【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 角=∠Q，該角應(yīng)滿足使用要求，一般取0176?！?0176。，特殊情況下可小于0176?；虼笥?0176。（即在之下）。=∠Q一般在130176?！?80176。之間，不宜太大，否則斗齒平均挖掘力要下降。鏟斗油缸最大理論挖掘力應(yīng)與轉(zhuǎn)斗最大挖掘阻力相適應(yīng)。當(dāng)斗齒尖處于時(shí)，鏟斗油缸理論挖掘力應(yīng)不低于其最大值的80﹪，即≥，∠Q一般取25176?！?5176。為好。根據(jù)鏟斗理論挖掘力和功的平衡可知 （215）可得：=840mm因?yàn)殓P斗油缸伸縮比=～，取=故： ==1340mm根據(jù)以上計(jì)算過(guò)程可得油缸的基本尺寸如表22所示表22油缸尺寸 （單位：mm）ABDEGHMinMaxMinMaxMinMax120020001100174084013400 第三章 挖掘裝置受力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算、挖掘阻力的計(jì)算 反鏟裝置工作時(shí)，既可用鏟斗液壓缸挖掘（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)斗挖掘），也可用斗桿液壓缸挖掘（簡(jiǎn)稱斗桿挖掘），或作復(fù)合動(dòng)作挖掘。一般認(rèn)為，斗容量小于 米或在土質(zhì)松軟時(shí)以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹?，反之以斗桿挖掘?yàn)橹?。?）鏟斗挖掘阻力的計(jì)算參照《單斗液壓挖掘機(jī)》235，轉(zhuǎn)斗挖掘時(shí)，挖掘阻力的切向分力可表示為： (31)式中：C：表示土壤硬度系數(shù)，對(duì)二級(jí)土易取C=50～80；R：鏟斗與斗桿鉸點(diǎn)至斗齒間距離，即轉(zhuǎn)斗切削半徑，R=，單位：mmB:切削刃寬度影響系數(shù)，B=1+，其中，b為鏟斗平均寬度；：挖掘過(guò)程中鏟斗總轉(zhuǎn)角的一半；：鏟斗瞬時(shí)轉(zhuǎn)角；A：切削角變化影響系數(shù)，一般取A=；Z：斗齒系數(shù)，有齒時(shí)取Z=，無(wú)齒時(shí)取Z=1；X：斗側(cè)壁厚度影響系數(shù)，X=1+，其中s為側(cè)壁厚度，單位為厘米，初步設(shè)計(jì)時(shí)可取X=。 D:切削刃擠壓土壤的力，與斗容有關(guān)，估算q=～，D=5000～8000.當(dāng)=時(shí)，得到最大挖掘阻力 (32)平均挖掘力按平均厚度下的阻力計(jì)算：近似取 W=(70～80%)W試驗(yàn)證明法向挖掘阻力 W的指向是可變的，數(shù)值也較小，一般W＝0～ W土質(zhì)越均勻W越小，從隨機(jī)統(tǒng)計(jì)的角度看，取法向分力W為零來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算是可以的。這樣W就可以看作為鏟斗挖掘的最大阻力。（2）斗桿挖掘阻力計(jì)算 (33)式中：:挖掘比阻力，對(duì)二級(jí)土=6～13；：挖掘過(guò)程中的總轉(zhuǎn)角，一般為=～、 工作液壓缸的理論挖掘力挖掘力是指當(dāng)反鏟作業(yè)時(shí)在鏟斗齒尖上可能主動(dòng)發(fā)揮的挖掘能力，它是衡量反鏟裝置挖掘性能的重要指針之一。工作液壓缸的理論挖掘力是指由該液壓缸的理論推力所能產(chǎn)生的斗齒切向挖掘力。（1）鏟斗挖掘時(shí)，鏟斗缸的理論挖掘力斗桿挖掘阻力:挖掘比阻力 ：斗桿切削半徑 ：斗桿挖掘過(guò)程總轉(zhuǎn)角（50176。——80176。）取整個(gè)斗桿為研究對(duì)象，可得斗桿油缸最大作用力臂的表達(dá)式：斗桿油缸的初始位置力臂 與最大力臂有以下關(guān)系：越大，越小，即平均挖掘阻力越?。玫捷^大的平均挖掘力，就要盡量減少，初?。?。由上圖 4 一 2 的幾何關(guān)系有：而取決于結(jié)構(gòu)因素和工作范圍，一般在 ＝ 150 176。