【文章內(nèi)容簡介】 ?l mm 而 min1? 與 max1? 滿足以下方程： )2 1a rc c os ()2a rc c os ( 2257 2 m i n12527m i n1 ????? ?????? ll Lll （ 37） )2a rc c os ()2a rc c os ( 22257 2 m a x12527m a x1 ?? ???? ?????? ll Lll （ 38） 一般情況下選擇是： ??? ，則上式可以得到 ? 和 ? ： ?? 1m3單斗液壓挖掘機總體及工作裝置設(shè)計 12 ?? 對求得的 ? 和 ? 進(jìn)行驗算： ???? ??? ??? ?? 則 ? 和 ? 的值滿足這兩個經(jīng)驗公式，說明了 ? 和 ? 的值是可行的。 由（ 37）和（ 38）兩式可知： mmlL in1 ??? ? mmLL in1m a x1 ???? ? mmLl 4 0 9 3 in17 ???? ? 前面已經(jīng)確定了動臂的選型為整體彎動臂，則還要一個重要的參數(shù)是在動臂轉(zhuǎn)彎處的高度，通過相同容量的挖掘機進(jìn)行類比可知，初步定這個高度為 mmH 800? 。 對此動臂機構(gòu)的全部參數(shù)初步選出。 核 鏟斗挖掘阻力 jW1 1 7 0 0 0)]c o s1([5 0 1 2 a x1 ??? XZABDj KKKKRCW ? （ 39） 13 jW1 — 鏟斗正常 挖掘阻力， N C — 土壤硬度實際打擊次數(shù)，對 III級 土壤 159??C ，取 12?C R — 鏟斗與斗桿鉸點到斗齒尖距離， m max? — 某一挖掘位置時鏟斗總轉(zhuǎn)角的一半，這里取值為 o50 ，即最大轉(zhuǎn)斗挖掘力位置。 BK — 切削刃寬度影響系數(shù)， ?????? bB m AK — 切削角變化影響系數(shù)，取 ?A ZK — 帶有斗齒的系數(shù)， ?ZA XK — 斗側(cè)壁厚度影響系數(shù)， SK X ?? ，其中 S 為側(cè)壁厚度，由于初步設(shè)計時可取 ?XK 解得： NW j 51 ?? cY 值的求?。? 如圖 所示，當(dāng)斗桿油缸全縮時， E,Q,V 三點共線，且斗齒尖 V和鉸點 C 在同一水平線上， m a x321m a x121m a x2140 c o s)(2)_( ?lRllRll ???? 解得 mml 971740 ? mmlRl 839 7 1 79 8 0 040m a x30 ?????? mm1 7 5 062s i 3 51 1 0 0 o ????? cY 由圖 ，最大挖掘深度時的挖掘力矩 jM1 ： 1m3單斗液壓挖掘機總體及工作裝置設(shè)計 14 )( m a x111 cjj YHWM ?? mNM j ?????? 551 )( 動臂油缸的閉鎖壓力： NSPF 56226111 ])285()2120[(1044 ???????? ?? 其中 1S 為動臂油缸小腔作用面積，鎖緊壓力： M paP ??? 最大挖掘半徑工作裝置自身重力所產(chǎn)生的力矩為 GM ,要求力矩，自行需要知道作用力和作用力臂。在此處，則是先要求出工作裝置各個部分的重量 。 由經(jīng)驗統(tǒng)計，初步估計工作裝置各部分質(zhì)量如下： 動臂 gkG ? 斗桿 gkG ? 鏟斗 gkG ? 斗桿缸 gkG ? 鏟斗缸 gkG ? 連桿搖桿 gkG ? 動臂缸 gkG ? 當(dāng)處于最大挖掘深度時： om in11 ???? oooo211121 ?????? ???? 另外根據(jù)經(jīng)驗公式土壤質(zhì)量： gkqG ?? 由圖 ：2110654321 c os)21( ?????????? lgGGGGGGGM G 解得 mNM G ??? 動臂油缸的閉鎖力與工作裝置重力所產(chǎn)生的力矩（對 C點的矩）： ? GMeFM ??? 113 其中 1e — 動臂液壓缸的作用力臂，1571 sinLlle ???? ? mNM ?????????? 55o53 i 由前面的計算可知 : mNM j ??? 51 jMM 13 ?? 15 這說明動臂油缸的閉鎖力與工作裝置重力所產(chǎn)生的力矩略大于最大挖掘阻力所產(chǎn)生的力 矩，滿足要求。 ，動臂油缸提升力矩校核 當(dāng)處于最大挖掘半徑時，重力力矩 )]2)(()2)((2)[( 32130321652141 lllGGlllGGGlGGM Z ??????????? 