【文章內(nèi)容簡介】 ，則其擺角范圍可以取得越小一些?！°q點(diǎn)位置的確定需要反復(fù)進(jìn)行。在計(jì)算中初定鉸點(diǎn)位置，如不夠合理，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)修改。確定鏟斗油缸鉸點(diǎn)應(yīng)考慮以下因素。①保證轉(zhuǎn)斗挖掘時(shí)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(shí)，所產(chǎn)生的最大斗齒挖掘應(yīng)能使?jié)M載鏟斗靜止不動(dòng)②保證鏟斗的擺角范圍。鏟斗的擺角范圍一般取140176?！?60176。，在特殊作業(yè)時(shí)可以大于180176。，擺角位置可以按圖37布置。當(dāng)鏟斗油缸全縮時(shí)，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(shí)，應(yīng)使土壤不從斗中撒落。③鏟斗從位置Ⅰ到位置Ⅱ時(shí)（圖3－6），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(shí)，正好斗齒挖掘力也最大。實(shí)際上鏟斗的切削轉(zhuǎn)角是可變的。在許多情況下，特別是進(jìn)行復(fù)合動(dòng)作挖掘時(shí)，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(gè)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(shí)就有一定的挖掘力。、斗桿、鏟斗機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇反鏟方案選擇的主要依據(jù)是設(shè)計(jì)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(shí)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：確定用組合式或整體式動(dòng)臂，以及組合式動(dòng)臂的組合方式或整體式動(dòng)臂的形狀。確定動(dòng)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(dòng)臂，動(dòng)臂液壓缸的布置為下置式。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(diǎn)調(diào)節(jié)。前面已確定采用整體式桿。，即特性參數(shù)=。對于一定的工作尺寸而言，動(dòng)臂與斗桿之間的長度比可在很大內(nèi)選擇。一般當(dāng)＞2時(shí)，（有反鏟?。?）稱為長動(dòng)臂短斗桿方案，當(dāng)＜?！?之間稱為中間比例方案。要求適用性較強(qiáng)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(shí)，不同的配置或鉸點(diǎn)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(dòng)臂和斗桿固定鉸接，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，愈大作業(yè)范圍愈窄，從挖掘方式看大宜用于斗桿挖掘?yàn)橹鳎蚱鋭偠容^易保證。而值小宜用于以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹?。本設(shè)計(jì)采用中間比例方案,?。健?．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(jī)構(gòu)傳動(dòng)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?？紤]到結(jié)構(gòu)尺寸、運(yùn)動(dòng)余量、穩(wěn)定性和構(gòu)件運(yùn)動(dòng)幅度等因素一般?。健?，個(gè)別情況下因動(dòng)臂擺角和鉸點(diǎn)布置要求可以取≤，而?。健?，＝～。機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)有三類，第一類是決定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的必要參數(shù)，稱原始參數(shù)，本次設(shè)計(jì)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(yùn)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(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)的計(jì)算圖式及有關(guān)符號于圖37所示。反鏟機(jī)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32所示。