【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 析比較，隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展完善，液壓傳動(dòng)的應(yīng)用日益廣泛。鑒于本機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際要求，在充分考慮其實(shí)現(xiàn)可行性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上本產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。 行走方式的比較與選擇 挖掘機(jī)根據(jù)不同的行走系可分為輪胎式、履帶式等。相對(duì)履帶式而言，輪 胎式行走裝置在挖掘機(jī)中用得不多，但已成為工程機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)之一。主要優(yōu)點(diǎn)是：具有運(yùn)行速度高，運(yùn)行性能好，機(jī)動(dòng)性能好，利于減輕機(jī)器重量，工作點(diǎn)轉(zhuǎn)移方便、迅速、作業(yè)輔助工作時(shí)間段、生產(chǎn)效率高及本身效率高等優(yōu)點(diǎn)。但輪胎式挖掘機(jī)對(duì)路面要求高，由于履帶式挖掘機(jī)的附著力大，能達(dá)到輪胎式的 倍，通過(guò)性好，接地比壓小，適宜在松軟地段和濕地作業(yè)，抗磨損性能好，可在碎石地段、地形起伏較大的惡劣條件下作業(yè)，爬地能力強(qiáng)，宜在山區(qū)作業(yè)。履帶式行走系比之輪胎式有以下特點(diǎn)： （ 1）履帶式挖掘機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪只卷繞履帶而不在地面滾動(dòng)，機(jī)器全 重經(jīng)支重輪壓在多片履帶板上，全部重量都是附著重量（這相當(dāng)于全輪驅(qū)動(dòng)的輪式機(jī)器），加上履帶支承面上同時(shí)抓地的履齒較輪式機(jī)器同時(shí)抓地的胎面花紋多得多，所以履帶式機(jī)器的牽引附著性能要好得多。 （ 2）與同馬力的輪胎式機(jī)器相比，由于履帶支承面大，接地比壓?。ㄒ话阈∮?），所以在松軟土壤上的下陷深度小，因而滾動(dòng)阻力小，有利于發(fā)揮較大的牽引力。 （ 3）履帶銷(xiāo)子，銷(xiāo)套等運(yùn)動(dòng)副使用中要磨損，要有張緊裝置調(diào)節(jié)履帶張緊度，它兼起一定的緩沖作用。導(dǎo)向輪既是張緊裝置的一個(gè)組成部分，也是引導(dǎo)履帶正確卷繞。但不能偏轉(zhuǎn)，不能引導(dǎo) 機(jī)器轉(zhuǎn)向。 （ 4）履帶式行走系重量大，運(yùn)動(dòng)慣性大，緩沖減振作用小。結(jié)構(gòu)中最好有某些彈性元件。 （ 5）履帶式行走系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬消耗多，磨損嚴(yán)重，維修量大，運(yùn)行速度受限制。 履帶式行走裝置是液壓挖掘機(jī)用得最多的一種裝置。履帶行走裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是：具有較大的牽引力和較低的接地比壓（ 40150KPa）；穩(wěn)定性好；具有良好的越野性和爬坡能力（坡度達(dá) 50%100%）；轉(zhuǎn)彎半徑小、機(jī)動(dòng)靈活。但履帶式行走裝置的運(yùn)行速度較低，一般在 ?，F(xiàn)代中小型液壓挖掘機(jī)多采用雙速行走馬達(dá)，行走速度可在 。目前，液壓挖掘機(jī)的履帶行走裝置，除特殊用途外，均由專(zhuān)用底盤(pán)向通用底盤(pán)發(fā)展，不同廠家的底盤(pán)結(jié)構(gòu)形式有趨同化的趨勢(shì)。 綜上比較，考慮到挖掘機(jī)一般在野外作業(yè)，工作載荷變化大，作業(yè)環(huán)境惡劣，技術(shù)保養(yǎng)條件差；而履帶式行走裝置又是液壓挖掘機(jī)用得最多的一種裝置。因此本設(shè)計(jì)采用了履帶式行走裝置。 