【正文】 位置 3（圖 ）中： mr ? ， mr ? ， mr ? ， mr ? ， mr ? ， mr ? ， mr ? ， mrt ? ， me ? 將上述數(shù)據(jù)代入（ 317）中，求得： KNerGrGP ttii ) 11 ?????? ? 圖 最大挖掘半徑時舉起滿 載斗 由上述計算分析可見，以上三種位置以第二種位置，即最大卸載高度時提動滿載斗 (圖 )時要求動臂液壓缸的推力為最大。 在上述三個位置下 ， 工作裝置都能正常 進行 工作而不發(fā)生液壓缸 在 被動伸縮時液壓系統(tǒng)的閉鎖壓力， 但 并不能 夠 保證在任何 工作 位置下都不出現(xiàn)伸縮 的 現(xiàn)象。反鏟液壓挖掘機的閉鎖壓力一般是調(diào)定在同一壓力值上的。并取其中的第一種工況和第二種工況的斗桿作用力來 分析斗桿所受的內(nèi)力，并且以此作為依據(jù)來初定斗桿的截面尺寸；取其中的第二種工況和第三種工況的動臂作用力來分析動臂的內(nèi)力，并且以此作為依據(jù)來初定動臂的截面尺寸。 鏟斗在挖掘時，鏟斗液壓缸的工作力 Pd能克服的切向阻力 W1取鏟斗為隔離體，由對鉸點 Q 的力矩平衡方程 0?? QM 可求得 : 第 頁 共 50 頁 29 dQdlrGr rrPW 331213111????? （ 44） 上式中： mlld ?? ， 3121311 ??? rr rr ， KNG ? ， KNPPd 1293 ?? ，mrQ ? ，可求得： KNW ? 。 2. 現(xiàn)取鏟斗作為隔離體（圖 ） ,可得到： 00 131 ??????? F lFlWM 第 頁 共 50 頁 30 030s i n12c o s30c o s0 010102 ??????? WFFWF 平行平行 012s i n30s i n30c o s0 010201 ??????? FWFWF 垂直垂直 上述式中 mlFQ ? 則求得： KNF ? ， KNFQ ?平行 ， KNFQ ?垂直 圖 鏟斗受力示意圖 3. 現(xiàn)取搖桿作為隔離體（圖 ）（圖中 近似 的 認為 FN平行 與 Pd平行 ）： 00 1 ??????? dpdFNN PllFM 012c o s0 d01 ?????? PFFF NN 平行平行 012s i n0 01 ????? 垂直垂直 NN FFF 第 頁 共 50 頁 31 上式中： mlpd ? ， mlFN ? 則可求得： KNPd ? ， KNFN ?平行 ， KNFN ??垂直 （圖 ）（ 近似 Pd 平行于 FQ）： 0lll0 9d d ??????????? FFNNgPF FFlPPM 垂直垂直050s i n0 0g ???????? 垂直垂直垂直垂直 QNFF FFPFF 050c os0 0gd ????????? 平行平行平行平行 QNFF FFPPFF 上式中： mlFN ? ， mlFQ ? ， mldP ?， ml ? 可求得： KNPg ? ， KNF F ??垂直 ， KNFF ?平行 。 93322321 )( l rGrGllWP FFg ?????? （ 43） 上式中： ml ? ， ml ? ，KNG ? , KNG ? , ml ? , mrF ? ， mrF ? 第 頁 共 50 頁 25 將上述數(shù)據(jù)代入式（ 43）中，求得 KNPg ? 而斗桿液壓缸閉鎖力： KNPDPg 2221 ?????? ??，則知g1PPg＜ ， 能保證此挖掘力工作實現(xiàn)。同樣反鏟工作裝置動臂的強度計算也應根據(jù)挖掘工作中對動臂可能出現(xiàn)的最大載荷來進行選定計算的位置。對于小型反鏟 挖掘機 來說 則 是指地 面以下靠近機身一方的側(cè)壁或側(cè)坡，其范圍大致為地表 下至max1)43~32( H，履帶支撐點前 1)43~32( R的區(qū)間里。 [15] 為確定各液壓缸的閉鎖壓力，本次設(shè)計中選用以下三個計算位置： (1)動臂 處于最低 的位置，斗桿呈現(xiàn)垂直狀態(tài)，轉(zhuǎn)斗挖掘，此時其作用力臂最大 (2)動臂處于最低的位置，斗桿與動臂鉸點 F、斗與斗桿鉸點 Q、斗齒尖 V 三點共線。 