代入數(shù)值解得： mNM Z ??? 動臂油缸的推力： NSPF 5626111 )2120(1040 ??????? ?? 在 CAB? 中由余弦定理可知： mmL llllL c os21 7527251? ??? ? 1m3單斗液壓挖掘機總體及工作裝置設(shè)計 16 mNFLllFeM T ?????? 5117511 i n ? ZT MM ?? 滿足要求 4 斗桿 機構(gòu)參數(shù)的計算及校核 ： 第一：保證斗桿液壓缸有足夠的斗齒挖掘力。一般來說希望液壓缸在全行程中產(chǎn)生的斗齒挖掘力始終大于正常挖掘阻力；液壓缸全伸時的作用力矩應(yīng)足以支撐滿載逗和斗桿靜止不動；液壓缸作用力臂最大時產(chǎn)生的最大斗齒挖掘力大于要求客服的最大挖掘阻力。 第二：保證斗桿液壓缸有必要的閉鎖能力。對于以轉(zhuǎn)斗挖掘力為主的中小型反鏟，選擇都桿機構(gòu)參數(shù)時必須注意轉(zhuǎn)斗挖掘時斗桿液壓缸的閉鎖能力，要求在主要挖掘區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)斗液壓缸的挖掘力能得到充分的發(fā)揮。 第三：保證斗桿的擺角范圍。斗桿的 擺角范圍大致在 105— 125度之間。在滿足工作范圍和運輸要求的前提下此值應(yīng)盡可能小些，對以斗桿挖掘為主的中型機更應(yīng)注意到這一點。一般斗桿越長，其擺角也可稍小。當(dāng)斗桿液壓缸和轉(zhuǎn)斗液壓缸同時伸出最長時，鏟斗前臂與動臂之間的距離應(yīng)大于 10cm。 8l 和 9l 的計算 根據(jù)斗桿挖掘阻力的計算，并參考國內(nèi)外同型機器斗桿挖掘力值，按要求的最大挖掘力確定斗桿液壓缸的最大作用力臂 9l ，取整個斗桿為研究對象，可得斗桿油缸最大作用力臂的表達(dá)式為： 232m a x92 )(m a x P llPle G ??? 參考同型號挖掘機得挖掘力值 KNPG ax ? 代入已知數(shù)值得 mml 7819 ? 如圖 ，斗桿液壓缸初始力臂 20e 和最大力臂 max2e 之比是斗桿擺角 max2? 的余弦函數(shù)，則存在以下式子 ： 17 2c o s2c o sm a x29m a x28m a x220 ???? llee 可見 9l 已定時 max2? 愈大， 2e 和 20e 就愈小，即平均挖掘力就越小。要得到較大的平均挖掘力，就要盡量減少 max2? ，除取 omax2 110?? 由圖 ： )2s in(2 m a x29m in22m in2 ?? lLL ?? 1)2s in (22m ax29m in2 ?? ??lL mmL in2 ? 而 mmLL 3 4 1 22m in2m a x2 ?? ? 同樣由圖 ，由余弦定理知： )2110c os (2 9m in29m in28 ?????? ??lLlLl 解得 ： mml 28088 ? 斗桿上 EFQ? 取決于結(jié)構(gòu)因素和工作范圍（如圖 ），一般在 ??? 170130 之間，初定 ??? 150EFQ ，同樣的動臂上的 DFZ? 也是結(jié)構(gòu)尺寸，并按結(jié)構(gòu)因素，可初選??? 10DFZ 1m3單斗液壓挖掘機總體及工作裝置設(shè)計 18 斗桿要受到彎矩的作用，故要找出斗桿的最大彎矩進(jìn)行設(shè)計計算。根據(jù)分析和以往的實驗表明，在鏟斗進(jìn)行挖掘時，產(chǎn)生最大的彎矩的工況肯能有以下兩個： 第一工況位置，其滿足以下條件： 1） 動臂處于最低位置，即動臂油缸全縮。 2）斗桿油缸的力臂最大。 3）鏟斗齒尖在動臂與斗桿鉸點和斗桿與鏟斗鉸點的連線上。 4）側(cè)齒挖掘時收到橫向力 kW 的作用。 第二工況位置，其滿足以下條件： 1）動臂位于動臂油缸對鉸點 A的最大作用力臂 max1e 處。 2）斗桿油缸的力臂最大。 3）鏟斗齒尖位于 F， Q兩鉸點的連線上或鏟斗位于最大大挖掘力的位置。 4）挖掘阻力對稱于鏟斗，無側(cè)向力 kW 的作用。 在這個工況下斗桿可能存在最大的矩， 受到的應(yīng)力也可能最大。 該工況的具體情況如圖 ，取工作裝置為研究對象，如圖 ，在該工況下存在的力有： iG 工作裝置各部件所受的重力；作用在鏟斗上的挖掘力，包括切向阻力 1W ，法向阻力 2W ，側(cè)向阻力 3W 。 圖 當(dāng)液壓缸全縮時，則動臂處于擺角最小處：