經(jīng)過(guò)上述總體方案的選型設(shè)計(jì)，最終確定行走裝置的動(dòng)力路線(xiàn)為： 柴油機(jī)―液壓泵―控制閥―液壓馬達(dá)―制動(dòng)器―減速器―驅(qū)動(dòng)輪―履帶 第三章 主要參數(shù)的確定 總體幾何尺寸的 設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中按照標(biāo)注選定法、理論分析計(jì)算法等方法得出的參數(shù)值不可能都是完全切合的。通常在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)一些參數(shù)還不能利用以上方法完全確定，因此在本設(shè)計(jì)中有的參數(shù)采用了經(jīng)驗(yàn)公式法進(jìn)行計(jì)算。 （ 1）履帶帶長(zhǎng) ： （ ） 1810 3620 mm 式中： 為尺寸系數(shù)（），本設(shè)計(jì)取 ； G 為整機(jī)重量，本設(shè)計(jì) G 18 噸（本設(shè)計(jì)除特殊說(shuō)明外， G 含 義相同）。 考慮到整體布局，類(lèi)比同型產(chǎn)品可在此基礎(chǔ)上增大 10%；故可取為 4084mm。 （ 2）驅(qū)動(dòng)輪與導(dǎo)向輪軸向中心距： （ ） 1810 2880mm 式中：為尺寸系數(shù) 。 考慮到整體布局，類(lèi)比同型產(chǎn)品可在此基礎(chǔ)上增大 10%；故可取為 3200mm。 （ 3）軌距 B B （ ） 1810 2100mm 式中：為尺寸系數(shù) 。 考慮到整體布局，類(lèi)比同型產(chǎn)品可在此基礎(chǔ)上增大 10%；故 B 可取為 2400mm。 （ 4）履帶高度 H H （ ） 1810 840mm 式中 :為尺寸系數(shù) 。 為了整體的整體布局，考慮將其擴(kuò)大 17%左右，計(jì)算得 H 980mm。 （ 5）履帶板寬 b 由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得： b 的值可在 600800mm 間取值 ,根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)―液壓挖掘機(jī)履帶 GB10677― 89》規(guī)格系列查取 b 600mm。 （ 6）底盤(pán)總寬 C C B +b （ ） 2400+600 3000mm （ 7）履帶接地長(zhǎng)度 + （ ） + 3200+（ 40843200） 3510mm 式中： D 為驅(qū)動(dòng)輪直徑，約為 。 （ 8）后端支重輪到驅(qū)動(dòng)輪間距 （ ） mm 式中：為尺寸系數(shù)（ ； 為履帶節(jié)距，根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)―液壓挖掘機(jī)履帶 GB10677―89》規(guī)格系列查取 171mm。 （ 9）前端支重輪到導(dǎo)向輪間距 （ ） 410mm 式中：為尺寸系數(shù) 。 10 兩端支重輪間距 （ ） 3200410428 2360mm （ 11）轉(zhuǎn)臺(tái)離地高 1810 1048mm 式中：為尺寸系數(shù) 。 為了整體的整體布局，考慮將其擴(kuò)大 3%左右，計(jì)算得 1080mm。 12 相鄰兩支重輪間距 12 325mm 現(xiàn)將機(jī)體主要線(xiàn)性 尺寸列于表 。 表 機(jī)體主要線(xiàn)性尺寸 項(xiàng)目 履帶長(zhǎng)度 軌距 B 輪距 履帶總高 H 轉(zhuǎn)臺(tái)底部離地高 懸架底離地高 履帶板寬 b 結(jié)果 /mm 4084 2400 3200 980 1080 495 600 驅(qū)動(dòng)輪主要參數(shù)的確定及強(qiáng)度校核 驅(qū)動(dòng)輪是將傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳至履帶，以產(chǎn)生使車(chē)輛運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。因此，要求驅(qū)動(dòng)輪與履帶的嚙合性能要良好，即在各種不同行駛條件和履帶不同磨損程度下嚙合應(yīng)平穩(wěn)，進(jìn)入和退出嚙合要順利，不發(fā)生沖擊、干涉和脫落履帶的現(xiàn)象，其次要耐磨且便于更換磨損元件。 （ 1）主要參數(shù)的確定 節(jié)距，驅(qū)動(dòng)輪節(jié)距應(yīng)與履帶節(jié)距相等， mm。 