【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓馬達(dá)進(jìn)出口壓力差 q液壓馬達(dá)最大排量 液壓馬達(dá)機(jī)械效率，M1==(Nm)（2） 最大轉(zhuǎn)速n2 n2= （）式中 Q液壓泵最大輸出流量 液壓泵容積效率， q液壓馬達(dá)最大排量n2==1784 (r/min)4 工作裝置的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則1）鏟斗的縱向剖面形狀應(yīng)適應(yīng)挖掘過程各種物料在斗中運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有利于物料的流動(dòng)，使裝土阻力最小，有利于將鏟斗充滿。2) 裝設(shè)斗齒，以增大鏟斗對(duì)挖掘物料的線比壓，斗齒及斗形參數(shù)具有較小的單位切削阻力，便于切入及破碎土壤。斗齒應(yīng)耐磨、易于更換。 3)為使裝進(jìn)鏟斗的物料不易掉出，斗寬與物料直徑之比應(yīng)大于4：1。 4）物料易于卸凈，縮短卸載時(shí)間，并提高鏟斗有效容積。 工作裝置的主要組成及其特點(diǎn) 工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置，是液壓挖掘機(jī)的重要組成部分，它由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成。動(dòng)臂起落、斗桿伸縮、鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)都用往復(fù)式雙作用液壓缸控制。根據(jù)斗桿和動(dòng)臂剛性連接可分為正鏟和反鏟兩種。 反鏟結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 鉸接式反鏟是單斗液壓挖掘機(jī)最常用的結(jié)構(gòu)形式，動(dòng)臂、斗桿和鏟斗等主要部件彼此鉸接，在液壓缸的作用下各部分繞交接點(diǎn)擺動(dòng)，完成挖掘動(dòng)作。 （1）動(dòng)臂 動(dòng)臂是反鏟的主要部件，組合式動(dòng)臂它用輔助連桿或液壓缸或螺栓連接而成。上下動(dòng)臂之間的夾角可用輔助連桿或液壓缸來調(diào)節(jié)，在挖掘作業(yè)中可隨時(shí)大幅度調(diào)整上下臂之間的夾角，從而提高挖掘機(jī)的作業(yè)性能尤其是在反鏟或抓斗挖掘窄而深的基坑時(shí)，容易得到較大距離的垂直挖掘軌跡，提高挖掘質(zhì)量和生產(chǎn)力。本設(shè)計(jì)選用組合式動(dòng)臂。 （2）反鏟斗 反鏟斗用的鏟斗形式、尺寸與其作業(yè)對(duì)象有很大關(guān)系。鏟斗的斗齒采用裝配式，其形式有橡膠卡銷式和螺栓連接式。 反鏟式挖掘機(jī)的主要部件 正鏟工作裝置 單斗液壓挖掘機(jī)的正鏟結(jié)構(gòu)主要有動(dòng)臂、動(dòng)臂油缸、鏟斗、斗底油缸等組成。 鏟斗的斗底利用液壓缸來開啟，斗桿油缸的一端鉸接在動(dòng)臂上，另一端鉸接在斗桿上。動(dòng)臂都為單桿式，頂端呈叉形，以便于斗桿鉸接 正鏟式挖掘機(jī)的主要部件 本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，立足于反鏟，主要用于挖掘機(jī)面一下的土壤。反鏟挖掘機(jī)每一作業(yè)循環(huán)包括挖掘、回轉(zhuǎn)、卸料和返回等四個(gè)過程。其工作過程為：先放下動(dòng)臂至挖掘位置，然后轉(zhuǎn)動(dòng)斗桿及鏟斗，向著挖掘機(jī)方向拉轉(zhuǎn)，當(dāng)挖掘至裝滿鏟斗的時(shí)候，提升動(dòng)臂式鏟斗離開土壤，邊提升邊回轉(zhuǎn)至卸載位置，轉(zhuǎn)斗卸掉土壤，然后再回轉(zhuǎn)到工作面。因此經(jīng)過上述比較，選擇組合式動(dòng)臂反鏟裝置作為本設(shè)計(jì)的工作裝置。 反鏟的設(shè)計(jì)參數(shù)（1）挖掘阻力 切向阻力F1=bc （） 法向阻力F2=F1 （）式中 挖掘比阻力，由試驗(yàn)確定 系數(shù)，由試驗(yàn)確定 b斗寬 c切削厚度 （2）挖掘功 當(dāng)不計(jì)土壤的松軟系數(shù)和鏟斗的裝滿系數(shù)時(shí)，斗容量 Q=bcL （） L挖掘行程 所以上述切向阻力P1=bc=q/L 即P1 L=q 在挖掘過程中法向阻力不做功，只有切向阻力做功，簡(jiǎn)稱挖掘功 5 回轉(zhuǎn)裝置的設(shè)計(jì) 1）當(dāng)角加速度和回轉(zhuǎn)力矩不超過允許值時(shí)，應(yīng)盡可能的縮短轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)時(shí)間。在回轉(zhuǎn)部分慣性矩已知的情況下，角加速度的大小受轉(zhuǎn)臺(tái)最大扭矩的限制，此扭矩不應(yīng)超過行走部分與土壤的附著力矩。 2）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)挖掘機(jī)工作裝置的動(dòng)載荷系數(shù)不應(yīng)超過允許值。 