【文章內(nèi)容簡介】 素。1．保證轉(zhuǎn)斗挖掘時產(chǎn)生足夠大的斗齒挖掘力，即在鏟斗油缸全行程中產(chǎn)生的斗齒挖掘力應(yīng)大于正常工作情況下的挖掘阻力。當(dāng)鏟斗油缸作用力臂最大時，所產(chǎn)生的最大斗齒挖掘應(yīng)能使?jié)M載鏟斗靜止不動。2．保證鏟斗的擺角范圍。鏟斗的擺角范圍一般取140176。～160176。，在特殊作業(yè)時可以大于180176。，擺角位置可以按圖25布置。當(dāng)鏟斗油缸全縮時，鏟斗與斗桿軸線夾角（在軸線上方）應(yīng)大于10176。,常取15176。～25176。，鏟斗油缸全伸、鏟斗滿載回轉(zhuǎn)時，應(yīng)使土壤不從斗中撒落。3．鏟斗從位置Ⅰ到位置Ⅱ時圖25，鏟斗油缸作用力臂最大，這里能得到斗齒最大切削角度的1/2左右，即當(dāng)鏟斗挖掘深度最大時，正好斗齒挖掘力也最大。實際上鏟斗的切削轉(zhuǎn)角是可變的。在許多情況下，特別是進行復(fù)合動作挖掘時，鏟斗的切削轉(zhuǎn)角一般都小于100176。，而且鏟斗也不一定都在初始位置Ⅰ開始挖掘。因此，目前一般取位置Ⅰ至位置Ⅱ的轉(zhuǎn)角為30176?！?0176。，在這個角度范圍內(nèi)可以照顧到鏟斗在挖掘過程中能較好地適應(yīng)挖掘阻力的變化，又可以使鏟斗在開始挖掘時就有一定的挖掘力[6]。圖25　鏟斗擺角范圍 動臂、斗桿、鏟斗機構(gòu)參數(shù)的選擇 反鏟裝置總體方案的選擇反鏟方案選擇的主要依據(jù)是設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的使用要求，據(jù)以決定工作裝置是通用或是專用的。以反鏟為主的通用裝置應(yīng)保證反鏟使用要求，并照顧到其它裝置的性能。專用裝置應(yīng)根據(jù)作業(yè)條件決定結(jié)構(gòu)方案，在滿足主要作業(yè)條件要求的同時照顧其它條件下性能。反鏟裝置總體方案的選擇包括以下方面：1．動臂及動臂液壓缸的布置確定用組合式或整體式動臂，以及組合式動臂的組合方式或整體式動臂的形狀。確定動臂液壓缸的布置為懸掛式或是下置式。前面已確定采用整體式動臂，動臂液壓缸的布置為下置式。2．斗桿及斗桿液壓缸的布置確定用整體式或組合式斗桿，以及組合式斗桿的組合方式或整體式斗桿是否采用變鉸點調(diào)節(jié)。前面已確定采用整體式斗桿。3．確定動臂與斗桿的長度比，即特性參數(shù)K1=l1/l2。對于一定的工作尺寸而言，動臂與斗桿之間的長度比可在很大內(nèi)選擇。一般當(dāng)K12時，（有反鏟取K13）稱為長動臂短斗桿方案，當(dāng)K1?！?之間稱為中間比例方案。要求適用性較強而又無配套替換構(gòu)件或可調(diào)結(jié)構(gòu)的反鏟常取中間比例方案。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。在使用條件單一，作業(yè)對象明確的條件下采用整體式動臂和斗桿固定鉸接，K1值由作業(yè)條件確定。從作業(yè)范圍看，在挖高、挖深與挖掘半徑均相同的條件下，K1愈大作業(yè)范圍愈窄，從挖掘方式看K1大宜用于斗桿挖掘為主，因其剛度較易保證。而K1值小宜用于以轉(zhuǎn)斗挖掘為主。本設(shè)計采用中間比例方案,取K1=。4．確定配套鏟斗的種類、斗容量及其主參數(shù)，并考慮鏟斗連桿機構(gòu)傳動比是否需要調(diào)節(jié)。5．根據(jù)液壓缸系統(tǒng)壓力、流量、系統(tǒng)回路供油方式、工廠制造條件和三化要求等確定各液壓缸缸數(shù)、缸徑、全伸長度與全縮長度之比l?？紤]到結(jié)構(gòu)尺寸、運動余量、穩(wěn)定性和構(gòu)件運動幅度等因素一般取l1=～，個別情況下因動臂擺角和鉸點布置要求可以取l1≤，而取l2=～，l3=～[7]。 機構(gòu)自身幾何參數(shù)機構(gòu)自身幾何參數(shù)有三類，第一類是決定機構(gòu)運動特性的必要參數(shù)，稱原始參數(shù)，本次設(shè)計主要選擇長度參數(shù)作為原始參數(shù)；第二類是由第一類參數(shù)推算出來的參數(shù)，稱推導(dǎo)參數(shù)，多為運算中需要的角度參數(shù)；第三類是作方案分析比較所需要的其它特性參數(shù)。反鏟機構(gòu)各部分原始參數(shù)、推導(dǎo)參數(shù)和部分特性參數(shù)見表22所示。