【導(dǎo)讀】掘性能做了比較詳細的驗算。然后對于行走裝置部分做了比較系統(tǒng)的計算。系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、電器系統(tǒng)等部分構(gòu)成最關(guān)鍵核心的是液壓系統(tǒng)和動力系統(tǒng)。了挖掘機的工作裝置和底盤總成。同時對回轉(zhuǎn)裝置、液壓系統(tǒng)和各液壓缸的參數(shù)進行。Keywords：Excavator，Workingdevice，Landassembly，Hydraulicurn

　　

【正文】 示： 表 動臂油缸參數(shù)列表 型號 缸徑 D 桿徑 d L1max L1min △ 額定工作壓力 允許工作壓力 HSGK02 80mm 40mm 1567mm 966mm 365mm 20Mpa 圖 動臂油缸的確定 （ 2） 斗桿油缸的確定（如圖 ） 在斗桿在初始位置和最大轉(zhuǎn)角處斗桿油缸最短和最長，以兩個位置斗桿的 E 點作圓，且滿足兩倍最短減去最長結(jié)果為 365mm。得到的交點就是斗桿鉸點 D變化不同的半徑得到合適的 D 點。通過作圖得到 m in m a x1 1 6 0 , 1 9 6 0 , 1 5 4 4 , 1 7 6 3E D m m E D m m D F m m CD m m? ? ? ? 斗桿油缸參數(shù)如表 所示 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 23 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 斗桿油缸參數(shù)列表 型號 缸徑 D 桿徑 d L2max L2min △ 額定工作壓力 允許工作壓力 HSGK02 80mm 40mm 1960mm 1160mm 360mm 20Mpa 圖 斗桿油缸的確定 （ 3）鏟斗油缸的確定（如圖 ） 取鏟斗轉(zhuǎn)角為 170176。，使其在初始位置和最大轉(zhuǎn)角處以 H 點為圓心畫圓，且 兩圓半徑滿足兩倍小圓半徑減去大圓半徑結(jié)果約為 365，交點極為鏟斗 油缸鉸點，以不同的半徑作圓，直到出現(xiàn)合適的 G 點。通過作圖法得到： m in m a x1 2 0 0 , 2 0 4 0G H m m G H m m??；由圖上測量出 EG=370mm， FG=423mm。鏟斗油缸參數(shù)如表 所示。 表 鏟斗油缸參數(shù)列表 型號 缸徑 D 桿徑 d L3max L3min △值 額定工作壓力 最大工作壓力 HSGK02 80mm 40mm 2040mm 1200mm 360mm 20Kpa 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 24 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 鏟斗油缸的確定 鏟斗、斗桿理論挖掘力計算 反 鏟裝置主要采用斗桿液壓缸或鏟斗液壓缸進行挖掘。假定不考慮下列因素： （ 1）工作裝置自重和土重； （ 2）液壓系統(tǒng)和連桿機構(gòu)的效率； （ 3）工作液壓缸的背壓； （ 4） 不考慮其他因素如停機面坡度、分力、慣性力、動載等因素的影響。 工作液壓缸外伸時由該液壓缸理論推力所能產(chǎn)生的斗齒切向挖掘力稱為工作液壓缸的理論挖掘力 如圖所示，鏟斗挖掘時鏟斗液壓缸的理論挖掘力為： 130 3 3 323()D rrP P P i f Lrl?? ? ? ? ?? 式中 3P —— 鏟斗液壓缸的理論推力， 33P F p??， 3F 為鏟斗液壓桿大腔作用面積， p 為液壓系統(tǒng)工作壓力； 6 3 233 2 0 1 0 ( 8 0 1 0 ) 1 0 0 6 7 54P F p ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 1r、 2r 、 3r —— 力臂值。借助 CAD 作圖，在鏟斗轉(zhuǎn)到不同角度值時測量得到，如圖 為鏟斗轉(zhuǎn)到 40176。時的力臂值。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 25 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 連桿機構(gòu)力臂測量簡圖 鏟斗轉(zhuǎn)不同角度下測量得到的力臂值以及計算如下表 所示（以鏟斗油缸最短是為 0176。起點） 表 鏟斗連桿機構(gòu)不同轉(zhuǎn)角下的力臂值及理論挖掘阻力計算值 鏟斗轉(zhuǎn)角φ 1()rmm 2()rmm 3()r mm 3()l mm 計算 ()ODPN 0 213 213 186 832 22478 10 285 253 216 832 29405 20 358 289 238 832 35628 30 414 322 257 832 39921 40 454 351 273 832 42665 50 480 375 286 832 44234 60 495 398 294 832 44183 70 500 417 298 832 43178 80 497 431 300 832 41801 90 488 441 297 832 39710 110 454 512 286 832 30642 130 409 463 266 832 28390 150 357 461 243 832 22740 170 303 450 216 832 17572 鏟斗挖掘時鏟斗液壓缸的理論挖掘力隨鏟斗轉(zhuǎn)角變化曲線如圖 所示（以鏟斗油缸 最短是為 0176。起點）。