3 個(gè)齒。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 15 圖 27 反鏟斗計(jì)算尺寸 鏟斗的幾何形狀應(yīng)對(duì)挖掘比阻力達(dá)到最小值。 斗形尺寸根據(jù)比擬法 D=(已知 )、 RD=(已知 )， 得出： ?1=； ?2=； ?3=； R=； m=； ?=40176?！?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。取哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 14 2?=95176。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 13 表 22 反鏟機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)表 參數(shù)分類 機(jī) 構(gòu) 組 成 鏟斗 斗桿 動(dòng)臂 符 號(hào) 意 義 原始參數(shù) l3=QV， l12=MH， l13=MN， l14=HN， l24=QK， l25=KV， l29=KH l2=FQ， l9=EF， l10=FG， l11=EG， l15=GN， l16=FN， l21=NQ l1=CF， l6=CD l7=CB， l8=DF， l22=BF 推導(dǎo)參數(shù) α9＝ ∠ NMH α10＝ ∠ KQV α4＝ ∠ EFG α5＝ ∠ GNF α6＝ ∠ GFN α7＝ ∠ NQF α8＝ ∠ NFQ α2＝ ∠ BCF α3＝ ∠ DFC 特性參數(shù) K2=324ll ， l3 K2=92ll ， l3 K2=4142ll l3α1＝ ∠ CZF σ=57ll K1=21ll 備注 L2— 斗桿長(zhǎng) l1— 動(dòng)臂長(zhǎng) α1— 動(dòng)臂彎角 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?這里令 ?=?max 是鏟斗的四個(gè)主要參數(shù)。 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(zhǎng)度與全縮長(zhǎng)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， K1 愈大作業(yè)范圍愈窄，從挖掘方式看 K1 大宜用于斗桿挖掘?yàn)橹?，因其剛度較易保證。 K1 在 ～ 2 之間稱為中間比例方案。前面已確定采用整體式斗桿。 反鏟裝置總體方案的選擇包括以下 方面： 1．動(dòng)臂及動(dòng)臂液壓缸的布置 確定用組合式或整體式動(dòng)臂，以及組合式動(dòng)臂的組合方式或整體式動(dòng)臂的形狀。在這個(gè)角度范圍內(nèi)可以照顧到鏟斗在挖掘過(guò)程中能較好地適應(yīng)挖掘阻力的變化，又可以使鏟斗在開始挖掘時(shí)就有一定的挖掘力 ?6?。在許多情況下，特別是進(jìn)行復(fù)合動(dòng)作挖掘時(shí)，鏟斗的切削轉(zhuǎn)角一般都小于 100176。～ 25176。～ 160?，在特殊作業(yè)時(shí)可以大于 180176。 1．保證轉(zhuǎn)斗挖掘時(shí)產(chǎn)生足夠大的斗齒挖掘力，即在鏟斗油缸全行程中產(chǎn)生的斗齒挖掘力應(yīng)大于正常工作情況下的挖掘阻力。一般來(lái)說(shuō)，斗桿越長(zhǎng)，則其擺角范圍可以取得越小一些。 2．保證斗桿的擺角范圍。 1．保證斗桿油缸產(chǎn)生足夠的斗齒挖掘力。 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 10 圖 24 動(dòng)臂油缸前傾布置方案 顯然，不論是動(dòng)臂油缸前傾還是后傾方案，當(dāng) C、 D 兩鉸點(diǎn)位置和CE 長(zhǎng)度均不變時(shí)，通過(guò)加大動(dòng)臂油缸長(zhǎng)度可以增大動(dòng)臂仰角，從而增大最大挖掘高 度，但會(huì)影響到最大挖掘深度。以上為動(dòng)臂油缸后傾方案的缺點(diǎn)。當(dāng)動(dòng)臂油缸全伸出，將動(dòng)臂舉升至上極限位置，動(dòng)臂油缸軸線向轉(zhuǎn)臺(tái)前方傾斜。 哈爾濱理工大學(xué)專科生畢業(yè)論文 9 圖 23 鏟斗與鏟斗液壓缸的連接方式 確定動(dòng)臂、斗桿、鏟斗油缸的鉸點(diǎn)布置 反鏟工作裝置實(shí)際上是多個(gè)連桿機(jī)構(gòu)的組合。圖 c 的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比與 b 差不多，但鏟斗擺角位置 順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)角度。 作業(yè)條件 鏟斗編號(hào) 鏟斗充滿時(shí)間(s) 生產(chǎn)率（ 10kN/h） 效率（ %） 在 頁(yè) 砂中作業(yè) 鏟斗 1 鏟斗 2 100 哈爾濱理工大學(xué)?？粕厴I(yè)論文 8 本次設(shè)計(jì)斗容量為 m3挖掘機(jī)，所以斗齒安裝方式為螺栓連接 ?5?。 （ 4） 裝設(shè)斗齒有利于增大鏟斗與物料剛接觸時(shí)的挖掘線比壓，以便切入或破碎阻力較大有物料。用于粘土的鏟斗卸載時(shí)不易卸凈，因此延長(zhǎng)了作 業(yè)循環(huán)時(shí)間，降低了有效斗容量。另一個(gè)鏟斗的情況則相反。 