【文章內容簡介】 的穩(wěn)定性等要以一定的整機質量來保證，因此整機質量反映了挖掘機的實際工作能力，目前已被廣泛用作液壓挖掘機的分級指標。比較其他同類型挖掘機，可得 SWE50H 的主要參數(shù)（如下表 ，表 所示），其中圖 為液壓挖掘機的外觀尺寸圖，作業(yè)參數(shù)表 是根據(jù)圖 所示。圖 SWE50H型液壓挖掘機的外觀尺寸圖表 　SWE50H 液壓挖掘機的主要參數(shù)整機重量（kg） 4680標準斗容（m3） 履帶板寬（mm） 350高/寬/長（mm） 2593/1950/5321推土鏟寬 x高(mm) 1960x300鏟斗挖掘力（kN） 44斗桿挖掘力（kN） 最大牽引力（kN） 動臂偏轉角度（176。） 50(左)75(右)行走速度（km/h） 日照職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）8爬坡能力（176。） 30接地比壓（kPa） 回轉速度（rpm） 發(fā)動機 YANMAR4TNV88SSU最大扭矩（Nm） 144排量（L） 功率/轉速（kW/rpm） 燃油箱容量（L） 99主泵類型 2個變量柱塞泵,1 個齒輪泵壓力（Mpa） 最大流量（L/min） 2齒輪泵壓力（Mpa） 21最大流量（L/min） 37液壓油箱容量（L） 73表 SWE50H型液壓挖掘機的作業(yè)參數(shù)最大挖掘高度 4943mm最大卸載高度 3389mm最大挖掘深度 3302mm最大垂直挖掘深度 2432mm最大挖掘半徑 5504mm最大停機面挖掘距離 5373mm輪距 1950mm履帶總長 2502mm平臺離地間隙 708mm底盤寬度 1200mm履帶寬度 350mm底盤離地間隙 313mm履帶高度 602mm日照職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）9運輸長度 3180mm 負載分析動臂油缸一般布置在動臂前下方，下端與回轉平臺鉸接。常見的有兩種具體布置方式。油缸前傾布置方案，如圖 所示，動臂油缸與動臂鉸接于E 點。當動臂油臂全伸出，將動臂舉升至上極限時，動臂油缸軸線向轉臺前方傾斜。油缸后傾布置方案，如圖 所示，當動臂油缸全伸出，將動臂舉升至上極限位置時，動臂油缸軸線向轉臺后方傾斜。 當兩方案的動臂油缸安裝尺寸DE鏟斗最大挖掘 H 和地面 圖 動臂機構油缸布置方案最大挖掘半徑 R 相等時，后傾方案的最大挖掘深度比前傾方案小，即 h1h2。此外，在后傾方案中，動臂 EF 部分往往比前傾方案的長，因此動臂所受彎矩也比較大。以上為動臂油缸后傾方案的缺點。然后，后傾方案動臂下鉸點 C 與動臂油缸下鉸點D 的距離 CD 比前傾方案的大，則動臂在上下兩極限位置時，動臂油缸的作用力臂也就比較大。因此，在動臂油缸作用力相同時，后傾方案能得到較大的動臂作用矩，這就是其優(yōu)點。為了增大后傾方案的挖掘深度，有的挖掘將長動臂 CEF 改成 CE1F1（圖） ，并配以長斗桿，在最大深度處挖掘時，采用鏟斗挖掘而不是斗桿挖掘，這樣得到的最大挖掘深度為 h1h2。顯然，不論是動臂油缸前傾還是后傾方案，當 C、D 兩鉸點位置和 CE 長度不變時，通過加大動臂油缸長度可以增大動臂仰角，從而增大最大挖掘高度，但會影響到最大挖掘深度。所以，在布置動臂油缸時，應綜合考慮動臂的結構、工作裝置的作業(yè)尺寸及動臂舉升力和挖掘力等因素。動臂油缸的作用力，即最大提升力，以能提升鏟斗內裝滿土壤的工作裝置至最 大卸載距離位置進行卸載來確定，其 圖 動臂油缸作用力分析設計簡圖 所示，此時動臂油缸作用力(N)為： ()g31l)bdtAAbFGlGll??式中 －鏟斗質心到動臂下鉸點 A 的水平距離(m)dAl－動臂質心到動臂下鉸點 A 的水平距離(m)b－斗桿質心動臂下鉸點 A的水平距離(m)g日照職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）10 －動臂油缸作用力對鉸點的力臂(m)3l －斗桿所受重力(N)gG －動臂所受重力(N)b－鏟斗及其裝載土壤的重力(N) dt查閱相關資料，選取 ＝ N+mg， ＝ N， ＝ N，???＝， =, =, =. AlgAlbAll其中鏟斗的重力為 N，根據(jù)公式3. () SmV?? ()Rk ()Ss?式中 －裝載土壤的質量（kg） －平均有效斗容量（ ）V3m－鏟斗充滿系數(shù)（ ） ，根據(jù)工作環(huán)境，選擇充滿系數(shù)為 1?－自然情況下土壤的密度，根據(jù)工作環(huán)境，選擇? 3750kgm????－疏松后的土壤密度S－土壤的松散系數(shù)，根據(jù)工作環(huán)境，取k .3Sk代入數(shù)據(jù)，求得： ???? ?3()05601bFxN??? 機電一體化液壓挖掘機工作原理 ][機電一體化液壓挖掘機采用三組液壓缸使工作裝置具有三個自由度，鏟斗可實現(xiàn)有限的平面轉動，加上液壓馬達驅動回轉運動，使鏟斗運動擴大到有限的空間，再通過行走馬達驅動行走(移位)，使挖掘空間可沿水平方向得到間歇地擴大，從而滿足挖掘作業(yè)的要求。 機電一體化液壓挖掘機工作技術要求采用了柴油機液壓泵復合控制。操作者根據(jù)工況，利用作業(yè)模式選擇開關（功率預選開關）選擇合理的功率模式：重載高速、正常工作、輕載低速。通過電子調節(jié)器調節(jié)發(fā)動機油門和液壓泵的排量，使供給功率與負載需要功率相匹配。