【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 斗容： q 二 , 按經(jīng)驗(yàn)公式和比擬法初選： 3l =910mm 3 ）工作裝置液壓系統(tǒng)主參數(shù)的初步選擇 各工作油缸的缸徑選擇要考慮到液壓系統(tǒng)的工作壓力和“三化“要求以及初步估取的液壓缸受力。初選動(dòng)臂油缸內(nèi)徑 Dl = 140mm ，活塞桿的直徑 dl=90mm 。斗桿油缸的內(nèi)徑D2= 140mm ，活塞桿的直徑 d2=90mm 。鏟斗油缸的內(nèi)徑 D3 = 90mm ，活塞桿的直徑 d3=＝ 63mm 。又由經(jīng)驗(yàn)公式和其它機(jī)型的參考初選動(dòng)臂油缸行程 LI 二 1377mm ，斗桿油缸行程 L2 二 1450mm , 鏟斗油缸行程 L3=1250mm 。并按經(jīng)驗(yàn)公式初選各油 缸全伸長(zhǎng)度與全縮長(zhǎng)度之比：λ 1=λ 2=λ 3=。參照任務(wù)書的要求選擇工作裝置液壓系統(tǒng)的工作壓力 P=16Mpa。 最大挖掘半徑 R R= 4570 mm 最大挖掘深度 Hlmax Hlmax = 3600mm 最大挖掘高度 H2max H2max= 5080mm 最大卸載高度 H3max H3max＝ 3480mm （ 2） 斗行參數(shù)的選 擇 Φ 圖 22鏟斗主參數(shù)示意圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 平均斗寬 B、轉(zhuǎn)斗挖掘半徑 R、斗容量 q 和轉(zhuǎn)斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角 ?2 （這里令 ? = max? ）是鏟斗的四個(gè)主要參數(shù)。 R、 B及 ?2 三者與 q 之間有如下集合關(guān)系 sKBRq )2s in2(21 2 ?? ?? （ 21） 其中土壤松散系數(shù) sK 的近似值取 ，根據(jù)表 26（反鏟平均斗寬統(tǒng)計(jì)值和推薦范圍）可根據(jù)斗容量 q= m3 查得 B可取 一定時(shí) max1W 和 E隨著 B 和 R 的增大而下降。但 B 和 R 大到一定程度，綜合反應(yīng)到 ?2 ?90 以后， max1W 和 E 的下降減緩。綜合考慮，可取 ??? 100~902? 。如果 ?2 ?100 則 max1W 太大。如果 ?2 ?90 ，則 B 或 R 太大。所以取?2 = ?93 。 則可根據(jù)式 21可得 ? ? sKB qR ?? 2s in2 2?? =? ? i ????? ? = 即： R=3l =910 mm 鏟斗上兩個(gè)鏟點(diǎn) K與 Q之間距離 24l ，太大將影響鏟斗機(jī)構(gòu)傳動(dòng)特性，太小則影響鏟斗結(jié)構(gòu)剛度。一般取特性參數(shù)3242 llK ? =～ ， 2K 取較小值，一般取 10? =∠ KQV= ?95 ～ ?115 。根據(jù)實(shí)際情況取 2K =， 10? = ?96 即： 24l = 2K 3l =?910=273 mm 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 （ 3）當(dāng)工作裝置處于最大挖掘半徑時(shí) α11α 圖 23最大挖掘半徑時(shí)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 據(jù)統(tǒng)計(jì)，最大挖掘半徑 1R 值一般與 321 lll ?? 的值很相近。因此由要求的 1R ，一定的 3l和 1K 可以按下列近似經(jīng)驗(yàn)公式選擇 1l 和 2l 2l = 1311 KlR?? （ 22） 1l = 1K 2l （ 23） 式中 1K 為動(dòng)臂與斗桿的長(zhǎng)度比，對(duì)一定的工作尺寸而言，動(dòng)臂與斗桿之間的長(zhǎng)度比可在很大范圍內(nèi)選擇。一般當(dāng) 1K 2 時(shí)，稱為長(zhǎng)動(dòng)臂短斗桿方案；當(dāng) 1K 時(shí)，屬于短動(dòng)臂長(zhǎng)斗桿方案； 1K 在 ～ 2 之間稱為中間比列方案。根據(jù)設(shè)計(jì)作業(yè)機(jī)械的實(shí)際情況，選取短動(dòng)臂長(zhǎng)斗桿方案。選取 1K = 3l =865 mm， 1R ==4570mm 則把公式 2 23聯(lián)立可得出： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 1l =2995mm， 2l =1664 mm 動(dòng)臂油 缸全伸與全縮時(shí)的力臂比 4K =101eze 按不同情況選取?？