【文章內(nèi)容簡介】 6（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 ?10 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?? = ? ? ????? ? = m 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 即： R=3l =865 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 ～ ?15 。根據(jù)實(shí)際 情況取 2K =， 10? = ?96 即： 24l = 2K 3l =?865=285 mm 再根據(jù)⊿ KQV 由遇險(xiǎn)定理可得 KV=25l = 1024322423 c os2 ?llll ?? = ?????? 96c os2858652285865 22 =939 mm （ 2） 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)算簡圖 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 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)臂與斗桿的長度比，對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范圍內(nèi)選擇。一般當(dāng) 1K 2 時(shí)，稱為長動(dòng)臂短斗桿方案；當(dāng) 1K 時(shí)，屬于短動(dòng)臂長斗桿方案； 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)臂長斗桿方案。選取 1K = 3l =865 mm， 1R ==4300mm 則把 公式 2 23聯(lián)立 可得出： 1l =1942 mm， 2l =1493 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）在地面以上對動(dòng)臂油缸力矩的要求，可取 4K =～ 3m 左右的通用機(jī)往往對正、反鏟并重，可取 4K =1. 11? 的取值對特性參數(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? ≈ ?60 。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 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 os ll lll ???? （ 24） 代入數(shù) 據(jù)可求得： 2? =176。 （ 3） 、最大挖掘深度工況下 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 25最大挖掘深度計(jì)算簡圖 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 （ 4） 在最大卸載高度工 況下 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 αα 21 圖 26最大卸載高度計(jì)算簡圖 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) min11 max14 sinsin ?? ??k （ 29） 因此： 14 m ax1m in1sinsin ??? k? （ 210a） 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 ??????????2124 m a x12m in1s in1c o s ??? 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? ， 因?yàn)?: A= 211 ?? ? =60176。 +176。 =176。 B= max328 ?? ??A =100176。 可將數(shù)值代入，由式 28解得 min1? =176。 最后由式 27求得 5l 為： ? ? mmHYAllll A 412s i ns i n11m a x1m i n11235 ??????? ?? 又因?yàn)? ： σ =57ll 所以： ?57 ll ? =1337 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： 表 21挖掘裝載機(jī)主要結(jié)構(gòu)尺寸 （單位： mm） CF FQ QV AC CD CB DF EF GF 1l 2l 3l 5l 6l 7l 8l 9l 10l 1942 1493 865 412 804 1337 1226 374 351 EG HN GN FN NQ BF KQ KV HK 11l 14l 15l 16l 21l 22l 24l 25l 29l 370 374 1343 1228 268 664 285 939 367 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 、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、全伸長度與全縮長度之比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? =～ . θθ 1m inΦ 1m ax 圖 27 動(dòng)臂擺角范圍計(jì)算簡圖 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） 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 代入原始數(shù)據(jù)可求得 min1L =1088 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 =1850 mm （ 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)算簡圖 和動(dòng)臂油 缸相類似根據(jù)公式 982 m in22928m in2 2c os ll Lll ???? （ 213） 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 m in2982928m in2 c o s2 ?llllL ??? （ 214） 代入原始數(shù)據(jù)可求得： min2L =1003 mm 再根據(jù)斗桿油缸伸縮比 2? =～ ，取 2? = max2L =1685 mm （ 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 延長線時(shí)為 1V ,令初始負(fù)角 DO? =∠ 0V Q1V ，該角應(yīng)滿足使用要求，一般取 0176?！?30176。，特殊情況下可小于 0176。或大于 30176。（即 0V 在 1V 之下）。 max3? =∠ 0V Q zV 一般在 130176?！?180176。之間，不宜太大，否則斗齒平均挖掘力要下降。鏟斗油缸最大理論挖掘力應(yīng)與轉(zhuǎn)斗最大挖掘阻力相適應(yīng)。當(dāng)斗齒尖大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 處于 1V 時(shí)，鏟斗油缸理論挖掘力應(yīng)不低于其最大值的 80﹪，即 ODP ≥ maxODP 與 maxODP 相應(yīng)的斗齒尖位置為 maxV ，∠ 1V Q maxV 一般取 25176?！?35176。為好。 根據(jù)鏟斗理論挖掘力和功的平衡可知 ? ? ??? m a x3 m i n3 333m in3 11 ?? ?? dlPPL OD （ 215） 可得： min3L =959 mm 因?yàn)殓P斗油缸伸縮比 3? =～ ，取 3? = 故： max3L = min3L 3? max3L =1630 mm 根據(jù)以上計(jì)算過程可得油缸的基本尺寸如表 22所示 表 22油缸尺寸 （單位： mm） AB DE GH 1L 2L 3L Min Max Min Max Min Max 1088 1850 1003 1685 959 1630 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 第三章、挖掘裝置受力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算 、挖掘阻力的計(jì)算 圖 31 大曲率切削阻力試驗(yàn)曲線 反鏟裝置工作時(shí)，既可用鏟斗液壓缸挖掘（簡稱轉(zhuǎn)斗挖 掘），也可用斗桿液壓缸挖掘（簡稱斗桿挖掘），或作復(fù)合動(dòng)作挖掘。一般認(rèn)為，斗容量小于 米 3 或在土質(zhì)松軟時(shí)以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹鳎粗远窏U挖掘?yàn)橹鳌? （ 1） 鏟斗挖掘阻力的計(jì)算 參照《單斗液壓挖掘機(jī)》 235，轉(zhuǎn)斗挖掘時(shí)，挖掘阻力的切向分力可表示為： DB A ZXRCW ??????? ?????? ??? m a xm a x1 c o sc o s1 ?? ? (31) 式中： C：表示土壤硬度系數(shù)，對二級土易取 C=50～ 80； R：鏟斗與斗桿鉸點(diǎn)至斗齒間距離，即轉(zhuǎn)斗切削半徑， R=3l ，單位： mm 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 B:切削刃寬度影響系數(shù)， B=1+，其中， b 為鏟斗平均寬度； max? ：挖掘