【正文】 .............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 最大 切土深度與最大提鏟高度 的確定 ............ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 整機(jī)牽引性能分析 ............................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 傳動(dòng)系統(tǒng) ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 電氣系統(tǒng) ............................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 頂推梁與臺(tái)車架的鉸點(diǎn)位置的確定 ................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致 謝 .................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 第 1章 緒論 課題背景 推土機(jī) 作為鏟土運(yùn)輸機(jī)械中最具代表性的機(jī)種之一 ，它的發(fā)展代表了一個(gè)國(guó)家工程機(jī)械設(shè)計(jì)、制造的水平，因此在國(guó)內(nèi)外企業(yè)界都受到高度重視。繼完成提高整機(jī)可靠性任務(wù)之后，技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)在于增加產(chǎn)品的電子信息技術(shù)含量和智能化程度，努力完善產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，改善駕駛?cè)藛T的工作條件，向節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展。 1958 年，天津建筑機(jī)械廠在前蘇聯(lián)斯大林 80 履帶式拖拉機(jī)的基礎(chǔ)上成功地研制出了推土工作裝置，這是我國(guó)的第一臺(tái)推土機(jī) — 移山 E80 履帶式推土機(jī)。通過對(duì)進(jìn)口樣機(jī)的研究，國(guó)內(nèi)企業(yè)開始探索借鑒進(jìn)口產(chǎn)品的技術(shù)改進(jìn)我國(guó)推土機(jī)的部分結(jié)構(gòu)，包括將工作裝置的絞盤控制改為液壓控制，在仿制改進(jìn)過程中也逐漸形成了一支自己的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍，以日本小松的D80A D80A1 D80A15 等為樣機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)了 88kw（ 120 馬力）、 103kw（ 140馬力）和 110kw（ 150 馬力）等不同功率的履帶式推土機(jī)。液力機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)很快成熟并成為主流傳動(dòng)形式。鄭工集團(tuán)開發(fā)出了 TLK220 高速輪式推土機(jī)新產(chǎn)品，已通過了國(guó)家工程機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心嚴(yán)格的性能測(cè)試和 1200h 的可靠性試驗(yàn)，并通過了技術(shù)鑒定。 推土裝置是履帶式推土機(jī)的重要部件 , 其設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)劣將直接影響到推土機(jī)的性能。 履帶式推土機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)： 推土 工作裝置是推土機(jī)的重要組成部分。 推土 工作 裝置的推土鏟、頂推臂、提升油缸、傾斜油缸等組 成多自由度的空間機(jī)構(gòu) , 它們之間存在密切的關(guān)聯(lián)因素 , 其鉸點(diǎn)位置的變化將會(huì)影響到推土裝置的性能。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)大學(xué)四年中所學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行一次重新的理解和運(yùn)用，增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，拓展自己的視野。