【正文】 the crawler walking device to meet the requirements of the excavator. The upper part of the excavator is a full rotation swivel table so it can work in a greater scope. Because of the use of hydraulic drive control and make the machine performance can be improved. Compared with the mechanical excavators, the mining capacity increased to 2 ~ 3 times, the quality of the machine is 25 tons, the maximum discharge height is about , the maximum digging depth is , maximum digging radius of about , can be seen from the operation ability has been greatly improved, not only the mining capacity but the light weight, smooth transmission, high efficiency and pact structure. Keywords: hydraulic excavator working device hydraulic system motion simulation 目錄 第 1 章 緒論 本次設(shè)計的題目是 WY100 液壓履帶挖掘機(jī)總體及工作裝置設(shè)計及運(yùn)動仿真 。這種類型的挖掘機(jī)與其它類型的挖掘機(jī)相比，因有良好的性能而應(yīng)用最廣，對松軟地面或沼澤地帶還可采用加寬、加長以及浮式履帶來降低接地比壓。 32 第 5 章 工作裝置 受力分析和強(qiáng)度驗算 36 56 引言 更換工作裝置后，可進(jìn)行裝卸、安裝、打樁和拔除樹根等作業(yè)。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機(jī)，對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。 ⑴根據(jù)液壓挖掘機(jī)主要機(jī)構(gòu)傳動類型劃分。在土質(zhì)松 軟或沼澤地帶作業(yè)的液壓挖掘機(jī)，還可通過加寬履帶來降低接地比壓。 拖式液壓挖掘機(jī)沒有行走傳動機(jī)構(gòu)，行走時由拖拉機(jī)牽引， ⑶根據(jù)工作裝置劃 分 根據(jù)工作裝置結(jié)構(gòu)不同，可分為鉸接式和伸縮臂式挖掘機(jī)。常用的全回轉(zhuǎn)式（ 轉(zhuǎn)角大于 360176。主要用于礦山挖掘和裝載，稱采礦或礦用型。再如韓國現(xiàn)代公司生產(chǎn)的 ROBEX4503 型液壓挖掘機(jī)，有四種功率模式，通過集成化的電子控制系統(tǒng)自動確定 最佳的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓泵的輸出參數(shù)，使得發(fā)動機(jī)、液壓泵的速度及液壓用液壓系統(tǒng)壓力與實際工況相適應(yīng)，從而獲得最高的生產(chǎn)率和最佳的燃油消耗。 （ 3） 不斷提高可靠性和使用壽命。當(dāng)時出于受配件如發(fā)動機(jī)、液壓件及企業(yè)自身條件的影響，其質(zhì)量和產(chǎn)量遠(yuǎn)未達(dá)到應(yīng)有的水平，與國外同類產(chǎn)品相比也存在較大差距。因此，開發(fā)出的軟件缺 7 少通用性，不能使用于挖掘機(jī)工作裝鶯的一些通用問題的解決，對工程機(jī)械這個行業(yè)不具有通用性。（ 4）開展液壓自動控制技術(shù)方面的研究與開發(fā)。 。它與挖掘機(jī)各主要 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式和布置方案密切相關(guān)。 4）與國內(nèi)外同類型產(chǎn)品相比有較先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和可靠性的工作性能 —— 先進(jìn)性。如斗容量直接反映了機(jī)械本身的挖掘能力和效果。 總體參數(shù)的確定 總體參數(shù)的確定主要是履帶接地比壓和履帶尺寸的確定。因此與重心位置的關(guān)系對正確設(shè)計履帶行走裝置是非常重要的?！?4176。 12 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 其他參數(shù)的選擇與計算 ，每節(jié)應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動，不得有卡死現(xiàn)象。 。關(guān)于挖掘力的概念目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的定義，因此可行性較差。 斗桿油缸的理論挖掘力 斗桿液壓缸的理論挖掘力為 52 2 36 ( , )oGrP P f L Lr? ? ? 式中 P2—— 鏟斗液壓缸的理論推力， P2=F2 求整機(jī)挖掘力按下列假定進(jìn)行： ，有相對運(yùn)動的構(gòu)件重量分別計算； 液壓缸長度的分機(jī)線性函數(shù)，其重心與鏟斗重心一致； 的效率； ； ； 、風(fēng)力、慣性力、動載等的影響。 ，工作裝置結(jié)構(gòu)簡單，自重輕，機(jī)構(gòu)合理，受力好，強(qiáng)度高。 整體式動臂結(jié)構(gòu)簡單、價廉，剛度相同時結(jié)構(gòu)重量較組合式動臂輕。