【正文】 范、試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)方法。這次設(shè)計(jì)也是畢業(yè)前的最后一次設(shè)計(jì)，很高興我選擇了單斗挖掘機(jī)工作裝置的課題，它使我學(xué)到了很多知識(shí)，也為我繼續(xù)讀研打下了很好的基礎(chǔ)。任老師的幫助使我從一片茫然到歡喜鼓舞，從不懂到理解，漸漸了解課題的設(shè)計(jì)步驟和程序。以后我將更加努力學(xué)習(xí)使自己的專業(yè)水平能不斷提高，將來(lái)能夠做一名好的機(jī)械設(shè)計(jì)人員，為我們的國(guó)家貢獻(xiàn)自己的一份力量。這次設(shè)計(jì)為我繼續(xù)讀研究生打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在作圖過(guò)程中我往周邊工地上跑了好幾次看看挖掘機(jī)工作裝置的構(gòu)造，它們的結(jié)構(gòu)形狀，盡管如此有些內(nèi)部結(jié)構(gòu)也看不到，所以在設(shè)計(jì)圖中有些結(jié)構(gòu)不完美。結(jié)論與展望反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 42 這次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，雖然挖掘機(jī)很常見(jiàn)但我一直沒(méi)對(duì)它在意，甚至連它上面的部件名稱我都不知道，在拿到題目時(shí)我感覺(jué)一片茫然不知所措，開(kāi)始找的資料有些太深?yuàn)W我根本就看不懂，感覺(jué)大腦一片混亂，我才知道自己的水平處于什么位置。如圖所示為 31雙泵雙回路液壓系統(tǒng)圖28圖 31雙泵雙回路液壓系統(tǒng)圖如圖 31所示泵 1和泵 2各自構(gòu)成并聯(lián)回路，兩個(gè)主回路有一條共同的回油回路第一回路：左行走馬達(dá)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)，鏟斗液壓缸第二回路：右行走馬達(dá)，動(dòng)臂油缸，斗桿液壓缸二、同步操作當(dāng)兩主泵分別供油時(shí)，整個(gè)液壓系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)同步操作：回轉(zhuǎn)與動(dòng)臂、斗桿同步；鏟斗分別與動(dòng)臂、斗桿同步。根據(jù)挖掘機(jī)的作業(yè)要求，各個(gè)動(dòng)作的符合大小和動(dòng)作配合，將執(zhí)行元件合理分組是設(shè)計(jì)雙泵雙回路系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。V25.= L （34） 系統(tǒng)分析由電動(dòng)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。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：4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/minZB125,125EV 125 25 2200控制油路采用齒輪泵 CBB20,參數(shù)如下：5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CBB20 20 1450 90三、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。38?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 0301PW??斗桿油缸閉鎖條件 0302整機(jī)與地面附著條件 0304??整機(jī)穩(wěn)定條件 0306PW第 3 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 250Kg/cm2。011()????同理： = t39。設(shè)動(dòng)臂油缸不被拉長(zhǎng)的條件所限制的挖掘阻力為 W01。鏟斗挖掘時(shí)，鏟斗油缸的理論挖掘力： （t） （243）???式中，鏟斗油缸大腔作用面積：F 3 =F1=鏟斗油缸的理論推力： （244）?液壓系統(tǒng)工作壓力：p=250kg/cm 2鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比： 。取 L1=L1min代入數(shù)據(jù)得出 H1max=（圖 220）當(dāng)下置式動(dòng)臂液壓缸全伸或者懸掛式動(dòng)臂液壓缸全縮，斗桿液壓缸全縮，QV 連線處于垂直狀態(tài)下時(shí)可以求得最大卸載高度。243l反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 在保證以上兩個(gè)條件，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式和同斗容的其它機(jī)型的測(cè)繪對(duì)照，初步選定剩余的基本尺寸如下：MK = (m)； MN = (m)；NQ = (m)； FN = l2NQ = （m） ； GF = (m)；由預(yù)選∠GFN = 60176。粗略計(jì)算知斗桿挖掘平均阻力 F3J max = F3J max /2 = 69 KN 挖掘阻力 F3J 所做的功 W3J：W3J = F3J max l3 φ3max （233）= 105165π/180= 105 由圖 44知，鏟斗油缸推力所做的功 W3：W3 = F3 （λ 21）L 3min （234）= 106π55 2106L3min由功的守恒知鏟斗油缸推力所做的功 W3 應(yīng)該等于鏟斗挖掘阻力所做的功 W3J ：W3 = W3J L3min = (m)則 L3max =λ3 L3min =(m) （235）剩余未選定的基本尺寸大部分為連桿機(jī)構(gòu)尺寸，其應(yīng)滿足以下幾個(gè)條件：挖掘力的要求：鏟斗油缸的挖掘力應(yīng)與轉(zhuǎn)斗最大挖掘阻力相適應(yīng)，當(dāng)斗齒尖處于 V1時(shí)，斗桿油缸的理論挖掘力應(yīng)不低于最大挖掘阻力的 80% [1， 7980]。