先將堅(jiān)硬土質(zhì)用松土器松散之后，再用推土鏟進(jìn)一步鏟掘和攤運(yùn)。推土鏟安裝在推土機(jī)的前端，當(dāng)推土機(jī)處于運(yùn)輸工況時(shí)，推土鏟被液壓油缸提起；推土機(jī)進(jìn)入作業(yè)工況時(shí)液壓油缸降下推土鏟，將鏟刀置于地面，向前可以推土，向后可以平地 [3]。而 U 形推土鏟的集土、運(yùn)土能力較大。復(fù)合型推土鏟除了有圓弧段外，還有直線段，直線段大多在下部，也可以在上部。 推土鏟的斷面結(jié)構(gòu)形式 推土機(jī)斷面的結(jié)構(gòu)形式有開式、半開式、閉式三種形式，如圖 22 所示小型推土機(jī)一般采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的開式推土鏟；中型推土機(jī)長(zhǎng)采用半開式推土鏟；大型以上推土機(jī)作業(yè)條件惡劣，為保證足夠的強(qiáng)度和剛度，需要采用閉式推土鏟。 gH 可按經(jīng)驗(yàn)公式確定 KPKPg FFH 5500 3 ?? （ 21） 式中： KPF — 為推土機(jī) 在推土作業(yè)速度下所能發(fā)揮的有效牽引力，以 10KN 為單位。 當(dāng)鏟刀高度確定以后，可以用經(jīng)驗(yàn)公式確定鏟刀寬度 gB 的值。通過試驗(yàn)得出結(jié)論： δ 在 ?20 ～ ?30 時(shí)切削的阻力最小。取 δ=52176。取 α = ?33 。 K? 過大，會(huì)使土壤里開上緣時(shí)不能向前翻滾； K? 過小，必然要減小推土鏟上部的曲率半徑，這就增加了土壤沿推土鏟向上滑動(dòng)的阻力，也增加了土壤對(duì)推土鏟的法向壓力，從而增加了土壤黏結(jié)在推土鏟上的可能性。一般取 ε=75176。 (5)擋土板安裝角 Z? 是指推土鏟上部擋土板與地面的夾角。 (6)擋土板回轉(zhuǎn)角 φ 是指在水平面內(nèi)，推土鏟與推土機(jī)縱向軸線的夾角。有了 ? 角，能使 7 推土機(jī)在坡地上橫向推出水平切面，以及在平地上推出橫坡。 推土鏟曲率半徑 推土鏟曲率半徑 R 是決定推土鏟形狀的重要參數(shù)之一。通常取 R= gH 。 取垂直高度470)~( ?? gBh mm。 ② 在側(cè)傾油缸作用下 , 右頂推梁僅繞著橫銷軸O1O2軸線轉(zhuǎn)動(dòng) , 忽略其橫向擺動(dòng) [17]。先繞 X 軸轉(zhuǎn) θ角 , 再繞 Z 軸轉(zhuǎn) α角 , 轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣為 ?????????????????????????c o ss in0c o ss inc o sc o ss ins ins ins inc o sc o sI （ 27） 9 θβ 圖 25 右頂推梁部分計(jì)算簡(jiǎn)圖 式中： 22a r c s in ZsZ????? 222a r c s in ZXsX ???? ??? 設(shè) b 為鏟刀兩尖角點(diǎn)橫向的寬度，當(dāng)鏟刀平放時(shí)，左 右兩尖角點(diǎn)坐標(biāo)差為：0??X ， bY?? ， 0??Z 。 φ 2φ 1φ 4 1活塞桿 2油剛體 3頂推梁 4機(jī)體 圖 27 鏟刀升降機(jī)構(gòu)分析簡(jiǎn)圖 鏟刀通過升降油缸活塞桿的伸縮 , 使頂推梁繞機(jī)體上過 C 點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng) , 實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作。 油缸活塞桿上 A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)系點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng) , 其絕對(duì)運(yùn)動(dòng)為圍繞 C點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng) , 它可分解為沿油缸中心軸線方向作移動(dòng) 的相對(duì)運(yùn)動(dòng) , 以及繞 B 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的牽連運(yùn)動(dòng)。目前它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工程施工和礦山開采，大大提高施工的安全性和作業(yè)效 率，降低了生產(chǎn)成本。