【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下動(dòng)臂所受的載荷相對(duì)要小，故選擇下動(dòng)臂的側(cè)板的厚度為。許用應(yīng)力的選?。簞?dòng)臂鋼板所選的材料為挖掘機(jī)中所普遍采用的低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn，其屈服極限，并初選安全系數(shù)則許用應(yīng)力： （410）應(yīng)力的計(jì)算與危險(xiǎn)截面尺寸的求?。何ｋU(xiǎn)截面所圍成的面積：危險(xiǎn)截面所圍成的有效面積： （411） 則上動(dòng)臂的有效面積： （412）下動(dòng)臂的有效面積： （413）上動(dòng)臂危險(xiǎn)截面對(duì)Y軸的慣性矩 （414）下動(dòng)臂危險(xiǎn)截面對(duì)Y軸的慣性矩 （415）上動(dòng)臂危險(xiǎn)截面對(duì)Z軸的慣性矩 （416）同理下動(dòng)臂危險(xiǎn)截面對(duì)Z軸的慣性矩 （417）上動(dòng)臂危險(xiǎn)截面中拉伸軸向力所產(chǎn)生的正應(yīng)力： （418）彎曲所產(chǎn)生的正應(yīng)力： （419）由應(yīng)力的合成有： （420）解之：第4章 工作裝置挖掘力分析 鏟斗油缸和斗桿作用力的確定 鏟斗油缸作用力確定。反鏟裝置工作過(guò)程中，以反鏟最主要的位置——最大挖掘深度時(shí)能保證最大挖掘力來(lái)分析確定鏟斗油缸作用力。此時(shí)，計(jì)算位置為動(dòng)臂下放到最低位置。鏟斗油缸作用力對(duì)鏟斗與斗桿鉸點(diǎn)有最大力臂。式中l(wèi)1——鏟斗油缸作用力對(duì)搖臂與斗桿鉸點(diǎn)的力臂（此位置為搖臂長(zhǎng)度），m；lc——F1max對(duì)鏟斗與斗桿鉸點(diǎn)C的力臂，m。斗桿油缸最大作用力計(jì)算位置為動(dòng)臂下放到最低位置，斗桿油缸對(duì)斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn)有最大力臂。即對(duì)斗桿產(chǎn)生最大作用力矩，并使斗齒間和鉸點(diǎn)B、C在一條直線上。 鏟斗、斗桿油缸作用力分析 動(dòng)臂油缸作用力的確定動(dòng)臂油缸作用力的確定。動(dòng)臂油缸的作用力即最大提升力，以能提升鏟斗內(nèi)裝滿土壤的工作裝置至最大卸載距離位置進(jìn)行卸載來(lái)確定，.式中Gdt——鏟斗及其裝載土壤的重力，N；Gg——斗桿所受重力，N；Gb——?jiǎng)颖鬯苤亓Γ琋；ldA——鏟斗質(zhì)心到動(dòng)臂下鉸點(diǎn)A的水平距離，m；lgA——斗桿質(zhì)心到動(dòng)臂下鉸點(diǎn)A的水平距離，m；lbA——?jiǎng)颖圪|(zhì)心到動(dòng)臂下鉸點(diǎn)A的水平距離，m。 動(dòng)臂油缸作用力分析 各液壓缸實(shí)際作用力的確定挖掘機(jī)設(shè)計(jì)初，在其他參數(shù)還未確定的情況下。可以對(duì)比同類(lèi)型液壓挖掘機(jī)，采用經(jīng)驗(yàn)公式初步確定斗桿、動(dòng)臂、鏟斗液壓缸的作用力。，可以看出。鏟斗、斗桿最大作用力與整機(jī)質(zhì)量之間存在一定的線性關(guān)系。 液壓缸作用力與整機(jī)質(zhì)量關(guān)系圖可通過(guò)以下公式估算液壓缸作用力f2=F= f1=式中F—— 鏟斗油缸作用力，KN；f1——斗桿油缸作用力，KN；f2——?jiǎng)颖塾透鬃饔昧?，KN；M——整機(jī)質(zhì)量，t。代入公式得 f2= F= f1=第5章 小型液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)概述 把液壓挖掘機(jī)液壓元件用管路連接起來(lái)從而滿足液壓挖掘機(jī)工作裝置以及各個(gè)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的要求的系統(tǒng)，叫做挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)。它是以液壓油作為工作介質(zhì)，通過(guò)液壓泵將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗軅魉统鋈?，最后?jīng)液壓馬達(dá)或者液壓缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，完成液壓挖掘機(jī)的各種動(dòng)作。 小型液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的基本組成及要求通常挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)由工作裝置系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)和行走系統(tǒng)這三個(gè)基本部分組成。