采用了電液比例控制技術，通過改變 34BR6/H6 型帶閥芯位移反饋的電液比例方向閥的比例電磁鐵的輸入電流，不但可以改變閥的工作液流方向，而且可以改變閥口大小實現(xiàn)流量控制，是一種較為理想的電、液轉換和功率放大元件，與伺服控制相比具有成本低、抗干擾性好、能量損失小、對油液清潔度無特殊要求等優(yōu)點。工況在線監(jiān)測系統(tǒng)包括單片主處理器模塊、面板控制系統(tǒng)、模擬信號調理模塊、A/D 轉換及光電隔離模塊、電源模塊及傳感器等部分。其中單片主處理器模塊是系統(tǒng)的核心部分，主要功能有面板的控制管理，A/D 轉換部分的控制管理、模擬量、開關量和轉換信號的輸入、處理和存儲。面板控制模塊是整個系統(tǒng)的入機接口，它包括鍵盤、聲光報警電路和點陣式液晶顯示器。模擬信號調理電路的任務是實現(xiàn)各路模擬量信號的輸入和調整，將傳感器和敏感元件的輸出電信號轉變?yōu)闈M足 A/D 轉日照職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）11換輸入要求的標準電平信號。A/D 轉換及光電隔離模塊的功能是將所有的被檢測轉變成為單片機所接受的數(shù)字量，具體包括開關量、轉換信號的整形、模擬量的 A/D轉換和輸入輸出信號的光電隔離等。電源模塊將液壓挖掘機上的蓄電池或發(fā)電機輸出的+24V 直流電轉換成系統(tǒng)各模塊以及系統(tǒng)配備的傳感器所需的各種類型的電平電壓。傳感器處于液壓挖掘機與監(jiān)測系統(tǒng)的接口位置，是一個能量變換器，它直接從液壓挖掘機中提取被除數(shù)檢測的工況特征參數(shù)，感受狀態(tài)的變化并轉換成便于測量的物理量。計算機控制系統(tǒng)將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進行集中、儲存、分析加工，根據(jù)信息處理結果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應的指令控制整個系統(tǒng)有目的的運行。如利用壓力傳感器可實現(xiàn)過載情況下的路徑自主校正；利用超階級聲波測距傳感器能實現(xiàn) 回轉過程中的自動避障。 液壓缸主要幾何尺寸的計算 ]7[ 挖掘機各驅動和傳動系統(tǒng)包括：發(fā)動機、液壓泵、液壓馬達、電液比例換向閥、動臂缸、斗桿缸及齒輪傳動。本設計主要對動臂缸進行相關設計。 動臂液壓缸內徑尺寸與活塞桿直徑的確定由表 、表 、表 可知，小挖掘機液壓系統(tǒng)在最大負載約為時宜取液壓缸的工作壓力 ＝13 ，液壓缸選用單桿式，并在3601bFN??P610a工作時進行差動連接。此時液壓缸無桿腔工作面積 應為有桿腔工作面積 的兩倍。A2A由于液壓缸回油路上必須具有背壓力存在，以防止挖掘機卸土后突然前沖，由表,可取 ＝8 .1P50a表 按負載選擇執(zhí)行元件工作壓力負載 F/N 5000 5000～10000 10000～30000 30000～50000 50000工作壓力p/MPa ～1 ～2 ～4 4～5 5～7表 按主機類型選擇執(zhí)行元件工作壓力表 執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類型 背壓力/Mpa簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調速系統(tǒng) ～回油路帶調速閥的系統(tǒng) ～回油路設置有背壓閥的系統(tǒng) ～用補油泵的閉式回路 ～回油路較復雜的工程機械 ～3回油路較短，且直接回油箱 可忽略不計由于是差動式單桿連接，所以活塞桿直徑 d與缸筒直徑 D的關系為d=。根據(jù)公式 (3)122FAP???= ()2cm故有 D= =，d== ()4/?機床主機類型 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 農業(yè)機械小型工程機械工程機械輔助機構 液壓機中、大挖掘機重型機械起重運輸機構工作壓力p/Mpa ≤2 3～5 ≤8 8～10 10～16 20～32日照職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）12當按 GB/T2348－1993 將這些直徑圓整理成就近標準值時得：D=80mm , d =63mm，由此求得液壓缸兩腔的實際有效面積為 ()22/??222()/???? 液壓缸行程的確定液壓缸行程主要依據(jù)機構的運動要求而定。但為了簡化工藝和降低成本，應盡量采用 GB/T23481993 標準的液壓缸行程，則根據(jù)技術要求，取行程為630mm。 液壓缸結構參數(shù)的計算 缸筒壁厚的計算對于低壓系統(tǒng)或 ≥16 時，液壓缸缸筒厚度一般按薄壁筒計算，公式如下：/D? ()2[]yP???式中 －液壓缸缸筒厚度 －試驗壓力(Mpa)，當工作壓力 P≤16 Mpa 時， =，當工作壓y yP力 ≥P≥ 16 Mpa 時， =，當工作壓力 P≤ 時， =,y y這里應取 = =。y －液壓缸內徑(m)D －缸體材料的許用應力（Mpa） ，可通過下面公式求得： ? ()[]bn? －缸體材料的抗拉強度(Mpa)b －安全系數(shù)， =～5，一般取 =5n但對于鍛鋼 45 的許用應力 一般都取 =