紤]到以反鏟為主的通用機(jī)應(yīng)適當(dāng)顧及替換裝置（如正鏟）在地面以上對(duì)動(dòng)臂油缸力矩的要求，可取 4K =～ 3m 左右的通用機(jī)往往對(duì)正、反鏟并重，可取 4K =1. 11? 的取值對(duì)特 性參數(shù) 4K 、最大挖掘深度 max1H 和最大挖掘高度 max3H 有影響，加大 11? 會(huì)使 4K 減小或使 max1H 增大，這也正符合反鏟作業(yè)要求，因此基本用作反鏟的小型機(jī)取 11? 60? .所以取 11? ≈ ? 。 α 32 α 8α 11θ 圖 24 最大卸載高度時(shí)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 斗桿油缸全縮時(shí)∠ CFQ= 32? 8? 最大，如圖 24，常選 ? ?max832 ?? ? = ?160 ～ ?180 。選取? ?max832 ?? ? =170176。 ∠ BCF 取決于油缸的布置形式，雙動(dòng)臂油缸這一夾角很小，可能為零。單動(dòng)臂油缸在河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 動(dòng)臂上的鉸點(diǎn)一般置于動(dòng)臂下翼附加耳座上，根據(jù)三角形 CBF 可得： 7122221272 2c o s ll lll ???? （ 24） 代入數(shù)據(jù)可求得： 2? =16176。 （ 4）、 滿斗處于最大高度時(shí)，動(dòng)臂提升力矩的校核 當(dāng)斗桿在最大高度時(shí)的工況類似于圖 3 一 6 ，此時(shí)動(dòng)臂油缸全伸，斗桿油缸全縮。 1 1 m ax32 32 m ax216016016?????? ? ?? ? ??? 則 ? ? ? ?? ? ? ?2 1 1 2 1 13 7 3 2 2 11 6 0 1 6 6 2 . 5 8 1 . 51 6 0 1 8 0 8 1 . 5 3 9? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 37? 一 NF 與水平軸線成的角 則工作裝置所受重力和土的重力所產(chǎn)生的載荷力矩 ZM? : 3121 4 21 2 3 5 6 1 21 37 1 21 2 37c os c os c os c os c os2 2 216 81 1. 7ZTlllM G G l G l lNM? ? ? ? ?? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ??? ???? ???? 此時(shí)對(duì)于動(dòng)臂油缸而言 1 1m a x1 1m a x2021160L L mm????? ? ? 可求 得此時(shí)的動(dòng)臂油缸的力臂 2 s in 6 3 1 . 4 8 9 0 0 s in 1 6 0 1002021A C B C A C Be m mAB? ? ? ? ? ?? ? ? 此時(shí)動(dòng)臂油缸的提升力矩 12 196 250 196 25TM F e N M? ? ? ? ? ZM? 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 25 最大挖掘深度計(jì)算簡(jiǎn)圖 當(dāng)動(dòng)臂油缸全縮時(shí)， FQV 三點(diǎn)痛直線并處于垂直狀態(tài)時(shí)的到最大挖掘深度 max1H = minVY = minFY 2l 3l （ 25） 這時(shí) FV XX ? . minFY 可由 FX = 21130 cos???ll 211 sin ???? lYY cF 1219 cos??? lYc 取 max11 LL ? 則可求得 ： minFY =942 mm 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 (5)在最大卸載高度工況下 αα 21 圖 26最大卸載高度計(jì)算簡(jiǎn)圖 當(dāng)動(dòng)臂油缸全縮，偶感油缸全伸時(shí)， QV連線處于垂直狀態(tài)時(shí)，最大卸載高度表達(dá)式為： ? ? ? ? 32118m a x1m a x322211m a x11115m a x3 1 8 0s i ns i ns i n llllYH A ????????????? ????????? （ 26） 由圖 23最大挖掘深度絕對(duì)值表達(dá)式為： ? ? AYllllH ??????? 