回轉(zhuǎn)裝置的組成及其特點(diǎn)液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)裝置由轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支撐和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成。回轉(zhuǎn)支撐的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，帶齒的內(nèi)座圈與底架用螺栓連接，內(nèi)外座圈之間設(shè)有滾動(dòng)體。轉(zhuǎn)臺(tái)的主要承載部分是由鋼板焊接成的抗扭和抗彎剛度很大的箱形框架結(jié)構(gòu)主梁，動(dòng)臂及其液壓缸酒只承載主梁的吊耳上。主梁下有襯板和支撐環(huán)與回轉(zhuǎn)支撐連接，轉(zhuǎn)臺(tái)支撐處應(yīng)有足夠的剛度，以保證回轉(zhuǎn)支撐正常運(yùn)轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)支撐采用滾動(dòng)軸承式，其特點(diǎn)是：尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大，回轉(zhuǎn)摩擦阻力小，滾動(dòng)體與滾道之間的間隙小，回轉(zhuǎn)支撐的轉(zhuǎn)速小，內(nèi)外座圈的剛度依靠轉(zhuǎn)臺(tái)與底架來保證。 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)按照轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度分為：完全回轉(zhuǎn)（360.)和不完全回轉(zhuǎn)（90270）。液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)支撐裝置用于承載回轉(zhuǎn)平臺(tái)以上機(jī)體的重量并實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。除了再懸掛式和伸縮臂式液壓挖掘機(jī)的上游采用半回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)外，現(xiàn)代液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)普遍采用了完全回轉(zhuǎn)的液壓傳動(dòng)方式。合理的設(shè)計(jì)選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，對(duì)于提高生產(chǎn)率和能源利用率具有十分重要的意義。本設(shè)計(jì)采用完全回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)原理圖 回轉(zhuǎn)裝置原理工作原理：A、B是回轉(zhuǎn)馬達(dá)的主油口，當(dāng)A是進(jìn)油口，則B是出油口，當(dāng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這時(shí)二位二通電磁換向閥打開，防止馬達(dá)反轉(zhuǎn)。而當(dāng)進(jìn)油口壓力過大時(shí)，過多油液經(jīng)安全閥流回油箱，油液不足時(shí)可以通過M補(bǔ)油口進(jìn)行補(bǔ)油，當(dāng)PX動(dòng)作時(shí)二位二通電磁換向閥動(dòng)作，使液壓缸的活塞右移回轉(zhuǎn)馬達(dá)部制動(dòng)，當(dāng)PX不動(dòng)作時(shí)液壓缸的油液在彈簧力作用下經(jīng)二位二通電磁換向閥流出，回轉(zhuǎn)馬達(dá)制動(dòng)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能經(jīng)減速器后傳給回轉(zhuǎn)裝置。6 液壓系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作為機(jī)電一體化挖掘機(jī)設(shè)計(jì)的重要組成部分，設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足挖掘機(jī)工作循環(huán)所需的全部技術(shù)要求，且靜動(dòng)態(tài)性能好、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作安全可靠、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性好、使用維護(hù)方便。 液壓挖掘機(jī)的工況分析液壓挖掘機(jī)的主要功能動(dòng)作包括以下幾個(gè)動(dòng)作：動(dòng)臂升降、斗桿收放、鏟斗裝卸、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)、整機(jī)行走以及其它輔助動(dòng)作。去了輔助動(dòng)作不需要全功率驅(qū)動(dòng)以外，其他都是液壓挖掘機(jī)的主要?jiǎng)幼?，要考慮全功率驅(qū)動(dòng)。