, 動(dòng)臂上 也是結(jié)構(gòu)尺寸，按結(jié)構(gòu)因素分析，可初選. （34）式中：：鏟斗油缸的理論推力，為鏟斗油缸大腔工作面積，p為液壓系統(tǒng)工作壓力；、：力臂值。對(duì)于已定的工作裝置鏟斗油缸理論挖掘力值是該油缸瞬時(shí)長(zhǎng)度的函數(shù)。顯然，當(dāng)時(shí)即得到鏟斗油缸最大理論挖掘力 (35)式中：：為斗桿油缸的理論推力，其中為斗桿油缸大腔工作面積，p為液壓系統(tǒng)工作壓力；、：力臂值，其中是的函數(shù)，是的函數(shù)。（2）斗桿挖掘時(shí)，斗桿油缸的理論挖掘力 (35)式中：：為斗桿油缸的理論推力，其中為斗桿油缸大腔工作面積，p為液壓系統(tǒng)工作壓力；、：力臂值，其中是的函數(shù)，是的函數(shù)。、 整機(jī)理論挖掘力參見(jiàn)圖 32，已知條件:整機(jī)重量 G，重心坐標(biāo)(x，y)，斗容 q，地面附著系數(shù)μ，三組液壓缸的工作壓力 P 和閉鎖壓力 P，除反鏟裝置外機(jī)體重量 G及重心位置坐標(biāo)(x，y)， G及重心位置坐標(biāo)(x，y)，前輪及支腿著地點(diǎn) O和 O的位反鏟裝置各零部件的重量置參數(shù) x和 x，三組液壓缸的缸徑D、D和 D，活塞桿直經(jīng) d、d和 d3，液壓缸的伸縮比λ、λ和λ。 (1)斗桿挖掘：在給定工況(L，L，L)的情況下，計(jì)算斗桿的實(shí)際挖掘力時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到下列因素的影響:①動(dòng)臂液壓缸閉鎖能力對(duì)斗桿挖掘力的限制。②斗桿主動(dòng)挖掘力的限制。③鏟斗液壓缸閉鎖能力對(duì)斗桿挖掘力的限制。④整機(jī)向前傾翻對(duì)斗桿挖掘力的限制。⑤整機(jī)向后傾翻對(duì)斗桿挖掘力的限制。⑥整機(jī)對(duì)地面的前后滑移對(duì)斗桿挖掘力的限制?，F(xiàn)分別計(jì)算如下：:1)動(dòng)臂液壓缸閉鎖力限制的最大斗桿挖掘力 P液壓缸閉鎖力則指挖掘工況下某些液壓缸被動(dòng)狀態(tài)所能承受的作用力，它是挖掘力發(fā)揮的重要影響因素之一。參見(jiàn)圖 33，根據(jù)前面提到的幾何尺寸計(jì)算，可以求出 F 和 V 點(diǎn)的坐標(biāo)(X，Y)和(X，Y)。 (36) (37) (38)當(dāng)時(shí)，動(dòng)臂液壓缸小腔受壓，此時(shí)小腔閉鎖力對(duì)C點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 （39）有關(guān)重量對(duì)C產(chǎn)生的力矩為 (310)所以: (311)當(dāng)＞時(shí)，動(dòng)臂液壓缸大腔受壓，此時(shí)大腔閉鎖力對(duì)c點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 （312） （313）2)斗桿液壓缸主動(dòng)挖掘力，參見(jiàn)圖33，斗桿液壓缸主動(dòng)力對(duì)F點(diǎn)產(chǎn)生的力矩 （314）有關(guān)重量對(duì)F點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為：所以3)鏟斗液壓缸閉鎖力限制的最大斗桿挖掘力參見(jiàn)圖33，對(duì)于 (315)當(dāng)時(shí)，鏟斗液壓缸大腔受壓，此時(shí)大腔閉鎖力對(duì)Q點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 （316）其中:i3為鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比 （317）其中：。