目前，對(duì)鏟斗結(jié)構(gòu)形式的研究還處于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)或模型試驗(yàn)階段，未建立起較系統(tǒng)的理論。有些反鏟采用組合式斗桿。 4． 由于上述優(yōu)點(diǎn)，組合式動(dòng)臂結(jié)構(gòu)雖比整體式動(dòng)臂復(fù)雜，但得到了較廣泛的應(yīng)用。 2． 較合理地滿足各種類型作業(yè)裝置的參數(shù)和結(jié)構(gòu)要求，從而較簡(jiǎn)單地解決主要構(gòu)件的統(tǒng)一化問(wèn)題。其組合方式有兩類，一類用輔助連桿（或液壓缸）連接，另一類用螺栓連接。往往需要配備幾套完全不通用的工作裝置。整體式彎動(dòng)臂在彎曲處的結(jié)構(gòu)形狀和強(qiáng)度值得注意，有時(shí)采用三節(jié)變動(dòng)臂有利于降低彎曲處的應(yīng)力集中。 確定動(dòng)臂、斗桿、鏟斗的結(jié)構(gòu)形式 確定動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)形式 動(dòng)臂是工作裝置中的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往決定于動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)形式。 5．作業(yè)條件復(fù)雜，使用情況多變時(shí)應(yīng)考慮工作裝置的通用性?？紤]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并注意到結(jié)構(gòu)參數(shù)受結(jié)構(gòu)碰撞限制等的可能性。 在實(shí)際工作中，熟練的液壓挖掘機(jī)人員可根據(jù)實(shí)際情況，合理操縱各個(gè)液壓缸，往往是各液壓缸聯(lián)合工作，實(shí)現(xiàn)最有效的挖掘作業(yè)。反鏟液壓挖掘機(jī)的工作過(guò)程為，先下放動(dòng)臂至挖掘位置，然后轉(zhuǎn)動(dòng)斗桿及鏟斗，當(dāng)挖掘至裝滿鏟斗時(shí)，提升動(dòng)臂使鏟斗離開土壤，邊提升邊回轉(zhuǎn)至卸載位置，轉(zhuǎn)斗卸出土壤，然后再回轉(zhuǎn)至工作裝置開始下一次作業(yè)循環(huán)。斗桿 4 鉸接于動(dòng)臂的上端，可繞鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，斗桿與動(dòng)臂的相對(duì)轉(zhuǎn)角由斗桿液壓缸 3控制，當(dāng)斗桿液壓缸伸縮時(shí)，斗桿即可繞動(dòng)臂上鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。 本次設(shè)計(jì)概訴 本文通過(guò)對(duì)挖掘機(jī)的機(jī)械機(jī)械手臂的觀察和了解，對(duì)挖掘機(jī)機(jī)械手臂進(jìn)行研究，對(duì)挖掘機(jī)的動(dòng)力臂尺寸設(shè)計(jì)，鏟斗容量等進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)與循環(huán)工作。但總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)挖掘機(jī)生產(chǎn)的批量小、分散，生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量等與國(guó)際先進(jìn)水平相比，有很大的差距。sup3 ； 的 船 用 液 壓 挖 掘 機(jī) ， 斗 容 量 amp。sup3； 以及大型礦用 10mamp。它們?yōu)槲覈?guó)液壓挖掘機(jī)行業(yè)的形成和發(fā)展邁出了極其重要的一步。由于當(dāng)時(shí)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，先后建立起十多家挖掘機(jī)生產(chǎn)廠。輪胎式行走裝置隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，廣泛用于小型挖掘機(jī) ?1?。 19 世紀(jì) 70 年代經(jīng)過(guò)改進(jìn)的蒸汽鏟正式生產(chǎn)并應(yīng)用于露天礦剝離。 國(guó) 內(nèi)外 的發(fā)展與現(xiàn)狀 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的液壓挖掘機(jī)生產(chǎn)較早，產(chǎn)品線齊全， P 技術(shù)成熟。 所以，挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對(duì)于減輕工人繁重的體力勞動(dòng)，提高施工機(jī)械化水平，加快施工進(jìn)度，促進(jìn)各項(xiàng)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都 起著很大的作用。在鐵路、公路建設(shè)中，用來(lái)挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝等 。液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)一樣，在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機(jī)械設(shè)備。目前液壓挖掘機(jī)已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)