當(dāng)動臂油缸全伸出，將動臂舉升至上極限位置，動臂油缸軸線向轉(zhuǎn)臺前方傾斜。 動臂與動臂油缸 活塞桿端部的鉸點布置通常有兩種形式，一種是單動臂在端部彎角的下部，小型挖掘機(jī)常見；另一種是雙臂油缸布置在動臂箱體的中部，這樣的雙動臂油缸在結(jié)構(gòu)上起到加強(qiáng)筋的作用，提升力也大大增加。對于以轉(zhuǎn)斗挖掘為主的中小型反鏟，選擇斗桿機(jī)構(gòu)參數(shù)時必須注意轉(zhuǎn)斗 20 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 動臂與斗桿長度比的確定 確定鏟斗的結(jié)構(gòu)形式的斗齒的安裝結(jié)構(gòu) 挖掘時斗桿液壓缸的閉鎖能力，要求在主要挖掘區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)斗液壓 缸的挖掘力能得到充分的發(fā)揮。 鉸點位置的確定需要反復(fù)進(jìn)行。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 大宜用于斗桿挖掘為主，因其剛度較易保證。 3．為了使裝進(jìn)鏟斗的物料不易掉出，鏟斗寬度與物料顆粒直徑之比應(yīng)大于 4： 1。圖 4圖 43 分別為反鏟用鏟斗的常用形式和基本形式。其中的四連桿機(jī)構(gòu)是鏟斗直接鉸接于液壓缸，使鏟斗轉(zhuǎn)角較小，工作力矩變化較大；六連桿機(jī)構(gòu)連接方式的優(yōu)點是，在液壓缸活塞桿行程相同的條件下，鏟斗可獲得較大轉(zhuǎn)角，并改善機(jī)構(gòu)的傳動特性。 R、 B 及 2δ三者與 q 之間有以下關(guān)系： 21 ( 2 sin 2 )2 sq R B K???? 其中 q—— 斗容量 1m3 R—— 鏟斗挖掘半徑，單位 mm B—— 鏟斗斗寬，查表 26，取 B=1180mm 2δ —— 鏟斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角，一般取 2δ=90176。為了求最大傳動比 imax及其發(fā)生時的 L3，在理論上可以取3 0didL? ，解得 L3，然后代入上式求得 imax。 鏟斗液壓缸對 N 點的作用力臂為 1 1 3 2 2 3 0s i n ( ) 1 6 8r l m m??? ? ? ? 連桿 HK 對 N點作用力臂為 2 1 4 2 8s in 2 0 1r l m m?? ? ? 連桿 HK 對 Q點作用力臂為 3 2 4 2 9s in 6 1r l m m?? ? ? 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的總傳動比為 1 3 13 24 22 30 292 3 3 14 29sin ( ) sinsinr r l li r l l l? ? ??? ? ? ? ???? ? ? 顯然 i 是 L3的一元函數(shù)。 鏟斗液壓缸一般都只有一個，因為傳動比小，單油缸 Pf= λ = 圖 45 鏟 斗的連接形式 24 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 液壓缸參數(shù)的確定 鏟斗的設(shè)計 作用力足以保證斗齒所需作用力。另一個鏟斗的情況則相反。鏟斗的作業(yè)對象繁多，作業(yè)條件也不同，用一個鏟斗來適應(yīng)任何作業(yè)對象和條件較困難。用于粘土的鏟斗卸載時不易卸凈，因此延長了作業(yè)循環(huán)時間，降低了有效斗容量。相反，當(dāng)用配套替換構(gòu)件或可調(diào)連接適應(yīng)不同作業(yè)條件時，不同的配置或鉸點連接情況可組成各種比例方案。一般來說，斗桿越長，其擺角范圍也可稍小。 一般來說希望液壓缸在全行程中產(chǎn)生的 斗齒挖掘力 始終大于正常挖掘阻力；液壓 缸全伸時的 作用 力矩應(yīng)該足以支承滿載斗和斗桿靜止不動；液壓 缸 作用 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 阻力 。因此，在動臂油缸作用力相同時，后傾方案得到較大的動臂作 用力矩，這是其優(yōu)點。 動臂油缸一般布置在動臂前下方，下端與回轉(zhuǎn)平臺鉸接，常見的有兩種具體布置方式。 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。 17 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 設(shè)計要求 確定動臂的結(jié)構(gòu)形式 第 4 章 工作裝置設(shè)計 設(shè)計要求 挖掘機(jī)的工作裝置應(yīng)滿足下列要求： ，即要滿足 鏟、裝載的要求，希望鏟掘力大，易于裝滿料，并要求動臂在提升過程中物料散落。 整機(jī)挖掘力 16 設(shè)計項目 計算與說明 結(jié)果 整機(jī)挖掘力 整機(jī)實際挖掘 力 液壓挖掘機(jī)處于某一工況下工作液壓缸的主動挖掘力能否實現(xiàn)主要取決于下列條件： 1. 工作液壓缸的閉鎖能力； 2. 整機(jī)的工作穩(wěn)定性； 3. 整機(jī)與地面的附著能力； 4. 土壤（或其他作業(yè)對象）的阻力； 5. 工作裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。 p， F3 為鏟斗液壓 缸大腔作用面積， p為液壓系統(tǒng)工作壓力； r r r3—— 力臂值（參見圖 31） 可由式（ 214）、（ 215）和（ 216）求得 r r2和 r3，再由（ 217）求得傳動比 i。 根據(jù) 任務(wù)書可知： G=25t 1） 線尺寸參數(shù)及線長度的確定 線尺寸參數(shù)： 3i liL K Gm?? 由《工程機(jī)械設(shè)計》表 13，?。? 標(biāo)準(zhǔn)臂系數(shù)： K1= 標(biāo)準(zhǔn)斗桿系數(shù)： Kl2= 斗長度系數(shù)： Kl3=