圖33斗桿液壓缸理論挖掘力結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖有關(guān)重量對(duì)Q點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 (318)所以 (319)當(dāng)＞時(shí)，鏟斗液壓缸小腔受壓，此時(shí)小腔閉鎖力對(duì)Q點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 (320)所以 (321)4)、整機(jī)向前傾翻限制的最大斗桿挖掘力參見(jiàn)圖33，對(duì)于△FVO 顯然，當(dāng)∠FVO≤90176。，斗桿挖掘時(shí)，整機(jī)不可能產(chǎn)生前傾翻，只有∠FVO＞90176。時(shí)，才有可能出現(xiàn)前傾現(xiàn)象。各部件重量對(duì)O點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為： (322)所以 (323)5)、整機(jī)向后傾翻限制的最大斗桿挖掘力參見(jiàn)圖33，對(duì)于△FVO (324) (325)顯然，當(dāng)∠FVO≥90176。，斗桿挖掘時(shí)，整機(jī)不可能產(chǎn)生后傾翻，只有∠FVO＜90時(shí)，才有可能出現(xiàn)后傾現(xiàn)象。各部件重量對(duì)O點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為: (326)所以 (327)6)、整機(jī)滑移限制的最大斗桿挖掘力 P參見(jiàn)圖 34，設(shè) FV 聯(lián)機(jī)對(duì)水平線的夾角為β，則： (328) (329)通過(guò)上述運(yùn)算，我們知道 P至P中的最小值，就是在該工況下斗桿挖掘時(shí)，所能發(fā)揮的最大實(shí)際挖掘力。圖34鏟斗液壓缸理論挖掘力計(jì)算簡(jiǎn)圖 (2)鏟斗得運(yùn)動(dòng)分析鏟斗相對(duì)于XOY 坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)是、 的函數(shù)，現(xiàn)討論鏟斗相對(duì)于斗桿的運(yùn)動(dòng)，如圖 3 — 5 所示， G 點(diǎn)為鏟斗油缸與斗桿的鉸點(diǎn)， F 點(diǎn)為斗桿與動(dòng)臂的鉸點(diǎn) Q 點(diǎn)為鏟斗與斗桿的鉸點(diǎn)， M 點(diǎn)為鏟斗油缸與曲柄的鉸點(diǎn)， V 點(diǎn)為鏟斗的斗齒尖點(diǎn)， K 點(diǎn)為連桿與鏟斗的鉸點(diǎn)， N 點(diǎn)為搖桿與斗桿的鉸點(diǎn)， H 點(diǎn)為曲柄與連桿的鉸點(diǎn)。 l ）鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 i 和鏟斗缸的當(dāng)量作用力臂利用圖 3 — 3 ，可以知道求得以下的參數(shù)：在 △ MNG 中 在△HNQ中在△QHN中在四邊形KHNQ中鏟斗油缸對(duì) N 點(diǎn)的作用力臂r1： 連桿HK對(duì) N 點(diǎn)的作用力臂r2： 連桿HK對(duì) Q 點(diǎn)的作用力臂r3 鏟斗對(duì) Q 點(diǎn)的作用力臂r4連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比顯然由此式可知， i 是鏟斗油缸長(zhǎng)度L2的函數(shù)，用L2min代入可得初傳動(dòng)比 i0，L2max帶入可得終傳動(dòng)比 iz 顯然 i 、e rl 、r2和r3都是 L3 的一元函數(shù)。2 ）鏟斗相對(duì)于斗桿的擺角鏟斗的瞬時(shí)位置轉(zhuǎn)角為 其中，在 △ NFQ中 暫時(shí)未定，其在后面的設(shè)計(jì)中可以得到。當(dāng)鏟斗油缸長(zhǎng)度 分別取和時(shí)，可分別求得鏟斗的最大和最小轉(zhuǎn)角和，于是得鏟斗的瞬間轉(zhuǎn)角：鏟斗的最大擺角范圍 3）斗齒尖運(yùn)動(dòng)分析 見(jiàn)圖 3 一 4 所示，斗齒尖 V 點(diǎn)的坐標(biāo)值XV和YV，是 L L L 3的函數(shù)只要推導(dǎo)出XV和YV的函數(shù)表達(dá)式，即 X V=fx（L1,L2,L3）,