只要推導(dǎo)出 Xv和 Yv的函數(shù)表達(dá)式，那么整機(jī)的作業(yè)范圍就可以確定。實(shí)際計(jì)算較困難。()arcsi()1l? （225）?? 鏟斗相對(duì)于 XY 坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)是 LL 2和 L3的函數(shù)，情況較復(fù)雜。289l?e20= （217）mini8min92min22()()()BlBlLL????e22= （218）axa8ax92ax2m()()()ll斗桿參數(shù)的選擇和計(jì)算查找資料該挖掘機(jī)斗桿的最大挖掘力為 PGmax=根據(jù)公式即 e2max= 9l又有 l2=,l3=,PGmax=e2max= (m)(.68)????假設(shè)斗桿擺角范圍為 90176。 又因： （29）)21(cos1min1??????? （210）11max1 ??得： ,???符合下列幾何條件： （211）?????1,即得： ?????lHYA （212）? （213）?? （214）?這樣，動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的全部參數(shù)初步選出斗桿的位置參數(shù)是 L1和 L2的函數(shù)。取 K4=,α 11=60176。19圖 213反鏟機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)的計(jì)算簡(jiǎn)圖3表 21挖掘機(jī)機(jī)構(gòu)的參數(shù) 機(jī) 構(gòu) 組 成鏟斗 斗桿 動(dòng)臂 機(jī)體參數(shù)分類符 號(hào) 意 義原始參數(shù)l3=QV,l12=MH,l13=MN,l14=HNl24=QK,l25=KV,l29=KHl2=FQ,l9=EF,l10=FG,l11=EG,l15=GN,l16=FN,l21=NQl1=CF,l6=CD,l7=CB,l8=DF,l22=BFl4=CP,l5=CA,l17=CI,l19=CT,l30=CS,l38=JT,l39=JI推導(dǎo)參數(shù)α1=∠NMHα10=∠KQVα4=∠EFGα6=∠GNFα9=∠GFNα7=∠NQFα8=∠NFQα2=∠BCFα3=∠DFCα11=∠CAFα12=∠TCP不難列出動(dòng)臂上任意一點(diǎn)的坐標(biāo)方程。反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 圖 212 設(shè)計(jì)平面直角坐標(biāo)系機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)有:第一類是決定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的必要參數(shù) ,稱為原是參數(shù),這里主要選擇長(zhǎng)度參數(shù)作為原是參數(shù)。反鏟裝置的幾何位置取決于動(dòng)臂液壓缸的長(zhǎng)度 L斗桿液壓缸的長(zhǎng)度 L2和鏟斗液壓缸的長(zhǎng)度 L3.顯然，當(dāng) L1 、L L3為某一組確定值時(shí)反鏟裝置就相當(dāng)于處于一個(gè)確定的幾何位置。于是增大R，使 R= 得出 B=，合適。R、B 及 2 三者與 q之間有以下幾何關(guān)系（圖 211）?18圖 211鏟斗主要參數(shù)示意圖q= （23）21(sin)SRBK??式中土壤松散系數(shù) KS的近似值取 q指堆尖容量，所以裝滿系數(shù)可以不再考慮。反鏟式的鏟斗的形狀、尺寸與其作業(yè)對(duì)象有很大的關(guān)系。如圖 22所示。因此其替換工作裝置較多，替換也方便，一般情況下，下動(dòng)臂可以適應(yīng)各種工作裝置的要求，不需要拆換。整體式彎動(dòng)臂與整體式直動(dòng)動(dòng)臂相比各有優(yōu)缺點(diǎn)，它們分別適用于不同的作業(yè)條件。它的缺點(diǎn)是替換工作裝置較少，通用性較差。 5t 60KW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：線尺寸參數(shù)： Li=kl3G面積參數(shù)： Si=ksi32G體積參數(shù)： Vi= vi (12)式中， kli， si， vi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。整機(jī)重量：是指帶標(biāo)準(zhǔn)反鏟或正鏟工作裝置和標(biāo)準(zhǔn)行走裝置時(shí)的整機(jī)工作質(zhì)量。其構(gòu)造特點(diǎn)是各部件之間的聯(lián)系全部采用鉸接，通過(guò)液壓缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)挖掘過(guò)程中的各種動(dòng)作。圖 15為反鏟式挖掘機(jī)5圖 15反鏟式挖掘機(jī)反鏟裝置是中小型液壓挖掘機(jī)的主要工作裝置。斗裝滿后，將斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸停動(dòng)并操縱動(dòng)臂液壓缸大腔進(jìn)油，使動(dòng)臂升離挖掘面，隨之接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)，使斗轉(zhuǎn)到卸載地點(diǎn)，再操縱，斗桿和鏟斗液壓缸回縮，使鏟斗反轉(zhuǎn)進(jìn)行卸土。圖 14所示為液壓挖掘機(jī)最常用的工作裝置——反鏟裝置。并且采用液壓分配器及各種控制閥來(lái)控制各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。行走裝置：由車架、支重輪、托鏈輪、導(dǎo)向輪、張緊裝置、履帶、行走機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)接頭等組成 。 單斗液壓挖掘機(jī)的基本組成單斗液壓挖掘機(jī)為了實(shí)現(xiàn)以上周期工作，液壓挖掘機(jī)必須有以下基本結(jié)構(gòu)：工作裝置、回旋機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置（液壓部分） 、操作裝置、行走裝置等。單斗挖掘機(jī)是一種采用液壓傳動(dòng)并以一個(gè)鏟斗進(jìn)行挖掘作業(yè)的機(jī)械。 