其中工作裝置系統(tǒng)主要由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗及相應(yīng)的液壓油缸，工作裝置實(shí)現(xiàn)的挖掘和卸載動(dòng)作由動(dòng)臂回路、斗桿回路和鏟斗回路這三個(gè)液壓回路聯(lián)合進(jìn)行控制；回轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要由回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)和回轉(zhuǎn)齒輪齒圈等組成，它由液壓系統(tǒng)回路里的回轉(zhuǎn)回路進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)工作裝置和上回轉(zhuǎn)部分的左右轉(zhuǎn)向，方便工作裝置的挖掘和卸載動(dòng)作，回轉(zhuǎn)系統(tǒng)在工作時(shí)還必須滿足回轉(zhuǎn)迅速、啟動(dòng)和制動(dòng)無(wú)沖擊、合理分配各機(jī)構(gòu)流量等要求；行走系統(tǒng)主要是支撐挖掘機(jī)整機(jī)重量和完成挖掘機(jī)行走動(dòng)作的，主要分為履帶式結(jié)構(gòu)和輪胎式結(jié)構(gòu)，行走動(dòng)作通常是由行走馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)。單斗液壓挖掘機(jī)的動(dòng)作復(fù)雜，主要機(jī)構(gòu)經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)、換向，外負(fù)荷變化很大，沖擊和振動(dòng)多，而且野外作業(yè)的溫度和環(huán)境變化大，所以對(duì)液壓系統(tǒng)的要求是多方面的。根據(jù)液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)，液壓系統(tǒng)要滿足主機(jī)正常工作要求，即：（1）動(dòng)臂、斗桿和鏟斗要有獨(dú)立的傳動(dòng)系統(tǒng)和控制裝置，可以各自單獨(dú)動(dòng)作，也可以互相配合實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作。（2）工作過(guò)程中，要求工作裝置的動(dòng)作和轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)既能單獨(dú)進(jìn)行，又能作復(fù)合動(dòng)作，以提高機(jī)械生產(chǎn)率；（3）履帶式液壓挖掘機(jī)的左、右履帶要求獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，使機(jī)械行走方便，轉(zhuǎn)向靈活，并可以原地轉(zhuǎn)彎；（4）液壓挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)不需行走，行走時(shí)不能作業(yè)，所以行走裝置行走時(shí)，工作裝置和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不需要?jiǎng)幼?；?）液壓挖掘機(jī)的一切動(dòng)作都是可逆的，而且要求實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；（6）要求機(jī)械工作可靠，各種作業(yè)油缸要有良好的過(guò)載保護(hù)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和行走裝置要有可靠的制動(dòng)和限速，能防止動(dòng)臂因自重而快速下降和整機(jī)超速溜坡的異常情況發(fā)生。為了達(dá)到上述要求，挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：（1） 傳動(dòng)效率高，動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性好；（2） 液壓元件可靠性高，能夠承受較大的負(fù)載和沖擊；（3） 在油箱里裝冷卻器，減少發(fā)熱量，盡量使液壓油溫低于80℃或溫升低于45℃；（4） 液壓系統(tǒng)的密封要好，裝設(shè)濾油器和防塵裝置，避免液壓油被粉塵和顆粒等污染；（5） 采用液壓伺服操作裝置，對(duì)駕駛室進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，提高液壓挖掘機(jī)工作性能，減少駕駛員的工作強(qiáng)度。 小型液壓挖掘機(jī)的基本動(dòng)作分析小型液壓挖掘機(jī)的工作過(guò)程主要包括作業(yè)循環(huán)過(guò)程和整機(jī)移動(dòng)過(guò)程兩項(xiàng)動(dòng)作。小型液壓挖掘機(jī)的一個(gè)作業(yè)循環(huán)過(guò)程包括：挖掘——通常以斗桿油缸動(dòng)作為主，然后用鏟斗油缸調(diào)整切削土壤的角度，兩者配合挖掘。有復(fù)雜的挖掘動(dòng)作，參照作業(yè)要求，實(shí)現(xiàn)鏟斗、斗桿和動(dòng)臂三個(gè)油缸的復(fù)合動(dòng)作，來(lái)保證鏟斗能夠按某一特定軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行挖掘。滿斗提升與回轉(zhuǎn)——挖掘結(jié)束后，鏟斗缸伸出，滿斗開(kāi)始提升，同時(shí)回轉(zhuǎn)馬達(dá)啟動(dòng)，上回轉(zhuǎn)臺(tái)開(kāi)始向卸土的方向回轉(zhuǎn)。