【正文】 (334) 2） 最大卸載高度 H3max NH搖臂； HK連桿； C動(dòng)臂下鉸點(diǎn)； A 動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn)； B動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸鉸點(diǎn)； F動(dòng)臂上鉸點(diǎn)； D斗桿油缸上鉸點(diǎn)； E斗桿下鉸點(diǎn)； G鏟斗油缸下鉸點(diǎn)； Q鏟斗下鉸點(diǎn)； K鏟斗上鉸點(diǎn)； V鏟斗斗齒尖 圖 36 最大卸載高度計(jì)算簡(jiǎn)圖 Fig 36 Biggest discharge height calculation diagram 林生龍：輪式挖掘機(jī)工作裝置及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 如圖 36 所示，當(dāng)斗桿油缸全縮，動(dòng)臂油缸全伸時(shí)， QV 連線處于垂直狀態(tài)時(shí)，得最大卸載高度為 : QMAXYH ?max3 3112132211211 )s i n ()s i n ( lllY M A XM A XM A XC ?????????? ???????? (335) 3） 水平面最大挖掘半徑 max1R NH搖臂； HK連桿； C動(dòng)臂下鉸點(diǎn)； A 動(dòng)臂油缸下鉸點(diǎn)； B動(dòng)臂與動(dòng)臂油缸鉸點(diǎn)； F動(dòng)臂上鉸點(diǎn)； D斗桿油缸上鉸點(diǎn)； E斗桿下鉸點(diǎn)； G鏟斗油缸下鉸點(diǎn)； Q鏟斗下鉸點(diǎn)； K鏟斗上鉸點(diǎn)； V鏟斗斗齒尖 圖 37 停機(jī)面最大挖掘半徑計(jì)算簡(jiǎn)圖 Fig 37 Engine off surface biggest excavating radius calculation diagram 如圖 37 所示，當(dāng)斗桿油缸全縮時(shí)， F. Q. V三點(diǎn)共線，且斗齒尖 v 和鉸點(diǎn) C 在同一水平線上，即 YC= YV，得到最大挖掘半徑 max1R 為 : 40max1 LXR C ?? (336) 式中： m a x32132232140 c os)(2)( ?LLLLLLL ????? (337) 4） 最大挖掘半徑 R 最大挖掘半徑時(shí)的工況是水平面最大挖掘半徑工況下 C、 V連線繞 C 點(diǎn)轉(zhuǎn)到水平面而成的。通過(guò)兩者的幾何關(guān)系，我們可計(jì)算得到： mml 8530 ? 。 mml 980040 ? 。 5） 最大挖掘高度 H2max 最大挖掘高 度工況是最大卸載高度工況中鏟斗繞 Q 點(diǎn)旋轉(zhuǎn)直到鏟斗油缸全縮而形成的。具體分析方法和最大卸載高度工況的分析類似。 4 工作裝置基本尺寸的確定 斗形參數(shù)的確定 斗容量 q ： q = m3 平均斗寬 B：其可以由經(jīng)驗(yàn)公式和差分法選擇，又由續(xù)表知： 當(dāng) q = m3時(shí)， B = 當(dāng) q = m3時(shí)， B = 則當(dāng) q = ， B = +（ ） 247。 = 再參考其它機(jī)型的平均斗寬 預(yù)初定 B ==1040mm 挖掘半徑 R：按經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和參考同斗容的其它型號(hào)的機(jī)械，初選 R =1450mm 。 轉(zhuǎn)斗挖掘滿轉(zhuǎn)角（ 2φ）： 在經(jīng)驗(yàn)公式 q = R2B（ 2φsin2φ） KS 中， KS 為土壤的松散系數(shù)，取值為 ，將 q = m3 和 B = ： 2φsin2φ = φ = 95176。/2 = 176。 鏟斗兩個(gè)鉸點(diǎn) K、 Q 之間的間距 l24 和 l3 的比值 k2 的選取： 24l 太大將影響機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性，太小則影 響鏟斗的結(jié)構(gòu)剛度，初選特性參數(shù) k2 = 。 由于鏟斗的轉(zhuǎn)角較大，而 k2 的取值較小，故初選 α10 =∠ KQV=110176。 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定 我們根據(jù)在第二章中的圖 29 工作裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，來(lái)計(jì)算出動(dòng)臂、斗桿、連桿及鏟斗的基本參數(shù)。 1? 