反　鏟　機(jī)　構(gòu)　自　身　幾　何　參　數(shù)　表　　 表32參數(shù)分類機(jī)　　　　構(gòu)　　　　組　　　　成鏟斗斗桿動(dòng)臂機(jī)體符　　　　號　　　　意　　　　義原始參數(shù)l3=QV,l12=MHl13=MN,l14=HNl24=QK,l25=KVl29=KHl2=FQ,l9=EFl10=FG,l11=EGl15=GN,l16=FNl21=NQl1=CF,l6=CDl7=CB,l8=DFl22=BFl4=CP,l5=CAl17=CI,l19=CTl30=CS,l38=JTl39=JI推導(dǎo)參數(shù)α9＝∠NMHα10＝∠KQVα4＝∠EFGα5＝∠GNFα6＝∠GFNα7＝∠NQFα8＝∠NFQα2＝∠BCFα3＝∠DFCα11＝∠CAPα9＝∠TCP特性參數(shù)K2=,l3K2=,l3K2=,l3α1＝∠CZFσ=α11K1=備注l—斗桿長l1—?jiǎng)颖坶Lα1—?jiǎng)颖蹚澖菓覓焓溅?1＝∠ACU各液壓缸運(yùn)動(dòng)參數(shù)的意義見表3－3 鏟斗主要參數(shù)的選擇斗容量、平均斗寬，轉(zhuǎn)斗挖掘半徑和轉(zhuǎn)斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角（這里令＝）是鏟斗的四個(gè)主要參數(shù)。、及三者與之間有以下幾何關(guān)系（圖3－8）.= 　　式(3－1)　其中：— 其中：=(已知)，鏟斗斗容量；　 —鏟斗挖掘半徑，單位m；—鏟斗斗寬，根據(jù)反鏟斗平均斗寬統(tǒng)計(jì)值和推薦范圍，查表2－6①，?。?；　　 —鏟斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角，一般?。?0176。～100176。，取＝95176。＝把、代入式(3－1)得：＝（－sin95176。） 解得：＝鏟斗上兩個(gè)鉸點(diǎn)與的間距（圖3－7）太大將影響鏟斗傳動(dòng)特性，太小則影響鏟斗結(jié)構(gòu)剛度，一般取特性==～,取＝＝＝＝，=,得出=。當(dāng)轉(zhuǎn)角較大時(shí)取較小值，一般取=95176。～115176。，取=105176。反鏟工作液壓缸運(yùn)動(dòng)參數(shù)表　　　　　　　表3－3液壓缸種類參 數(shù) 意 義特性參數(shù)參 數(shù) 符 號動(dòng)臂液壓缸λ=斗桿液壓缸λ=鏟斗液壓缸λ= 斗形尺寸計(jì)算根據(jù)鏟斗主要參數(shù)可進(jìn)一步設(shè)計(jì)計(jì)算斗形其尺寸，如圖39所示。圖中三角形為等腰三角形，段為直線，弧段為拋物線。點(diǎn)至直線的距離為，拋物線定點(diǎn)高度為，一般?。健６芳饨侨≈捣秶话銥?0176?！?0176。，斗側(cè)壁角為取30176?！?0176。，包角取108176。常見鏟斗斗形參數(shù)參考表31②。改變?nèi)切蔚男螤羁梢垣@得不同的形狀的斗形。 斗形尺寸根據(jù)比擬法=(已知)、=(已知), 得出：　　 =。=。=。 =。=。 =40176。 =23176。 =108176。 ＝=.　鏟斗的幾何形狀應(yīng)對挖掘比阻力達(dá)到最小值。鏟斗及切削時(shí)的主要參數(shù)，如圖310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(gè)重要參數(shù)　為使斗側(cè)壁不參與切削，鏟斗應(yīng)裝有側(cè)齒。 一般齒寬＝==。 齒長＝＝＝?！? 齒距為：=(～)=(～)m,取= 斗前臂與切削面的間隙取== 又由于鏟斗寬度B=,+= == 因此鏟斗裝有3個(gè)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(gè)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(shí)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(bǔ)。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＝20176?！?5176。（較大值適用于硬土，小值適用于一般土），常用切削角為＝30176。，本次設(shè)計(jì)取＝30176。，后角不應(yīng)小于5176。，刃角取25176。 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇由于鏟斗容量＝,根據(jù)國內(nèi)外液壓挖掘機(jī)有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過類比法，選出參數(shù)機(jī)重＝5噸。又根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法，參考表13機(jī)體尺寸和工作尺寸經(jīng)驗(yàn)系數(shù)表①，線尺寸參數(shù):=m 得出:最大挖掘半徑—==； 最大挖掘深度—==； 最大卸載高度—＝=；據(jù)統(tǒng)計(jì)，最大挖掘半徑值一般與+ + 的和值很接近。因此由要求，已定的和可按下列經(jīng)驗(yàn)公式初選、：　　　　　　　　＝　　　　　　　　　　　　　　　　式（32） 　=K其中：=；＝；經(jīng)計(jì)算得出：=； 　　= ==在三角形CZF中，、和都可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初選出：　　　　　　　其中：—?jiǎng)颖鄣膹澖?