卸載——當(dāng)上轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)到卸土地點(diǎn)，轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行制動(dòng)。斗桿油缸開(kāi)始調(diào)整卸載半徑，鏟斗油缸收縮，鏟斗卸載。返回——當(dāng)卸載結(jié)束時(shí)，上轉(zhuǎn)臺(tái)向反方向回轉(zhuǎn)。同時(shí)，動(dòng)臂油缸和斗桿油缸兩者配合動(dòng)作，使空斗轉(zhuǎn)到于新的挖掘位置進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的挖掘作業(yè)。整機(jī)移動(dòng)過(guò)程包括：直線行駛——對(duì)于履帶式挖掘機(jī)來(lái)說(shuō)，行駛主要是由左右兩邊的馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)兩個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)速一致時(shí)，挖掘機(jī)直線行駛。轉(zhuǎn)彎——當(dāng)履帶式挖掘機(jī)行駛過(guò)程中要轉(zhuǎn)彎時(shí)，只要兩個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)速不一樣即可，可邊走邊轉(zhuǎn)也可原地轉(zhuǎn)彎。 小型液壓挖掘機(jī)的基本回路分析 液壓系統(tǒng)基本回路是由一個(gè)或者幾個(gè)液壓元件有機(jī)連接而成的、能夠完成特定動(dòng)作的典型液壓回路，它是挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的組成單元。液壓系統(tǒng)是由基本回路組成的一個(gè)有機(jī)整體，主要包括限壓回路、卸荷回路、緩沖回路、節(jié)流調(diào)速回路和節(jié)流限速回路、行走限速回路、支腿順序回路和鎖緊回路等。 限壓回路 限壓回路是用來(lái)限制系統(tǒng)壓力的，使壓力值不超過(guò)其一調(diào)定值。限壓的目的有兩個(gè)：一，限制系統(tǒng)的最高壓力，避免液壓系統(tǒng)和液壓元件因過(guò)載而損壞，通常用安全閥來(lái)實(shí)現(xiàn)限壓，安全閥設(shè)置在液壓泵出油口附近油路上；二，保證系統(tǒng)中某部分的壓力保持定值或不超過(guò)特定值，通常用溢流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。溢流閥在調(diào)定系統(tǒng)壓力時(shí)，其多余的流量最終通過(guò)此閥流回到油箱，因此溢流閥閥口是常開(kāi)的。 限壓回路不僅能限制系統(tǒng)壓力，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行卸荷，還能保證挖掘機(jī)正常工作。，當(dāng)換向閥l處在中位時(shí)，液壓泵與主回路斷開(kāi)，處于不工作位置；若換向閥處于左位時(shí)，液壓泵與主回路接通，液壓缸上有負(fù)載W，則液壓缸無(wú)桿腔會(huì)受到很大的閉鎖壓力，當(dāng)此壓力很大的話，就有可能損壞管路和液壓元件，因此，液壓缸的進(jìn)出油路處都要安裝溢流閥2和3。當(dāng)閉鎖壓力大于溢流閥的調(diào)定壓力時(shí)，溢流閥2和3就都打開(kāi)，液壓油流回油箱，從而實(shí)現(xiàn)卸荷；換向閥處于右位同理。溢流閥的調(diào)定壓力與液壓系統(tǒng)的壓力無(wú)關(guān)，通常溢流閥的調(diào)定壓力越大，液壓缸的閉鎖力就越大，對(duì)挖掘機(jī)的作業(yè)就越有利，但過(guò)高的壓力則會(huì)損壞管路和元件，所以一般情況下，高壓系統(tǒng)限壓閥的壓力調(diào)定值通常為系統(tǒng)壓力的125%上下，若是中高壓系統(tǒng)的話比125%還要高。1—換向閥；3—溢流閥；4—液壓缸 限壓回路 卸荷回路 卸荷回路是設(shè)計(jì)是為了讓挖掘機(jī)在不工作時(shí)液壓泵能以最低的功率運(yùn)行，從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗。液壓挖掘機(jī)卸荷回路通常有換向閥中位卸荷回路（(a)）和穿越換向閥卸荷回路（(b)）兩種。 在換向閥中位卸荷回路中，通常采用中位機(jī)能是M型的三位四通換向閥，當(dāng)挖掘機(jī)不工作時(shí)，換向閥處于中位，進(jìn)油口和出油口聯(lián)通，油液經(jīng)過(guò)系統(tǒng)能各個(gè)換向閥后流回油箱，實(shí)現(xiàn)卸荷功能。這種回路通常用于高壓的串聯(lián)液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但受系統(tǒng)沖擊影響大而且操作很不穩(wěn)定。在穿越換向閥卸荷回路中，換向閥采用的是帶有過(guò)油通路三位六通換向閥，當(dāng)挖掘機(jī)不工作時(shí)，換向閥處于中位，液壓油液依次經(jīng)過(guò)換向閥通路以最低壓力流回油箱，最終實(shí)現(xiàn)卸荷。這種回路常用于高壓并聯(lián)系統(tǒng)，受液壓換向沖擊小，操作時(shí)比較平穩(wěn)而且工作可靠。 （a） 換向閥中位卸荷 （b） 穿越換向閥卸荷 卸荷回路