挖掘機(jī)的典型作業(yè)流程：1） 整機(jī)移動(dòng)至合適的位置2） 回轉(zhuǎn)平臺(tái)，使工作裝置處于挖掘裝置3） 動(dòng)臂下降，并調(diào)整斗桿、鏟斗至合適位置4） 斗桿、鏟斗挖掘作業(yè)5） 動(dòng)臂升起6） 回轉(zhuǎn)工作裝置至卸載裝置7） 操縱斗桿、鏟斗卸載液壓挖掘機(jī)一個(gè)作業(yè)循環(huán)的組成和動(dòng)作的復(fù)合主要包括：1） 挖掘：通常以鏟斗液壓缸和斗桿液壓缸進(jìn)行挖掘，或者兩者配合進(jìn)行挖掘，因此，在此過程中主要是鏟斗和斗桿的復(fù)合動(dòng)作。2） 滿斗舉升回轉(zhuǎn)：挖掘結(jié)束，動(dòng)臂液壓缸將動(dòng)臂頂起，滿斗提升，同事回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)使轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)向卸土處，此時(shí)主要是動(dòng)臂和回轉(zhuǎn)的復(fù)合動(dòng)作。3） 卸載：轉(zhuǎn)到卸土點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)制動(dòng)，用斗桿液壓缸調(diào)節(jié)卸載半徑，然后鏟斗液壓缸回縮。此時(shí)是斗桿和鏟斗的復(fù)合動(dòng)作。4） 空斗返回：此時(shí)是回轉(zhuǎn)和動(dòng)臂或斗桿的復(fù)合動(dòng)作。 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定整機(jī)重量（kg）18200標(biāo)準(zhǔn)斗容（m3）履帶板寬（mm）600高/寬/長(zhǎng)（mm）5426/3260/8594鏟斗挖掘力（KN）138斗桿挖掘力（KN）106最大牽引力（KN）182行走速度（km/h）5/3爬坡能力%70接地比壓（kpa）42回轉(zhuǎn)速度（rpm）發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（nm）786排量（L）功率/轉(zhuǎn)速（kw/rpm）112/1950燃油箱容量（L）350主泵K3V112DT類型2個(gè)變量柱塞泵1個(gè)齒輪泵壓力（Mpa）34最大流量（L/min）206齒輪泵壓力（Mpa）32最大流量（L/min）102液壓油箱容量（L）246最大挖掘高度9275mm最大卸載高度6560mm最大挖掘深度6515mm最大挖掘半徑9680mm輪距2180mm履帶總長(zhǎng)4070mm平臺(tái)離地間隙1065mm底盤寬度2780mm底盤離地間隙468mm履帶寬度2780mm履帶高度600mm運(yùn)輸長(zhǎng)度4500mm 機(jī)電一體化液壓挖掘機(jī)的工作原理 機(jī)電一體化液壓挖掘機(jī)，利用各種傳感器，柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，操縱分配閥，將高壓油送給個(gè)液壓執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。機(jī)電一體化液壓挖掘機(jī)的工作裝置采用連桿機(jī)構(gòu)原理，各部分的動(dòng)作通過液壓缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)。反鏟工作裝置由鏟斗、斗桿、動(dòng)臂、連桿及相應(yīng)的三組液壓缸組成。動(dòng)臂下鉸點(diǎn)鉸接在轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過動(dòng)臂缸的伸縮，使動(dòng)臂連同整個(gè)工作裝置繞動(dòng)臂下鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。依靠斗桿缸使斗桿繞動(dòng)臂的上鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，而鏟斗鉸接于斗桿前端，通過鏟斗缸和連桿使鏟斗繞斗桿前鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。挖掘作業(yè)時(shí)通過回轉(zhuǎn)馬達(dá)、行走馬達(dá)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘裝置。 液壓缸幾何尺寸的計(jì)算 由下表可知，挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)最大負(fù)載約為時(shí)易取液壓缸的工作壓力。液壓缸選用單桿式，并在工作時(shí)采用差動(dòng)連接，此時(shí)液壓缸無桿腔工作面積A1應(yīng)為有腔工作面積A2的兩倍。由于液壓缸回油路上具有背壓力存在，進(jìn)行對(duì)挖掘機(jī)的鎖定，可取。表1 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件工作壓力負(fù)載F/N50005000~1000010000~3000030000~5000050000工作壓力p/Mpa~1~2~44~55~7表2 執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類型背壓力/Mpa簡(jiǎn)單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)~回油