與 A點(diǎn)坐標(biāo)的選取 初選動(dòng)臂轉(zhuǎn)折處軸線夾角 1? = 120176。[1] 林生龍：輪式挖掘機(jī)工作裝置及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 由經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和參考其它同斗容機(jī)型，初選特性參數(shù) k3 = （ k3 = 4142ll ） 鉸點(diǎn) A坐標(biāo)的選擇： 由底盤和轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合同斗容其它機(jī)型的測(cè)繪，初選： XA = 430 mm YA = 1200mm 1l 與 2l 的計(jì)算 由統(tǒng)計(jì)分析，最大挖掘半徑 R1值與 l1+l2+l3的值很接近，由已給定的最大挖掘距離 R已初步選定的 l3和 k1，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式有： l2 = mmlR 3 0 0 0)()1 5 5 09 8 8 5()()( 3 ?????? 則 : mmlkl ???? 41l 與 42l 的計(jì)算 如圖 41 所示，在 ? CZF 中 24 1 1 3 3 11 2 c o sl l k k ?? ? ? 25 4 0 0 1 1 .4 2 1 .4 c o s 1 2 02585 mm? ? ? ? ? ?? l42 = k3l41 = 2585 = 3620mm α3 9= ∠ ZFC = ? ?? ? ????? o s 142241212421 lllll 5l的計(jì)算 由經(jīng)驗(yàn)和反鏟工作裝置對(duì)閉鎖力的要求初取 k4 = [2]。 11? 的取值對(duì)特性參數(shù) k最大挖掘深度 H1max和最大挖高 H2max均有影響，增大 11? 會(huì)使 k4減少或使 H1max 增大，這符合反鏟作業(yè)的要求，初選 11? = 176。 斗桿油缸全縮時(shí)， ∠ CFQ = 32 8??? 最大， 依經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和便于計(jì)算，初選 ? ? ??? 160m ax832 ?? CFN??32? QFN??8? 由于采用雙動(dòng)臂油缸， ∠ BCZ的取值較小，初取 ∠ BCZ = 5176。 如上圖 41 所示，在 ? CZF 中 ???????????? ???Z C F 2 3 5 .5 5 3 0 .5B CF Z CF Z V B?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 由 334 和 335 有 ? ? ? ? 311m a x1322112m a x11m a x3 s i ns i n lllYH C ????????? ??????? ? ? ? ? 311m a x1322112m a x11115 s i ns i ns i n llllY A ?????????? ???????? (41) ? ? 32112m in11m a x1 s i n lllYH C ?????? ??? ? ? 115m i n1112132 s i ns i n ???? lYlll A ??????? (42) 由 4 42 式有： ? ? ? ?? ?22m i n111128113212112m a x11m a x3m a x1s i n s i ns i n ll llHH m anm an??? ??????????? ??? ?????????(43) 令 ???????? ??A ? ? ? ? ??????????? 6716093832 naxAB ?? 將 A、 B 的值代入 43 式中有 ? ? ? ?? ? ? ?? ? 0167s i n93s i n93s i n m a x12m i n1m a x11m a x3m a x1 ???????????? ??? llHH (44) 又特性參數(shù) 4 1 m a x 1 1 m insin sink ? ? ?? 則有 41m a x1m i n1 s i ns i n k??? ? max1?? (45) 21 m in 1 m inc o s 1 sin???? 21 m a x1 (si n 5 )??? (46) 將 4 46 代入到 44 式中 林生龍：輪式挖掘機(jī)工作裝置及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 ? ? ? ?? ? ? ?? ? 067s i n93s i n93s i n5 4 0 06 6 3 06 4 8 5 m a x12m i n1m a x1 ???????????? ??? l (47)解之： ?? ?? ?? 