【文章內(nèi)容簡介】 前后擺動，改變它的鏟土角。鏟刀背上方焊有滑槽，鏟刀滑槽可沿液壓角位器上端的導(dǎo)軌左右側(cè)移，鏟刀可向左右兩側(cè)外伸或收回。鏟刀背面還焊有鏟刀引出油缸活塞桿鉸接支座，液壓引出油缸通過該鉸接支承座將鏟刀向左或向右引出。2. 回轉(zhuǎn)圈，回轉(zhuǎn)圈是由齒圈、耳板和拉桿組成的。鏟刀作業(yè)時的負(fù)載都傳到耳板上，因此耳板必須牢固?；剞D(zhuǎn)圈屬于不經(jīng)常傳動件，所以齒圈制造精度要求不高。配合面的配合精度也不高，并且暴露在外。 回轉(zhuǎn)圈結(jié)構(gòu)示意圖1—齒圈；2—耳板；5—拉桿回轉(zhuǎn)圈在牽引架的滑道上回轉(zhuǎn)，滑道是個容易磨損的部位，要求滑道與回轉(zhuǎn)圈之間有滑動的配合間隙且應(yīng)便于調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)的滑動性能和耐磨性能都較好，不需要更換支承墊塊?；剞D(zhuǎn)圈8的上滑面與青銅合金襯片接觸，襯片6上有兩個凸圓塊卡在牽引加底板上；青銅合金襯片7有凸方塊卡在支承墊塊5上，通過調(diào)整墊片3調(diào)節(jié)上下配合間隙?；剞D(zhuǎn)圈在軌道內(nèi)的上下間隙一般為。用調(diào)整螺栓1調(diào)節(jié)徑向間隙（一般取值為），用3個緊固螺栓4固定，支承整個回轉(zhuǎn)圈和鏟刀裝置的重量和作業(yè)負(fù)荷。 回轉(zhuǎn)支持裝置結(jié)構(gòu)圖1—調(diào)節(jié)螺栓；2—牽引架；3—墊片；4—堅固螺栓；5—支承墊塊；7—襯片；8—回轉(zhuǎn)齒圈3. 回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置由于回轉(zhuǎn)圈帶動鏟刀回轉(zhuǎn)大都是全回轉(zhuǎn)式，即360176?；剞D(zhuǎn)，屬于連續(xù)驅(qū)動形式。在本設(shè)計中采用的是液壓馬達(dá)—渦桿減速器驅(qū)動裝置。它具有良好的自鎖性能，傳動平穩(wěn)、響應(yīng)快速、結(jié)構(gòu)尺寸小等優(yōu)點，但是泄漏大，對密封要求較高。作業(yè)時當(dāng)鏟刀離回轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)的切削刃遇到障礙物，產(chǎn)生很大阻力時，容易引起鏟刀扭曲變形式損壞。因此在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上采用緩沖保護(hù)措施。渦輪渦桿減速器有一定的自鎖性能，從而不宜采用液壓過載保護(hù)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)大多采用的時機(jī)械保護(hù)法，通常在渦輪減速器內(nèi)用彈簧壓緊的摩擦片傳遞動力，當(dāng)過載時摩擦片打滑而起保護(hù)作用。 PY180平地機(jī)鏟刀設(shè)計平地機(jī)適用于公路、鐵路、機(jī)場、礦山等大面積的場地平整作業(yè)，還可進(jìn)行輕度鏟掘、松土、路基成型、邊坡修整、淺溝開挖及鋪路材料的推平整型等作業(yè)。 平地機(jī)的鏟刀結(jié)構(gòu)及作業(yè)形式1. 鏟刀的結(jié)構(gòu)各種平地機(jī)的鏟刀都基本相似，它是由鏟刀體、刀片和側(cè)刀片組成。，刀體為一塊鋼板制成的長方形曲面弧形板，在其下緣和兩端用螺栓裝有切削刀片。 鏟刀結(jié)構(gòu)圖1鏟刀體；2刀片；3側(cè)刀片鏟刀體1是一個焊接件，刀片和側(cè)刀片用螺釘固定在鏟刀體上，磨損后可隨時更換刀片和側(cè)刀片均用耐磨耐沖擊的鋼材制成，刀片需經(jīng)過熱處理。2. 平地機(jī)的基本作業(yè)形式 平地機(jī)刀角鏟土側(cè)移示意圖左圖：鏟刀一端下鏟土；右圖：鏟刀側(cè)伸后下傾鏟土1) 刀角鏟土側(cè)移，利用平地機(jī)鏟刀切入土中鏟土，將土向平地機(jī)行駛方向的邊側(cè)移動一段距離。在切土和刮土?xí)r，采用I擋速度前進(jìn)。2) 鏟刀鏟土側(cè)移平地機(jī)以II擋或III擋的速度的前進(jìn)，鏟刀平面角（一般為）和鏟土角（約）。機(jī)械以II擋或III擋速度前進(jìn)。3) 鏟刀刮土直移作業(yè)前，鏟刀的鏟土角調(diào)為，平面角調(diào)至，傾角為，（左）所示，平地機(jī)以II擋或III擋速度前進(jìn)，鏟刀切入深度很小，所受阻力不大。