按照動(dòng)力裝置，挖掘機(jī)有電驅(qū)動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和符合驅(qū)動(dòng)等，以一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)帶支挖掘機(jī)全部機(jī)構(gòu)為單機(jī)驅(qū)動(dòng)式，以若干發(fā)動(dòng)機(jī)分別帶動(dòng)各個(gè)主要機(jī)構(gòu)為多驅(qū)動(dòng)式。節(jié)能環(huán)保成工程機(jī)械發(fā)展方向：節(jié)能減排、綠色環(huán)保已成為每個(gè)行業(yè)的熱點(diǎn)話題，工程機(jī)械行業(yè)也不例外，中國(guó)工程機(jī)械企業(yè)紛紛推出蘊(yùn)含“技術(shù)創(chuàng)新” 、 “環(huán)保”、 “再制造”等概念的新產(chǎn)品，意味著整個(gè)行業(yè)向綠色、智能轉(zhuǎn)型的同時(shí)，節(jié)能減排、綠色環(huán)保已經(jīng)滲入到整個(gè)行業(yè)的發(fā)展中。由于國(guó)內(nèi)對(duì)液壓挖掘機(jī)需求量的不斷增加且多樣化，在國(guó)有大、中型企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，牽動(dòng)了一些其他機(jī)械行業(yè)的制造廠加入液壓挖掘機(jī)行業(yè)。稍后幾年，杭州重型機(jī)械廠引進(jìn)德國(guó)德瑪克(Demag)公司的 H55 和 H85 型液壓挖掘機(jī)生產(chǎn)技術(shù)，北京建筑機(jī)械廠引進(jìn)德國(guó)奧加凱(0amp。中、小型液壓挖掘機(jī)已形成系列，斗容有 ～ m3等 12 個(gè)等級(jí)、20 多種型號(hào)，還生產(chǎn) 10m12m 3機(jī)械傳動(dòng)單斗挖掘機(jī)，1m 3隧道挖掘機(jī)，4m 3長(zhǎng)臂挖掘機(jī)，1000m 3／h 的排土機(jī)等，還開(kāi)發(fā)了斗容量 ，斗容、 m m 3的水陸兩用挖掘機(jī)等。早期開(kāi)發(fā)成功的產(chǎn)品主要有上海建筑機(jī)械廠的 WYl00型、貴陽(yáng)礦山機(jī)器廠的 W460 型、合肥礦山機(jī)器廠的 WY60 型挖掘機(jī)等。的機(jī)械式單斗挖掘機(jī)至今，大體上經(jīng)歷了測(cè)繪仿制、自主研制開(kāi)發(fā)和發(fā)展提高等三個(gè)階段。Motion analysis。　　反鏟裝置作為單斗挖掘機(jī)工作裝置的一種主要形式，在工程實(shí)踐中占有重要地位。提交的成果：（1）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）正文；（2）挖掘機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)圖和工作循環(huán)圖；液壓系統(tǒng)工作原理圖，相關(guān)的計(jì)算程序。安徽工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專 業(yè)： 車輛 工程 題 目：反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) Backhoe digging institutions design of antishovel excavator作 者 姓 名 ： 導(dǎo) 師 及 職 稱 ： 導(dǎo)師所在單位： 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 2022年 6 月 16 日反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 安徽工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書2022 屆 機(jī)械與汽車工程學(xué)院車輛工程專業(yè)學(xué)生姓名： Ⅰ 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目中文：反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)英文：Backhoe digging institutions design of antishovel excavatorⅡ 原始資料一、設(shè)計(jì)任務(wù):設(shè)計(jì)反鏟式挖掘機(jī)挖掘機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)參數(shù)：斗容： 立方米；整機(jī)重量 5噸；發(fā)動(dòng)機(jī)功率 60千瓦。本課題研究的主要內(nèi)容：挖掘機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)；挖掘機(jī)構(gòu)詳細(xì)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；各部分基本尺寸的計(jì)算與驗(yàn)證；機(jī)構(gòu)中主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；液壓缸與液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，單斗挖掘機(jī)的需求量將逐年大幅度增長(zhǎng)，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用將越來(lái)越顯著。關(guān)鍵詞：反鏟式挖掘機(jī)；運(yùn)動(dòng)分析；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；液壓系統(tǒng)Backhoe digging institutions design of antishovel excavatorAbstractAntishovel dou excavator is a kind of important engineering machinery, widely used in building, road engin