表22反鏟機構(gòu)自身幾何參數(shù)表參數(shù)分類機　　　　構(gòu)　　　　組　　　　成鏟斗斗桿動臂符　　　　號　　　　意　　　　義原始參數(shù)l3=QV，l12=MH，l13=MN，l14=HN，l24=QK，l25=KV，l29=KHl2=FQ，l9=EF，l10=FG，l11=EG，l15=GN，l16=FN，l21=NQl1=CF，l6=CDl7=CB，l8=DF，l22=BF推導(dǎo)參數(shù)α9＝∠NMHα10＝∠KQVα4＝∠EFGα5＝∠GNFα6＝∠GFNα7＝∠NQFα8＝∠NFQα2＝∠BCFα3＝∠DFC特性參數(shù)K2=，l3K2=，l3K2=l3α1＝∠CZFσ=K1=備注L2—斗桿長l1—動臂長α1—動臂彎角 斗形參數(shù)的選擇斗容量q、平均斗寬B，轉(zhuǎn)斗挖掘半徑R和轉(zhuǎn)斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角2d這里令d=dmax是鏟斗的四個主要參數(shù)。R、B及2d三者與q之間有以下幾何關(guān)系圖26[8]。 (21)其中　q——：q=(已知)，鏟斗斗容量；R——鏟斗挖掘半徑，單位m；B——鏟斗斗寬，根據(jù)反鏟斗平均斗寬統(tǒng)計值和推薦范圍，查表26[7]取B＝；2d——鏟斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角，一般取2d＝90176。～100176。，取2d=95176。=、B、2d代入式(21)得：解得：R=圖26　鏟斗主參數(shù)示意圖鏟斗上兩個鉸點K與Q的間距l(xiāng)24圖25太大將影響鏟斗傳動特性，太小則影響鏟斗結(jié)構(gòu)剛度。一般取特性：K2=l24/l3=～取K2＝＝l24/l3=，R=，得出l24=。當(dāng)轉(zhuǎn)角較大時K2取較小值，一般取a10=208。KQV=95176。～115176。，取208。KQV =105176。2 .斗形尺寸計算根據(jù)鏟斗主要參數(shù)可進一步設(shè)計計算斗形其尺寸，如圖27所示。圖中三角形OGE為等腰三角形，OA段為直線，AB弧段為拋物線。A點至直線EB的距離為H，拋物線定點高度為L，一般取H＝L。斗尖角b取值范圍一般為20176?！?0176。，斗側(cè)壁角為l取30176?！?0176。，包角d取108176。常見鏟斗斗形參數(shù)參考表22。改變?nèi)切蜲EG的形狀可以獲得不同的形狀的斗形。斗形尺寸根據(jù)比擬法D=(已知)、RD=(已知)，得出：c1=；c2=；c3=；R=；m=；l=40176。；b=23176。；d=108176。；H＝L=。圖27　反鏟斗計算尺寸鏟斗的幾何形狀應(yīng)對挖掘比阻力達到最小值。鏟斗及切削時的主要參數(shù)，如圖27所示，圖中鏟斗容量q、長度L、寬度B、高度H、切削角α、刃角β和后角γ等參數(shù)的選擇都對挖掘比阻力有直接影響。斗齒在鏟斗上的布置（齒寬和齒距）也是一個重要參數(shù)[9]。為使斗側(cè)壁不參與切削，鏟斗應(yīng)裝有側(cè)齒。一般齒寬：m；齒長：m；齒距為：m；取a=斗前臂與切削面的間隙?。? ==又由于鏟斗寬度B=,齒寬與齒距之和為a+b因此：斗裝有3個齒。另外齒尖應(yīng)保持銳利，否則挖掘阻力將急劇增加。新鑄（或鍛）的齒只有一個小的圓弧尖連續(xù)工作后，齒尖將逐漸磨損，并變鈍。通常，挖掘Ⅱ～Ⅲ級土壤，齒尖顯著磨鈍后，挖掘阻用將增加50～100%。因此，為避免這種超載挖掘，應(yīng)及時更換或在齒刃口上堆焊硬質(zhì)合金層，斗齒做成楔入式或組合式，以便快速更換和修補。圖28　鏟斗的基本參數(shù)切削角對切削阻力影響也很大。通常，挖Ⅰ～Ⅲ級土?xí)r，斗切削角為a＝20176?！?5176。（較大值適用于硬土，小值適用于一般土），常用切削角為a＝30176。，本次設(shè)計取a＝30176。，后角l不應(yīng)小于5176。，刃角取25176。 動臂機構(gòu)參數(shù)的選擇由于鏟斗容量q＝,根據(jù)國內(nèi)外液壓挖掘機有關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，通過類比法，選出參數(shù)機重G＝5t。又根據(jù)經(jīng)驗公式計算法，參考表13機體尺寸和工作尺寸經(jīng)驗系數(shù)表[7]，線尺寸參數(shù)：得出:最大挖掘半徑： m；最大挖掘深度：m； 最大卸載高度：m據(jù)統(tǒng)計，最大挖掘半徑R1值一般與l1+ l2+ l3的和值很接近。因此由要求R1，已定的l3和K1可按下列經(jīng)驗公式初選ll2： (22)其中： R1=；K1＝；經(jīng)計算得出：l2=； l1= K1 l2==在三角形CZF中，al1和K3都可以根據(jù)經(jīng)驗初選出：其中　a1——動臂的彎角，采用彎角能增加挖掘深度，但降低了卸載高度，但太小對結(jié)構(gòu)的強度