齒數(shù)，增加驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)，能使履帶速度均勻性改善，摩擦損失減少，但會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)輪直徑增大，引起機(jī)重和整機(jī)高度的增加。驅(qū)動(dòng)輪齒數(shù)一般為奇數(shù)，使得嚙合過(guò)程中每個(gè)齒都能和節(jié)銷(xiāo)嚙合。其齒數(shù)通常取，本設(shè)計(jì)中取。 驅(qū)動(dòng)輪直徑的確定 驅(qū)動(dòng)輪的節(jié)圓半徑按下式計(jì)算： 331mm 式中：為驅(qū)動(dòng)鏈輪的名義齒數(shù)，為實(shí)際齒數(shù)的半，則按下式計(jì)算： （ ） 齒根圓半徑的計(jì)算公式如下： （ ） 式中：為履帶節(jié)銷(xiāo)半徑，根據(jù)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)―液壓挖掘機(jī)履帶GB10677― 89》規(guī)格系列查取 。 齒根圓弧偏心距： （ 2） （ ） 式中：―驅(qū)動(dòng)輪齒寬度，； ―履帶銷(xiāo)套外徑，查對(duì)應(yīng)履帶型號(hào)得； ―許用用擠壓應(yīng)力；。 條件滿(mǎn)足，符合強(qiáng)度要求。 功率計(jì)及挖掘力參數(shù)計(jì)算與確定 （ 1）發(fā)動(dòng)機(jī)功率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式估算： （ ） 式中：為斗容量（）。 考慮到柴油機(jī)的功率必須充分滿(mǎn)足主機(jī)工作過(guò)程的動(dòng)力要求，取發(fā)動(dòng)機(jī)功率為 90 千瓦，在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。 （ 2）液壓功率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 （ ） 式中： N 為發(fā)動(dòng)機(jī)功率。的計(jì)算 （ ） 噸 式中 ：為最大反鏟挖掘力； 為為挖掘潛力系數(shù)（）。 （ 4）最大轉(zhuǎn)彎力矩 （ ） 噸 ??米 式中：為轉(zhuǎn)彎系數(shù)（取為 ）； 為摩擦系數(shù) 不良路面取 。 （ 5）平均接地比壓 （ ） 式中：為接地比系數(shù)（） （ ） 式中：為驅(qū)動(dòng)輪的扭矩； 為驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓半徑； 為履帶牽引力： 為運(yùn)行時(shí)各阻力之和。 本設(shè)計(jì)采用在目前大多數(shù)履帶式液壓挖掘機(jī)的行走牽引力的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： （ ） 噸 下面分別對(duì)各阻力作計(jì)算。 （ 1）土壤的變形阻力 土壤對(duì)履帶行走裝置在運(yùn)行時(shí)的阻力是由于履帶使土壤擠壓變形而引起的。土壤形阻力計(jì)算如下： （ ） 噸 式中：為土壤的變形阻力； 為運(yùn)行比阻力，考慮到挖掘機(jī)工作環(huán)境較為惡劣，所以取地面種類(lèi)為深砂類(lèi)。 （ 2）坡度阻力 坡度阻力是由于機(jī)器在斜坡上因自重的分力所引起的。設(shè)坡角度為，則坡度阻力為： （ ） 噸 式中：為坡度阻力； 為坡度角度，取為。 （ 3）轉(zhuǎn)彎阻力 履帶式運(yùn)行裝置在轉(zhuǎn)彎時(shí)所受到的阻力較為復(fù)雜，其中包括履帶與地面的摩擦阻力，履帶板側(cè)面剪切土壤的阻力以及履帶板突肋擠壓土壤的阻力等等。這些阻力要全部進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算是比較困難的，但因第一項(xiàng)阻力最大，也是最主要的，所以重點(diǎn)研究履帶板在轉(zhuǎn)彎時(shí)與地面的摩擦力矩。 對(duì)于挖掘機(jī)來(lái)說(shuō)，由于轉(zhuǎn)彎時(shí)機(jī)器空載，而且工作裝置是懸起的。因此 履帶上的比壓基本上可以看作是均勻分布的。計(jì)算如下： （ ）