，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(qiáng)度不利，一般取120176。～140176。，?。?40176。；—；—?jiǎng)颖坜D(zhuǎn)折處的長度比，一般根據(jù)結(jié)構(gòu)和液壓缸鉸點(diǎn)B的位置來考慮，初步設(shè)計(jì)?。健?，?。?；因此根據(jù)公式：可以算出、 l＝　　　　　　　　l＝K l　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　式（33）α=∠ZCF＝arccos()經(jīng)計(jì)算得出：ZC= =； ZF= =； =176。如圖3－11所示。　　　　　動(dòng)臂液壓缸全伸與全縮時(shí)的力臂比K4按不同情況選取，專用反鏟可取＜；以反鏟為主的通用機(jī)，＝～；斗容量1m3左右的通用機(jī)，則可?。?。本設(shè)計(jì)中?。?。的取值對特性參數(shù)、最大挖掘深度和最大挖高有影響。加大會使減小或使增大，這下符合反鏟作業(yè)要求，因此基本用作反鏟的小型機(jī)?。?0176。本設(shè)計(jì)中?。?0176。斗桿液壓缸全縮時(shí)=最大（圖3－12），常選（）=160176。～180176。. 本設(shè)計(jì)中?。ǎ?70176。取決于液壓缸布置形式，（圖311），動(dòng)臂液壓缸結(jié)構(gòu)中這一夾角較小，可能為零。動(dòng)臂單液壓缸在動(dòng)臂上的鉸點(diǎn)一般置于動(dòng)臂下翼加耳座上，B在Z的下面。初定∠BCZ＝5176。，根據(jù)已知∠CZF＝176。 ，解得∠BCF＝176。 由圖312得最大卸載高度的表達(dá)式為　　式（34）由圖313得最大挖掘深度絕對值的表達(dá)式為 　　　　　　式（35）將這兩式相加，消去，并令＝＋，＝+，得到：＋－［ A)］ +［1］=0 式（36）又特性參數(shù)：＝　　　　　　　　　　　　　　　式（37）因此　　　　　?。健　　　　　　　?) 式（38） 將上式代入式（36）則得到一元函數(shù)f()=0。式中和已根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法求出，　　　　　經(jīng)計(jì)算得出：＝176。；＝176。最后由式（35）求為　　　　　＝　　　　　　　　式（39）＝＝（其中：=；＝；＝176。；由于履帶總高＝＝，近似取=）然后，解下面的聯(lián)立方程，可求σ和ρ：　　　　　=arcos()=arc() =arcos()=arc() 式（310）于是：　　　= =λx 式（311） =σ經(jīng)計(jì)算得出：＝；＝；=；＝；=　　得到的結(jié)果符合下列幾何條件：+=≥；| ︳=≤1第一步計(jì)算斗桿挖掘阻力：斗桿挖掘過程中，切削行程較長，切土厚度在挖掘過程中視為常數(shù)，一般取斗桿在挖掘過程中總轉(zhuǎn)角=50176。～80176。,?。?5176。，在這轉(zhuǎn)角過程中，鏟斗被裝滿，這時(shí)半齒的實(shí)際行程為：　　　　　　　　　　　其中：—斗桿挖掘時(shí)的切削半徑，；　　　　　?。剑剑蕉窏U挖掘時(shí)的切土厚度可按下式計(jì)算：　　　　　＝斗桿挖掘阻力為： 　　　　　式(3－12)式中—挖掘比阻力，由表0－10①查得，＝20（Ⅲ級土壤以下）　　—?！　《窏U與鏟斗和之間，為了滿足開挖和最后卸載及運(yùn)輸狀態(tài)的要求，鏟斗的總轉(zhuǎn)角往往要達(dá)到150176?！?80176。，　　　　　　　　　　　　　?。健　　　　　∮?jì)算得：＝＝　　　把、代入式312得　　　　?。降诙酱_定斗桿液壓缸的最大作用力臂?！　　。絤 其中：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法得出＝斗桿液壓缸初始力臂與最大力臂之比是斗桿擺角的余弦函數(shù)。設(shè),則　　　　?。健∮蓤D3－13，取，求得　　　　　?。剑? （其中斗桿擺角范圍大致在105176?！?25176。，取＝105176。） = =、搖臂參數(shù)的選擇從幾何可容性與結(jié)構(gòu)布置的角度對鏟斗機(jī)構(gòu)的要求考慮，必須保證鏟斗六連桿機(jī)構(gòu)在全行程中任一瞬間時(shí)都不會被破壞，即保證△、△及四邊形在任何瞬間皆成立。根據(jù)鏟斗六連桿機(jī)構(gòu)的要求，借助電子計(jì)算機(jī)選出可行的方案：；；；；4　挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照液壓挖掘機(jī)工作裝置和各個(gè)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)要求，把各種液壓元件用管路有機(jī)地連接起來的組合，稱為挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)。液壓挖掘機(jī)的基本液壓系統(tǒng)是由能使挖掘機(jī)完成基本作業(yè)動(dòng)作并以手動(dòng)控制為主的基本功能回路所構(gòu)成的液壓系統(tǒng)。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件（如液壓缸和液壓馬達(dá)）的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換