4) 機(jī)外鏟土（中、右）所示，作業(yè)前，先將鏟刀傾斜于機(jī)外，按照需要調(diào)整好一定的坡度角，鏟刀的上端斜向行駛方向的前部，下端斜向行駛的后部。機(jī)械以I擋速度前進(jìn)，鏟刀貼向斜工作面。 平地機(jī)鏟土示意圖左：鏟土直移； 中：修刷邊坡邊溝； 右：修刷路基路塹邊坡在上述所有基本作業(yè)中，只有刀角鏟土側(cè)移方法中的鏟刀受力最大，而且受力不均，局部載荷過大。因此，對鏟刀的設(shè)計應(yīng)該以此為受力分析，在鏟刀作業(yè)時可分為鏟刀切削阻力、鏟刀與土接觸的水平摩擦阻力和鏟刀前土堆沿地面移動時的阻力。 鏟刀阻力計算在前面討論了鏟刀的受力情況，知道在I擋鏟土?xí)r，鏟刀的阻力最大，就該對鏟刀受力最的情況做出計算。1. 鏟刀的切削阻力。 式中 ——鏟刀切削阻力，kN； ——切削比阻力，KPa； ——鏟刀切削土的長度，m； ——平載切厚度，m。 鏟刀作業(yè)阻力分析 各種土的切削比阻力土壤級別土 的 名 稱I砂、砂質(zhì)土、中等溫度的松散粘土、種植土II粘質(zhì)土、中細(xì)砂礫、松散軟粘土III密實粘土、中等粘土、松散粘土、軟泥炭IV具有碎面或卵石的粘土質(zhì)、重濕粘土、中等堅實煤炭、有少量雜質(zhì)的石礫堆積物V中等積巖、重干粘土、而硬的黃土、軟石膏2. 鏟刀與地接觸的水平摩擦阻力由公所示： 式中 ——鏟刀與土接觸的水平摩擦阻力，kN；——土與鋼的摩擦系數(shù)；——鏟刀作業(yè)所受垂直阻力，kN。 鏟刀垂直壓力確定 土與鋼、土與土的摩擦系數(shù)土的名稱土的名稱土的名稱砂對砂中等粘土重粘土3. 鏟刀前土堆沿地面移動時的阻力 式中： ； ； ； ； ； ； 。 幾種土的物理性能土的種類容重砂干自然含水量飽和含量亞 粘 土干濕粘 土干濕砂 石干濕礫 石有 棱 角圓 形4. 鏟刀前面土堆沿鏟刀表面縱向移動所造成的阻力 式中：綜上所述，鏟刀作業(yè)水平總阻力 鏟刀尺寸設(shè)計由前的公式可以計算出作業(yè)的水平總阻力，通個這些值也就能確定牽引力的大小，也能對鏟刀尺寸進(jìn)行校核。1. 鏟刀的長度平地機(jī)的工作是刮削不厚的土層，并把它移到平地機(jī)行駛路線一旁。鏟刀的長度L就根據(jù)這一要求確定的，當(dāng)平地機(jī)的各擋作業(yè)速度確定后，也就確定了該平地機(jī)的額定有效牽引力，利用公式： 使得，得到鏟刀切土部分的長度，只是鏟刀的整個長度的一部分。由于PY180平地機(jī)是前輪轉(zhuǎn)向，后橋驅(qū)動（）形式。因此，取，則有： 令，由公得到： ，由于PY180平地機(jī)的最大鏟土深度為，故取，所以： 再確定鏟刀平面角為： （左）根據(jù)和確定 （右）鏟刀作業(yè)參數(shù)計算鏟土截面積：已知，（左）取，計算鏟刀長度：2. 鏟刀的高度由公： （右）所示，在AutoCAD上作圖直接求得土攏斷面積為，其中為土壟斜邊夾角，取得。 3. 鏟刀曲率半徑 鏟刀曲率半徑根據(jù)PY180平地機(jī)鏟刀工作要求，鏟刀切削角，求得： 將和的值代入公，得：至此，鏟刀尺寸的初步設(shè)計計算完畢，然后再根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)來選定尺寸，再進(jìn)一步完善計算結(jié)果，下面設(shè)計鏟刀刀片的尺寸。 平地機(jī)刀片標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計通過上面一節(jié)的計算，已經(jīng)得出了平地機(jī)鏟刀的長度、高度和半徑，根據(jù)這幾項計算結(jié)果來合理選擇標(biāo)準(zhǔn)刀片。1. 材料選擇根據(jù)平地機(jī)刀片行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求，刀片采用GB 699—65《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號和一般技術(shù)條件》規(guī)定的66Mn材料制造。也可選用耐磨性和強(qiáng)度等機(jī)械性能與65Mn相近或更好的材料。2. 刀片橫剖面選擇由平地機(jī)刀片（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）書，查得刀片形狀與相應(yīng)尺寸。 