由 42 式有 ? ? 115m i n1112132m a x1 s i ns i n ???? lYlllH A ??????? ? ?? ? 11m a x12m i n1111325 s i ns i n ???? HYllll A ??????? ? ?? ? ????????? i n663012021693s i n540030001550 mm750? 而 θ1min與 θ1max需要滿足以下條件 ? ?1 2 21 m i n c o s 1 2? ? ? ?? ??? ? ??? (48) ? ?1 2 2 21 m a x c o s 1 2? ? ? ? ??? ? ? (49) 將 θ1max 、 θ1min 的值代入 4 49 中得： ρ = σ = 1 而 ?? ???? (410) ? ? ??? ???? （ λ= ） (411) ? 、 ? 滿足 4 411 兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)條件，說(shuō)明 ρ、 σ的取值是可行的。 則 l7 =σl5 = 750 = 2335mm (412) min1L =ρl5 = 750 =1880mm (413) L1max =λ1L1min =1880 = 3010mm (414) 至此，動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的各主要基本參數(shù)已初步確定。 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的校核 動(dòng)臂機(jī)構(gòu)閉鎖力的校核 正常的 挖掘阻力 JW1 [1] ： ? ? DB A Z XRCW ???? a xm a x1 ]}c os c os1[{ ?? ? (415) 在 415 式中， W1——切削阻力的切向分力； C——土壤的硬度系數(shù)，對(duì)不同的土壤條件取值不同，這里設(shè)挖機(jī)用于 Ⅲ 級(jí)土壤的挖掘，取值為 100； R——鏟斗與斗桿鉸點(diǎn)到斗齒尖距離，即轉(zhuǎn)斗切削半徑其在前面已經(jīng)初步確定，取值為 1550mm； max? ——某一挖掘位置時(shí)鏟斗總轉(zhuǎn)角的一半； ? ——某一挖掘位置處轉(zhuǎn)斗的瞬時(shí)轉(zhuǎn)角，在此處由于是求平均挖掘阻力，故初取 max? =? = ； B——切削刃寬度影響系數(shù)， B = 1+ = 1 + = ；A——切削角變化影響系數(shù)，取 A = .； Z——帶有斗齒的系數(shù)，取 Z =； X——斗側(cè)壁厚影響系數(shù)， X = 1+0. 03S,其中 S為側(cè)壁厚度，由于是初步設(shè)計(jì)，故預(yù)取 X = ； D——切削刃擠壓土壤的力，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng) 計(jì)和斗容量的大小選取 D = 104N。 將以上的數(shù)值代入到 415 式中可以解得： W1J =105N。 由圖 37 知，最大挖掘深度時(shí)的挖掘阻力力矩 M1J： M1J = W1J（ H1max + YC） = 105（ +） =13105 (416) 動(dòng)臂油缸的閉鎖力 F1′ F1′ = P1S 1′ （ S1′：動(dòng)臂油缸小腔的作用面積） = 107π（ 702452） 106 = 105 N 最大挖掘半徑工作裝置自身重力所產(chǎn)生的力矩 MG ： 要求力矩，首先應(yīng)該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部分的重量： 由經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，初步估計(jì)工作裝置的各部分重量如下： 動(dòng)臂 G1=1320kg 斗桿 G2 =700kg 鏟斗 G3 =700kg 斗桿缸 G4 =200kg 鏟斗缸 G5 =115kg 連桿機(jī)構(gòu) G6 =130kg 動(dòng)臂缸 G7 =200kg 當(dāng)處于最大挖掘深度時(shí) 林生龍：輪式挖掘機(jī)工作裝置及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 112112m in11 ???? ?? ??? ??? ???????? 由圖 37 有 ? ?1 2 3 4 5 6 1 2 12 9 .8 c o sGM G G G G G G l ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?56 6 0 7