【文章內(nèi)容簡介】 ；取∠FQN=0176。；取∠176。取確定鏟斗油缸在伸縮過程中，由于設(shè)計過程中油缸及斗桿間留由10mm左右得間隙，使兩者不發(fā)生干涉。鏟斗油缸下鉸點位置的確定：、油缸作用力、閉鎖力挖掘力計算轉(zhuǎn)斗挖掘時，土壤切削阻力隨挖掘深度改變而明顯變化。切削阻力的切向分力：其中 C——表示土壤硬度的系數(shù)，對III級土宜取C=90~150；取C=120 R——轉(zhuǎn)斗切削半徑；取 ——挖掘過程中鏟斗總轉(zhuǎn)角的一半；本設(shè)計中取176?！P斗的瞬時轉(zhuǎn)角；B——切削刃寬度影響系數(shù)，B=1+，其中b為鏟斗平均寬度，單位為m；本設(shè)計中取b=，B=A——切削角變化影響系數(shù)，取A=；Z——帶有斗齒的系數(shù)，Z=（無斗齒時，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cm，初步設(shè)計時可取X=；D——切削刃擠壓土壤的力，根據(jù)斗容量大小在1000017000N范圍內(nèi)選取。當(dāng)斗容量q〈。（推薦8000N（小挖）12000 N（中挖））本設(shè)計中取D=8000N。取不同的一組j列表計算鏟斗挖掘阻力W1。 不同位置切削阻力計算列表瞬時轉(zhuǎn)角φ（176。）0102030405060708090切削阻力W1(N)8000177932655232376355103622734563303862340213591（以鏟斗油缸最短是0176。為起點） 切削阻力隨瞬時轉(zhuǎn)角變化曲線 轉(zhuǎn)斗挖掘裝土阻力的切向分力： 式中 ——密實狀態(tài)下土壤容重，單位為； ——挖掘起點和終點間連線ab方向與水平線的夾角； ——土壤與鋼的摩擦系數(shù)。計算表明：相比很小，可忽略不計。當(dāng)，時出現(xiàn)轉(zhuǎn)斗挖掘最大切向分力：試驗表明法向挖掘阻力的指向是可變的，數(shù)值也較小，一般。土質(zhì)愈均勻，愈小。從隨機(jī)統(tǒng)計的角度看，取法向分力為零來簡化計算是允許的。這樣就可看作為轉(zhuǎn)斗挖掘的最大阻力。轉(zhuǎn)斗挖掘的平均阻力可按平均挖掘深度下的阻力計算。也即把半月形切削斷面看作等面積的的條形斷面，條形斷面長度等于斗齒轉(zhuǎn)過的圓弧長度與其相應(yīng)之弦的平均值，平均切削厚度為：平均挖掘阻力為:式中用角度代入，一般所謂平均阻力是指裝滿鏟斗的全過程阻力平均值，因此應(yīng)取。計算得平均挖掘阻力為23837N斗桿挖掘時切削行程較長，切土厚度在挖掘過程中可視為常數(shù)。一般取斗桿在挖掘過程中的總轉(zhuǎn)角為，在轉(zhuǎn)角行程中鏟斗被裝滿。這時斗齒的實際行程為： 式中 ——斗桿挖掘時的切削半徑。在本設(shè)計中斗桿挖掘時的切削厚度可按下式計算：斗桿挖掘阻力為：當(dāng)?、蠹壨寥罆r。式中 ——挖掘比阻力，當(dāng)取主要挖掘土壤的時可求得正常挖掘阻力，取要求挖掘的最硬土質(zhì)值時則得最大挖掘阻力。 ——斗桿挖掘時鏟斗轉(zhuǎn)角，該轉(zhuǎn)角主要為避免挖掘時，斗底接觸土壤，一般=50176?！?0176。本設(shè)計中取=60176。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計算得、斗桿、動臂油缸缸徑的確定液壓缸推薦選用工程機(jī)械用內(nèi)卡鍵式液壓缸，動臂、斗桿、鏟斗三組油缸均通過類比選用（缸徑80mm，桿徑40mm左右）。確定的油缸參數(shù)列表。