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 26 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 理論挖掘力隨鏟斗轉(zhuǎn)角變化的曲線 將鏟斗理論挖掘力與切削阻力繪制在一張圖上如圖 （以鏟斗油缸最短是0176。起點） 圖 鏟斗理論挖掘力與切削阻力匹配關(guān)系圖 從圖中可以看出，從挖掘力與挖掘阻力相匹配來看，鏟斗油缸及鏟斗機構(gòu)滿足設(shè)計要求。 斗桿液壓缸的理論挖掘力為： 50 2 2 36( , )Q rP P f L Lr? ? ? 式中 2P—— 斗桿液壓缸的理論推力， 22P Fp? ， 其中 2F 為斗桿液壓缸大腔作用面積， p 為液壓系統(tǒng)工作壓力。 2 6 3 22 2 2 2 0 1 0 ( 8 0 1 0 ) 1 0 0 6 7 544P F p F D?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?N 5r ， 6r —— 力臂值。借助 CAD 圖，在斗桿轉(zhuǎn)到不同角度時測量得到，如圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 27 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 為斗桿轉(zhuǎn)到 80176。時測量值 圖 斗桿機構(gòu)力臂測量簡圖 斗桿轉(zhuǎn)到不同角度下測量得到的力臂值及理論挖掘力計算值見表 （以斗桿油缸最短是為 0176。起點） 表 斗桿機構(gòu)不同位置下的力臂值及理論挖掘力計算值 斗桿轉(zhuǎn)角 φ 2 r5（ mm） r6（ mm） 斗桿理論挖掘力 0 366 2652 13873 20 473 2652 17934 40 499 2652 18919 60 466 2652 17663 80 393 2652 14898 100 292 2652 11068 108 249 2652 9440 繪制斗桿理論挖掘力隨斗桿瞬時轉(zhuǎn)角的 變化曲線如圖 所示（以斗桿油缸最短是為 0176。起點）。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 28 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 斗桿理論挖掘力隨斗桿瞬時轉(zhuǎn)角變化曲線圖 將斗桿理論挖掘力與挖掘阻力繪制在一張圖上如圖 所示（以斗桿油缸最短是為0176。起點） 圖 斗桿理論挖掘力與斗桿挖掘阻力匹配關(guān)系圖 從圖中可以看出，斗桿油缸及尺寸參數(shù)滿足設(shè)計要求。 動臂油缸作用力計算 臂油液壓缸應(yīng)保證反鏟作業(yè)過程中在任何位置上都能提起帶有滿載鏟斗的工作裝置到達最高和最遠的位置?？蛇x用三個計算位置： 從最大挖掘深度處提起滿載斗； 最大挖掘半徑時舉起滿載斗； 最大卸載高度時提動滿載斗。 對動臂在轉(zhuǎn)臺上的鉸點 C取矩，可以得到各位置下所需的動臂液壓缸作用力： 611()i i t tiP G r G r e???? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 29 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 式中 iG—— 工作裝置各構(gòu)件的重量，初步設(shè)計時可通過經(jīng)驗公式法取用； tG—— 斗中土重； (1 .6 ~ 1 .8 ) 0 .1 5 0 .2 4 ~ 0 .2 7tGt? ? ?；取土重為 ir 和 tr —— 各構(gòu)件及斗內(nèi)土壤重心到點 C的力臂。 （ 1） 、反鏟工作裝置各部分質(zhì)量計算 根據(jù)國內(nèi)幾種反鏟裝置的構(gòu)件近似質(zhì)量表，經(jīng)類比法得出以下參數(shù)： 項目 斗容量（ m179。） 質(zhì)量（ t） 動臂 斗桿 鏟斗 斗桿缸 鏟斗缸 連桿搖桿 動臂缸 機重 設(shè)計機型 5 機型 2 4 （ 2）、提升力計算（三種 工況均作圖分析 ） 工況Ⅰ：最大挖深時滿斗提升，此時動臂油缸全縮，斗桿垂直地面，鏟斗轉(zhuǎn)至水平，這時計土重和工裝重。 1 2 2 2 3 3 4 4 5 5 6 62 t t tF e G r G r G r G r G r G r G r? ? ? ? ? ? ? 通過作圖得各個構(gòu)件到 C點的力臂，如圖 。 求得 tF ， 26000tF? N，動臂缸推力為 100531N，提升力 ＜動臂缸推力。 即工況一合格 圖 工況一各個構(gòu)件力臂值 工況Ⅱ：最大卸載高度滿斗提升 551 1 2 2 3 3 4 4 6 62 tF e G r G r G r G r G r G r? ? ? ? ? ? ? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 共 58 頁 第 30 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 通過作圖得各個構(gòu)件到 C 點的力臂如圖 。 求得 tF =19279N，動臂缸推力為 100531N，提升力 ＜動臂缸推力。 即工況二合格 圖 工況二各個構(gòu)件力臂值 工況Ⅲ：最大卸載半徑滿斗提升 551 1 2 2 3 3 4 4 6 62 tF e G r G r G r G r G r G r? ? ? ? ? ? ? 通過作圖得到各個構(gòu)件到 C 點的力臂如圖 。 求得 tF =18336N， 動臂缸推力為 100531N，提升力 ＜動臂缸