松土器工作時(shí)，作業(yè)對(duì)象對(duì)松土齒的垂直反力 ZF 有時(shí)向上（入土?xí)r），有時(shí)向下（正常耙裂時(shí)），對(duì)推土機(jī)的附著重量 SG 有減少或增加的影響，因此額定牽引力為： HZSK P H FGF ?)( ?? (218） 式中： H? 為額定滑轉(zhuǎn)率下的附著系數(shù)。 （ 2）大型推土機(jī)最大耙裂深度為 900～ 1100 mm，合理耙裂深度為 1000 mm。松土齒提升速度通常為 ～ m/s，下降速度為 ～ m/s。松土齒的切削角通常為 30176。 (2)后角 α 是齒尖鑲塊后面與地面之間的夾角，必須保證在任何松土深度時(shí)，α ≥ 5176。（凍土）取 α =176。 (4)松土齒的工作長(zhǎng)度 是指從松土齒架的下邊緣到齒尖的距離，可以表示為： ??hl (100～ 300) mm （ 221） 其中， l 并不是齒桿的總長(zhǎng)度，齒桿的總長(zhǎng)度要根據(jù)它與松土齒架的安裝尺寸，由裝配圖來確定，公式中 100～ 300mm 的距離是為了保證松土齒架的橫梁能夠越過被翻器的土塊。尤其是在堅(jiān)硬巖石中作業(yè)，齒尖鑲塊壽命很短，有的僅 2～ 3h 就需要更換。 目前，松土齒多采用具有抗回火軟化性能的 NiCrMo 鋼和高 Si 鋼進(jìn)行淬火硬化處理。 作業(yè)工況下推土機(jī)驅(qū)動(dòng)功率及轉(zhuǎn)矩計(jì)算 由于推土機(jī)作業(yè)過程中，在切土階段所受的阻力最大，保持一定作業(yè)速度的情況下，消耗功率和轉(zhuǎn)矩也最大。； 16 2F — 推土板前土堆運(yùn)移的阻力； 3F — 鏟刀切削刃與地面摩擦阻力； 4F — 土沿著推土板面的上升阻力； 5F — 土屑沿推土板面?zhèn)纫谱枇Α? (4)切線牽引力 切線牽引力等于各阻力之和，表示為 2 1 0???? XafK FFFF kN （ 227） 而經(jīng)過計(jì)算，推土機(jī)在滿鏟運(yùn)輸工況下的切線牽引力大約為 。m； mM — 馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩， N 行走液壓泵的選擇 在選擇了液壓馬達(dá)后，液壓泵的選擇應(yīng)滿足液壓馬達(dá)對(duì)流量和壓力的要求。 液壓驅(qū)動(dòng)裝置輸入功率及 轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 考慮到工作裝置液壓泵和一些輔助裝置的功率消耗，行駛驅(qū)動(dòng)液壓泵在切削工況下的輸入總功率為： 4 4321 ????? fffeip PPPPP kW （ 237） 式中： eP — 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，為 179 kW； 1fP — 輔助裝置空載消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率， ?fP ?eP kW； 2fP — 工 作液壓泵消耗的功率，由于推土機(jī)在切削時(shí)一般不要求工作液壓泵動(dòng)作，所以實(shí)際消耗功率按正常工作的 30%來取，取為 kW； 3fP — 補(bǔ)油泵消耗的功率， kW。m （ 240） 由以上的計(jì)算可見，泵的吸收功率介于輸入功率和牽引功率之間，即 ipP ＞ iP＞ P；輸入轉(zhuǎn)矩也滿足系統(tǒng)工作時(shí)的要求。 由以上計(jì)算分析可見，所選泵和馬達(dá)組成的閉式系統(tǒng)能滿足推土機(jī)工作時(shí)的功率和轉(zhuǎn)矩要求。 頂推梁強(qiáng)度計(jì)算 鉸點(diǎn)反力 的計(jì)算 以整個(gè)工作裝置為研究對(duì)象 , 如圖 211 所示。、 XP =499800N、 1S =698000N。建立兩個(gè)補(bǔ)充方程為： 011122111 ?????? ?PXX ?? (247) 012222211 ?????? ?PXX ?? (248) 式中： ?1X 、 ?2X — 去除多余約束后假設(shè)的未知反力 11? 、 12? 、 ??11P — 分別為在 ?1X 、 ?2X 和 ?1P 力作用下沿 ?1X 位移量 21? 、 22? 、 ??12P — 分別為在 ?1X 、 ?2X 和 ?1P 力作用下沿 ?2X 位移量 P 39。1DθB BX C2 圖 212 構(gòu)件基本體系圖 22 X 39。 2D DY 39。 C2KDX 39。 2Y 39。 C2 圖 213 基本結(jié)構(gòu)圖 在頂推梁、鏟刀以及支臂組成的組合結(jié)構(gòu)中 , 支臂可認(rèn)為是