（1）動臂油缸的確定（）將鏟斗轉(zhuǎn)到最大卸載高度和最大挖掘深度處，此時，動臂油缸分別處于最短和最長，最短處∠ACB=35176。，最長處∠ACB=127176。缸徑80mm，桿徑40mm的油缸△值大約為365mm以C為圓點畫圓，直到，此時。： 動臂油缸參數(shù)列表型號缸徑D桿徑dL1maxL1min△額定工作壓力允許工作壓力HSGK0280mm40mm1567mm966mm365mm20Mpa 動臂油缸的確定（2）斗桿油缸的確定（）在斗桿在初始位置和最大轉(zhuǎn)角處斗桿油缸最短和最長，以兩個位置斗桿的E點作圓，且滿足兩倍最短減去最長結(jié)果為365mm。得到的交點就是斗桿鉸點D變化不同的半徑得到合適的D點。通過作圖得到 斗桿油缸參數(shù)列表型號缸徑D桿徑dL2maxL2min△額定工作壓力允許工作壓力HSGK0280mm40mm1960mm1160mm360mm20Mpa 斗桿油缸的確定（3）鏟斗油缸的確定（）取鏟斗轉(zhuǎn)角為170176。，使其在初始位置和最大轉(zhuǎn)角處以H點為圓心畫圓，且兩圓半徑滿足兩倍小圓半徑減去大圓半徑結(jié)果約為365，交點極為鏟斗油缸鉸點，以不同的半徑作圓，直到出現(xiàn)合適的G點。通過作圖法得到：；由圖上測量出EG=370mm，F(xiàn)G=423mm。 鏟斗油缸參數(shù)列表型號缸徑D桿徑dL3maxL3min△值額定工作壓力最大工作壓力HSGK0280mm40mm2040mm1200mm360mm20Kpa 鏟斗油缸的確定、斗桿理論挖掘力計算反鏟裝置主要采用斗桿液壓缸或鏟斗液壓缸進(jìn)行挖掘。假定不考慮下列因素：（1）工作裝置自重和土重；（2）液壓系統(tǒng)和連桿機(jī)構(gòu)的效率；（3）工作液壓缸的背壓；（4）不考慮其他因素如停機(jī)面坡度、分力、慣性力、動載等因素的影響。工作液壓缸外伸時由該液壓缸理論推力所能產(chǎn)生的斗齒切向挖掘力稱為工作液壓缸的理論挖掘力如圖所示，鏟斗挖掘時鏟斗液壓缸的理論挖掘力為：式中 ——鏟斗液壓缸的理論推力，為鏟斗液壓桿大腔作用面積，為液壓系統(tǒng)工作壓力； 、——力臂值。借助CAD作圖，在鏟斗轉(zhuǎn)到不同角度值時測量得到，176。時的力臂值。 連桿機(jī)構(gòu)力臂測量簡圖（以鏟斗油缸最短是為0176。起點） 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)不同轉(zhuǎn)角下的力臂值及理論挖掘阻力計算值鏟斗轉(zhuǎn)角φ計算02132131868322247810285253216832294052035828923883235628304143222578323992140454351273832426655048037528683244234604953982948324418370500417298832431788049743130083241801904884412978323971011045451228683230642130409463266832283901503574612438322274017030345021683217572 （以鏟斗油缸最短是為0176。起點）。 理論挖掘力隨鏟斗轉(zhuǎn)角變化的曲線（以鏟斗油缸最短是0176。起點） 鏟斗理論挖掘力與切削阻力匹配關(guān)系圖 從圖中可以看出，從挖掘力與挖掘阻力相匹配來看，鏟斗油缸及鏟斗機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計要求。