對動臂在轉(zhuǎn)臺上的鉸點 C 取矩， 則 可以得 到以上 各位置下所需的動臂液壓缸作用力 ： 11 ) erGrGP ttii? ???? (317) 上式中： Gi—— 為工作裝置各構(gòu)件的重量； Gt—— 為斗內(nèi)土重， Gt=（ ～ ） q； rt—— 為斗內(nèi)土壤重心到 C 點的力臂； ri—— 為 各構(gòu)件重 心 到 C點的力臂 ； e1—— 為 動臂液壓缸作用力對 C 點的力臂 。本次設(shè)計中鏟斗將以 200的仰角開始挖掘，取 0max 1042 ?? ，故最大挖掘力則大致出現(xiàn) 第 頁 共 50 頁 17 在 FQ 連線下側(cè) 320 處，則鏟斗液壓缸的作用力應滿足： 3312 1311max1 Plr rrW ??? (316) 式中： max1W —— 為最大挖掘阻力； 11r —— 為鏟斗液壓缸對 N 點的作用力臂； 12r —— 為連桿 HK 對 N 點的作用力臂； 13r —— 為連桿 HK 對 Q 點的作用力臂； 而連桿機構(gòu)總傳動比為：3121311 lr rri ??? 則 取 max1W 的值等于設(shè)計目標參數(shù)鏟斗挖掘力的值 ， KNW ? ,通過作圖求得連桿機構(gòu)處于 圖 i=，從而求得 KNP 3 ??,取鏟斗液壓缸大腔內(nèi) 徑 mmD 803 ? ，則有 KNKNPDP 233 ＞???? ?,滿足設(shè)計要求。參考同類機型，按照成比例的方法，可求得： mNQl ?? , mHKl ?? , mNHl ?? 由于考慮到結(jié)構(gòu)尺寸、運動余量、穩(wěn)定性以及構(gòu)件運動幅度等因素的影響，一般取鏟斗液壓缸全伸長度與全縮長度之比為 5~m a x3m in33 ?? LL? 圖 鏟斗機構(gòu)參數(shù)示意圖 第 頁 共 50 頁 16 圖 鏟斗液壓缸全縮時鏟斗機構(gòu)位置圖 圖 鏟斗液壓缸全伸時鏟斗機構(gòu)位置圖 鏟斗 在挖掘過程中轉(zhuǎn)角大致為 900 ~ 1000 ，即鏟斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角為 900 ~ 1000，為了能滿足開挖和最后卸載及運輸狀態(tài)的要求，鏟斗的總轉(zhuǎn)角往往要達到 1500 ~ 1800。 令 ρ = l5/ L1min,δ = l7/ L1min ，min1max1 LL?? 參考圖 ， 則 由下面兩式， 求 ρ和 δ ： θmin = COS1[（ l72+l52 L1min2） /2l7l 5] = COS1[（ σ2+ρ21） /2ρσ] θmax = COS1[（ l72+l52 Lmax2） /2l7l 5] = COS1[（ σ2+ρ2λ2） /2ρσ] 式中（圖 中） ： m in1m ax11 ??? LL?? 可求得 : ρ = ， δ = 而有 ρ+ δ=+=＞ λ， ， ＜???? 符合條件。加大 11? 會使 4K 減小或者使 max1H 增大，這符合反鏟作業(yè)要求。它的大小一般?。?～ ），這是由反鏟挖掘機以挖掘深度為主要指標的特點所決定的。 ~ 110176。機構(gòu)的自身幾何參數(shù)有以下三類：第一類稱原始參數(shù)，它是決定機構(gòu)運動特性的必要參數(shù)。 （ 6）在采用變鉸點構(gòu)件或配套構(gòu)件時應注意分清主次。我們現(xiàn)在采用數(shù)解分析方法，并且結(jié)合電子計算機的輔助設(shè)計。在同樣的液壓缸行程下六連桿方式能得到較大的鏟斗轉(zhuǎn)角，這樣改善了機構(gòu)的傳動性能。因此作為專用的反鏟裝置這種方案可取。它也可設(shè)在轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心的后面，用來改善轉(zhuǎn)臺的受力情況，但使用反鏟作業(yè)時動臂支點靠后布置將會影響挖掘深度。 斗桿的結(jié)構(gòu)形式 斗桿有整體式和組合式兩種，大多數(shù)挖掘機都采用的是整體式斗桿，當需要調(diào)節(jié)斗桿的長度或者杠桿比時將采用更換斗桿的辦法，或在斗桿上設(shè)置 2～ 4 個可供調(diào)節(jié)時選擇的和動臂端部鉸接的孔。 