平地機(jī)刀片橫剖面結(jié)構(gòu) 平地機(jī)刀片橫剖面尺寸 （）本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差最 小注：此表來自JG/T 86—1999平地機(jī)刀片根據(jù)前面的設(shè)計計算，可選擇PY180平地機(jī)的鏟刀刀片的基本尺寸：，。3. 刀片長度確定由前面的計算得到，但這不一定能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以最終的長度還要通過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來確定。：根據(jù)公式： 刀片結(jié)構(gòu)尺寸，為螺栓個數(shù)。 螺栓位置尺寸 孔 距與端面的距離與邊緣的距離中 間兩 端基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差注：此表來自JG/T 86—1999平地機(jī)刀片1）取，令，求得：，此時螺栓個數(shù)太大，故不可?。?）取，令，求得：，此時螺栓個數(shù)偏小，難以滿足高負(fù)載，而且為奇數(shù)，故不可?。?）取 ，令，求得：，此時螺栓大小合適，而且成對安裝，故取。再通過公式求得，因此，選定刀片長度為。4. 螺栓孔的形狀和尺寸 螺栓孔尺寸 推薦螺栓直徑基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差（最 小）（近似值）1324141712163022161939243120注：采用GB1076沉頭方頸螺栓時，沉頭座錐角應(yīng)按制作。 螺栓形狀及標(biāo)注根據(jù)前面的選擇，故對應(yīng)的螺栓尺寸可以確定了。5. 技術(shù)要求1) 螺栓孔用沖壓方法加工時， mm。2) 刀片熱處理，最小淬火寬度50mm，淬硬層深2~4 mm，硬度為40~50 mm。3) 刀刃的直線度在任一1000 mm長度上為2 mm。4) 刀片不得有裂紋、毛刺及其他不利用使用的缺陷。第4章 PY180平地機(jī)工作裝置液壓原理圖設(shè)計液壓系統(tǒng)的設(shè)計是整機(jī)設(shè)計的有機(jī)組成部分，在設(shè)計時應(yīng)滿足主機(jī)在動作和循環(huán)和靜、動態(tài)特性之外，還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)簡單、使用維護(hù)方便、工作安全可靠、效率高、壽命長、經(jīng)濟(jì)性好等條件。 工作裝置液壓系統(tǒng)工況分析在工況分析前應(yīng)該做到對PY180平地機(jī)工作裝置的運(yùn)動形式、工作要求、工作環(huán)境有十分清楚，這里就對工作裝置的液壓工況做出分析。1. 鏟刀左右升降動作，根椐不同的作業(yè)要求而改變鏟刀升降來滿足平地的要求，通常是左右兩邊的油缸同時升降，這時功率利用率也是最高的。有時刮斜坡時，往往就是只升或者只降一側(cè)的油缸。在運(yùn)輸過程中，鏟刀應(yīng)提至運(yùn)輸位置。這一動作應(yīng)屬于典型工況。2. 鏟刀變角動作根據(jù)不同的作業(yè)要求和工作環(huán)境，時常在鏟土前要調(diào)整好鏟刀的切削角，這樣既利于鏟土更加順利，也能提高功率利用率，同時還能達(dá)到要求的平整精度。由于它的調(diào)整所承受的載荷較少，調(diào)整次數(shù)不是很頻繁，故不能作為典型工況。3. 鏟刀回轉(zhuǎn)動作在鏟土前應(yīng)調(diào)整好鏟刀的工作位置，由于回轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式主要是液壓馬達(dá)帶動渦桿減速器驅(qū)動的，同時回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用的時機(jī)械方法保護(hù)，當(dāng)在過載時摩擦片打滑，此時回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)將會受到很大的反向扭矩?；剞D(zhuǎn)裝置在平地機(jī)作業(yè)中起著十分重要的作用，因此回轉(zhuǎn)動作應(yīng)作為典型工況考慮。4. 鏟刀側(cè)向伸縮動作和鏟刀擺動動作鏟刀側(cè)向伸縮動作：為滿足修刮邊坡等作業(yè)要求時，就必須要求鏟刀能側(cè)向伸縮。