1152m i n111123m a x1 s i ns i n ???? (27) 由式 2 27相加，消去 5l ，并令 A= 211 ?? ? ,B= max328 ?? ??A 得到 ? ? ? ?? ? ? ?? ? 01s i ns i ns i n m a x12m i n1m a x11m a x3m a x1 ????????? BlAAlHH ??? (28) 又特性參數(shù) min11max14 sinsin ?? ??k （ 29） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 因此： 14 m ax1m in1sinsin ??? k? （ 210a） ??????????2124 m a x12m in1s in1c os ??? k （ 210b） 將式 210 代入式 28 則可得到一元函數(shù) ? ?max1?f = max1H 和 max3H 是設(shè)計(jì)任務(wù)書所要求的。 1l 、 2l 、 A 和 B 都先已選出或算出，由此看解出 max1? 然后由式 28 求得 min1? ， 5l 為： 1mincos ? ??， 1maxcos 160? ?? ? ? mmHYAllll A i ns i n11m a x1m i n11235 ??????? ?? 又因?yàn)? ： σ =57ll 所以： ?57 ll ? =900 mm 根據(jù)以上計(jì)算可得出挖掘裝載機(jī)挖掘工作裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸如下表： 、油缸基本參數(shù)的選擇和計(jì)算 （ 1）動(dòng)臂油缸參數(shù)的確定 根據(jù)液壓系統(tǒng)工作壓力、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油缸缸數(shù)、缸徑、全伸長(zhǎng)度與全縮長(zhǎng)度之比λ?？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)副度等因數(shù)一般取 1? =～ ，個(gè)別情況下因動(dòng)臂擺角和鉸點(diǎn)布置要求可以取1? ≦ 2? =～ ， 3? =～ . 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 θθ 1m inΦ 1m ax 圖 27 動(dòng)臂擺角范圍計(jì)算簡(jiǎn)圖 如圖 27 所示動(dòng)臂的擺角范圍是 1L 的函數(shù)，設(shè)特性參數(shù) 5min1 lL?? ， 57 ll?? 當(dāng)1L = min1L 時(shí)可得 ? ??? 2 12c os22572 m i n125270m i n1 ???????? ll LllA CB （ 211） 則： min1L = m in1572527 c os2 ?llll ?? （ 212） 代入原始數(shù)據(jù)可求得 min1L =1200 mm 根據(jù)參考資料和實(shí)際情況而取動(dòng)臂油缸全伸與全縮之比 1? = 所以可根據(jù)min1max11 LL?? 可得： max1L =2021 mm 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 （ 2）斗桿油缸參數(shù)的確定 斗桿的位置參數(shù)是 1L 和 2L 的函數(shù)。這里只考慮 2L 的影響。斗桿機(jī)構(gòu)與動(dòng)臂機(jī)構(gòu)性質(zhì)類似，他們是四連桿機(jī)構(gòu)，但連桿比不同。在動(dòng)臂機(jī)構(gòu)中一般 7l ﹥ 5l ，在斗桿機(jī)構(gòu)中 9l ﹤ 8l 。 θθ 2m inΦ 2m ax 圖 28 斗桿機(jī)構(gòu)擺角計(jì)算簡(jiǎn)圖 和動(dòng)臂油缸相類似根據(jù)公式 982 m in22928m in2 2c os ll Lll ???? （ 213） m in2982928m in2 c os2 ?llllL ??? （ 214） 代入原始數(shù)據(jù)可求得： min2L =1100mm 再根據(jù)斗桿油缸伸縮比 2? =～ ，取 2? = max2L =1764 mm 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 （ 3）鏟斗油缸參數(shù)的確定 ΦΦ 3max 圖 29鏟斗機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇要求和油缸極限位置 如圖 29所示，當(dāng) 3L = mixL3 時(shí)，設(shè)斗齒尖為 0V 斗齒尖轉(zhuǎn)到 FQ 延長(zhǎng)線時(shí)為