由于本次設(shè)計的目標對挖掘深度提出具體要求，且挖掘深度給定的目標參數(shù)比市場上同型號的挖掘機要大，則通過綜合考慮，我的本次設(shè)計的動臂形式采用有 利于獲得較大挖掘深度的整體式彎動臂。整體式動臂的優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，剛度相同時重量較組合式動臂要輕。工作裝置是液壓挖掘機不可缺少的一部分。斗桿依靠斗桿鋼繞動臂上鉸點轉(zhuǎn)動；鏟斗鉸接于斗桿的前端，它通過鏟斗缸和連桿繞斗桿前鉸點轉(zhuǎn)動。[7] 液壓挖掘機的工作原理與基本組成分析 [8] 為了實現(xiàn)周期性作業(yè)的要求，單斗液壓挖掘 機有以下基本組成部分：工作裝置、動力裝置、回轉(zhuǎn)裝置、傳動操作機構(gòu)、行走裝置和輔助設(shè)備等。本 次的 設(shè)計 我 將 在 前人已有的科技成果 上 努力探討新的科技方法，爭取做出 具有特色的設(shè)計來。在 以上 基礎(chǔ)理論的指導下，借助大量試驗， 從而 縮短了新產(chǎn)品研究周期， 也 加速了液壓挖掘機更新 和 換代的進程，并 且 提高 了 其可靠性和耐久性。 同時 還安裝了 CAPS（計算機輔助功率系統(tǒng)）， 這樣 提高 了 挖掘機的作業(yè)功率， 能 更好地 來 發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能；日本住友公司 所 生產(chǎn)的 FJ 系列 的 五種新型號 的 挖掘機配有 能 與液壓回路 相 連接的計算機輔助功率 的 控制系統(tǒng)， 能運 用精控模式 來 選擇系統(tǒng)， 以 減少燃油、發(fā)動機功率和液壓功率的消耗，并 且 延長了零件的使用壽命；德國 的 利勃海爾公司 則 開發(fā)了 ECO（電子控制作業(yè)）的操縱裝置，可 以 根據(jù)作業(yè) 的 要求 來 調(diào)節(jié)挖掘機作業(yè)性 能， 這 取得高效率、低油耗的 好 效果 。 挖掘機技術(shù)發(fā)展趨勢 [5] 自 20 世紀后期開始，挖掘機的生產(chǎn) 則 向多功能化、自動化 和 專用化的方向來 發(fā)展。我們知道 2021 年的行業(yè)銷售量僅有 1400 多臺，而到了 2021 年卻達到了 萬余臺，到 2021 年就已達 2 萬余臺，而 2021 年剛過去幾個月，就已呈現(xiàn)出長足 增長態(tài)勢。動臂 的 起落 、 斗桿 的 伸縮和鏟斗 的 轉(zhuǎn)動都 是 用往復式雙作用液壓油缸 來 控制 的 。 我國 經(jīng)濟建設(shè) 在 不斷發(fā)展，液壓挖掘機的需求量 也 將逐年 的 增長。 Movable arm,Dipper,Bucket 目錄 1 緒論…………………………………………………………………………… 1 課題設(shè)計的背景和意義……………………………………………………… 1 挖掘機的行業(yè)現(xiàn)狀…………………………………………………………… 1 挖掘機技術(shù)發(fā)展趨勢………………………………………………………… 2 工程機械的前景展望………………………………………………………… 3 2 小型液壓挖掘機反鏟工作裝置結(jié)構(gòu)方案設(shè)計………………………………… 3 引言……………… …………………………………………………………… 3 液壓挖掘機的工作原理與基本組成分析…………………………………… 3 反鏟工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案分析………………………………………… 5 反鏟工作裝置的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)特點…………………………………… 5 本章小結(jié)……………………………………………………………………… 7 3 小型液壓挖掘機反鏟工作裝置參數(shù)設(shè)計……………………………………… 7 工作裝置的設(shè)計原則與參數(shù)說明…………………………………………… 7 反鏟工 作裝置的設(shè)計原則………………………………………………… 7 機構(gòu)自身的幾何參數(shù)設(shè)計……………