鏟刀擺動動作：鏟刀擺動油缸使鏟刀隨轉(zhuǎn)盤繞牽引架對稱軸線左右擺動。 工作裝置液壓典型工況序號典型工況一次循環(huán)動作特點1鏟刀左右升降左—上升—保持—下降；右—下降—保持—上升；左右同時上升—下降；（中間有制動）動作速度慢；制動時沖擊??；在工作中受到的反向作用力很大。2鏟刀回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)—制動—鎖緊過載的情況下，受到很大的沖擊；制動響應(yīng)快；制動慣性沖擊大。3伸縮動作外伸—停止—縮回運(yùn)動平穩(wěn)；負(fù)載較小 液壓系統(tǒng)要求根據(jù)PY180平地機(jī)工作的典型工況對系統(tǒng)的要求主要反映在以下幾個液壓回路的要求上。1. 鏟刀升降回路1) 左、右兩邊的油缸能單獨(dú)動作，也能同時動作，要求分流單獨(dú)動作，合流時同時動作，合流、分流由手動控制。2) 要求在鏟刀提升或者下降到土里時能鎖緊回路，以防在反作用下使鏟刀產(chǎn)生位移。3) 同時動作由雙泵供油，單獨(dú)動作時，由一個泵供油；4) 承受負(fù)載大，不泄漏。2. 鏟刀回轉(zhuǎn)回路1) 能獨(dú)立動作；2) 具有自鎖性，防止在外扭矩作用下產(chǎn)生位移；3) 電液自動控制回轉(zhuǎn)行程；4) 承受負(fù)載大，不泄漏。3. 伸縮回路1) 能獨(dú)立動作；2) 手動閥控制伸出距離。4. 變角回路1) 承受鏟土自量和水平阻力的外作用；2) 變化精度高，行程短；3) 電液自動控制；4) 壓力高，不能泄漏。這幾個回路是平地機(jī)工作裝置的主要液壓回路，在平地機(jī)工作時起著重要的作用，還有其它的回路，如鏟刀擺動回路，因為它不是主要工況，現(xiàn)對其不進(jìn)行詳細(xì)的說明。 液壓系統(tǒng)類型選擇工作裝置液壓系統(tǒng)方案選擇根據(jù)開式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點，結(jié)合上述的典型工況，再參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品的液壓設(shè)計，在平地機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)上決定采用雙泵多回路和多種形式的高壓定量系統(tǒng)。各個回路均采用開式系統(tǒng)，其中通過油路換向閥來控制獨(dú)立工作還是合流同時工作。在鏟刀升降回路中采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路并在回油路上設(shè)置背壓閥，并加上雙向液壓鎖防止鏟刀在重負(fù)載下產(chǎn)生位移，造成平整精度達(dá)不到要求。通過油路換向閥來控制分流、合流，從而進(jìn)行鏟刀提升、下降的動作。由于平地機(jī)是的目的是為了平整地面，因此在作業(yè)過程中不宜隨時調(diào)整鏟刀的空間位置，為了靈活多變的作業(yè)方式，回轉(zhuǎn)回路是十分重要，采用定量泵—變量馬達(dá)的開式系統(tǒng)來完成回轉(zhuǎn)動作，在回轉(zhuǎn)時應(yīng)當(dāng)動作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速低，高壓低流量的液壓工況，采用葉片馬達(dá)才能滿足其要求。伸縮回路是一個獨(dú)立自由的回路，由手動控制閥直接控制，但要注意在鏟土?xí)r，伸縮油缸仍會受到一部分作用力，為了防止伸縮缸發(fā)生位移，應(yīng)在回路中加上單向閥。擺動動作用擺動液壓缸來實現(xiàn)其動作，以上回路均采用三位六通閥并聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓力控制。由于平地機(jī)工作裝置負(fù)載較大，有很大的液壓沖擊，這種情況就應(yīng)該使用蓄能器和增加緩沖回路，以延長換向時間，減緩液壓沖擊。1．機(jī)構(gòu)組合情況由于升降機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變角機(jī)構(gòu)和擺動機(jī)構(gòu)都是相互獨(dú)立的運(yùn)動，可單獨(dú)動作也可同時動作，因此這幾個機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡單。2．動力分配情況