斗桿液壓缸的理論挖掘力為：式中 ——斗桿液壓缸的理論推力，其中為斗桿液壓缸大腔作用面積，為液壓系統(tǒng)工作壓力。N ，——力臂值。借助CAD圖，在斗桿轉(zhuǎn)到不同角度時測量得到，176。時測量值 斗桿機(jī)構(gòu)力臂測量簡圖（以斗桿油缸最短是為0176。起點） 斗桿機(jī)構(gòu)不同位置下的力臂值及理論挖掘力計算值斗桿轉(zhuǎn)角φ2r5（mm）r6（mm）斗桿理論挖掘力03662652138732047326521793440499265218919604662652176638039326521489810029226521106810824926529440（以斗桿油缸最短是為0176。起點）。 斗桿理論挖掘力隨斗桿瞬時轉(zhuǎn)角變化曲線圖（以斗桿油缸最短是為0176。起點） 斗桿理論挖掘力與斗桿挖掘阻力匹配關(guān)系圖從圖中可以看出，斗桿油缸及尺寸參數(shù)滿足設(shè)計要求。臂油液壓缸應(yīng)保證反鏟作業(yè)過程中在任何位置上都能提起帶有滿載鏟斗的工作裝置到達(dá)最高和最遠(yuǎn)的位置?？蛇x用三個計算位置：從最大挖掘深度處提起滿載斗；最大挖掘半徑時舉起滿載斗；最大卸載高度時提動滿載斗。對動臂在轉(zhuǎn)臺上的鉸點C取矩，可以得到各位置下所需的動臂液壓缸作用力：式中 ——工作裝置各構(gòu)件的重量，初步設(shè)計時可通過經(jīng)驗公式法取用； ——斗中土重；； 和——各構(gòu)件及斗內(nèi)土壤重心到點C的力臂。（1）、反鏟工作裝置各部分質(zhì)量計算根據(jù)國內(nèi)幾種反鏟裝置的構(gòu)件近似質(zhì)量表，經(jīng)類比法得出以下參數(shù)：項目斗容量（m179。）質(zhì)量（t）動臂斗桿鏟斗斗桿缸鏟斗缸連桿搖桿動臂缸機(jī)重設(shè)計機(jī)型5機(jī)型24（2）、提升力計算（三種工況均作圖分析）工況Ⅰ：最大挖深時滿斗提升，此時動臂油缸全縮，斗桿垂直地面，鏟斗轉(zhuǎn)至水平，這時計土重和工裝重。 通過作圖得各個構(gòu)件到C點的力臂。求得，N，動臂缸推力為100531N，提升力＜動臂缸推力。即工況一合格 工況一各個構(gòu)件力臂值工況Ⅱ：最大卸載高度滿斗提升 。求得=19279N，動臂缸推力為100531N，提升力＜動臂缸推力。即工況二合格 工況二各個構(gòu)件力臂值工況Ⅲ：最大卸載半徑滿斗提升 。求得=18336N，動臂缸推力為100531N，提升力＜動臂缸推力。即工況三合格 工況三各個構(gòu)件力臂值確定合理的液壓缸閉鎖能力是保證挖掘力得到充分發(fā)揮的基本條件之一。在挖掘范圍內(nèi)當(dāng)工作裝置處于不同位置時各液壓缸所受到的被動作用力值也不同，一般常選定幾個反鏟作業(yè)的主要工況作為計算位置來計算各液壓缸應(yīng)用的閉鎖力，使之在該工況下不發(fā)生液壓缸被動回縮或伸長的現(xiàn)象，從而保證了工作液壓缸作用力的發(fā)揮。為確定各液壓缸的閉鎖壓力，選用以下三個計算位置：在主要挖掘區(qū)內(nèi)對以下幾種工況的油缸閉鎖力進(jìn)行校核（三種工況均作圖分析）。工況Ⅰ：動臂最低，斗桿垂直于地面，鏟斗挖掘最大，并且作用力臂最大。動臂缸小腔閉鎖（）由工況Ⅰ下的、＝，求得，判斷是否＜油缸的閉鎖壓力，判斷該工況下動臂油缸是否閉鎖。對F點取矩計算斗桿油缸閉鎖壓力，斗桿油缸大腔閉鎖。可得到斗桿液壓缸所受的被動作用力式中：G3——鏟斗質(zhì)量，G3=860N； G2——斗桿、轉(zhuǎn)斗液壓缸及連桿機(jī)構(gòu)總重，G2=2470N。通過CAD作圖得各個力臂值（）將各個數(shù)據(jù)代入計算得,使斗桿液壓缸受壓