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正文內(nèi)容

小型液壓挖掘機(jī)總體及底盤設(shè)計(jì)(參考版)

2024-08-31 13:42本頁(yè)面
  

【正文】 。 即工況二合格 圖 工況二各個(gè)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(guò)作圖得到各個(gè)構(gòu)件到 C 點(diǎn)的力臂如圖 。 即工況一合格 圖 工況一各個(gè)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(jì)(論文) 共 58 頁(yè) 第 30 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 通過(guò)作圖得各個(gè)構(gòu)件到 C 點(diǎn)的力臂如圖 。 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(guò)作圖得各個(gè)構(gòu)件到 C點(diǎn)的力臂,如圖 。 ( 1) 、反鏟工作裝置各部分質(zhì)量計(jì)算 根據(jù)國(guó)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(xiàng)目 斗容量( m179??蛇x用三個(gè)計(jì)算位置: 從最大挖掘深度處提起滿載斗; 最大挖掘半徑時(shí)舉起滿載斗; 最大卸載高度時(shí)提動(dòng)滿載斗。起點(diǎn)) 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(jì)要求。起點(diǎn))。時(shí)測(cè)量值 圖 斗桿機(jī)構(gòu)力臂測(cè)量簡(jiǎn)圖 斗桿轉(zhuǎn)到不同角度下測(cè)量得到的力臂值及理論挖掘力計(jì)算值見表 (以斗桿油缸最短是為 0176。 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。起點(diǎn)) 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(lái)看,鏟斗油缸及鏟斗機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。起點(diǎn))。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 共 58 頁(yè) 第 25 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 連桿機(jī)構(gòu)力臂測(cè)量簡(jiǎn)圖 鏟斗轉(zhuǎn)不同角度下測(cè)量得到的力臂值以及計(jì)算如下表 所示(以鏟斗油缸最短是為 0176。借助 CAD 作圖,在鏟斗轉(zhuǎn)到不同角度值時(shí)測(cè)量得到,如圖 為鏟斗轉(zhuǎn)到 40176。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(jī)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(jī)面坡度、分力、慣性力、動(dòng)載等因素的影響。鏟斗油缸參數(shù)如表 所示。使其在初始位置和最大轉(zhuǎn)角處以 H 點(diǎn)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(diǎn)極為鏟斗 油缸鉸點(diǎn),以不同的半徑作圓,直到出現(xiàn)合適的 G 點(diǎn)。得到的交點(diǎn)就是斗桿鉸點(diǎn) D變化不同的半徑得到合適的 D 點(diǎn)。缸徑 80mm,桿徑 40mm 的油缸△值大約為 365mm 以 C 為圓點(diǎn)畫圓,直到 m i n m a x2 3 6 5A B A B m m??,此時(shí)m a x m in1567 , 966A B m m A B m m??。 ( 1)動(dòng)臂油缸的確定(如圖 ) 將鏟斗轉(zhuǎn)到最大卸載高度和最大挖掘深度處,此時(shí),動(dòng)臂油缸分別處于最短和最長(zhǎng),最短處∠ ACB=35176。 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算得 1 6297gWN? 鏟斗、斗桿、動(dòng)臂油缸缸徑的確定 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 共 58 頁(yè) 第 22 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 液壓缸推薦選用工程機(jī)械用內(nèi)卡鍵式液壓缸,動(dòng)臂、斗桿、鏟斗三組油缸均 通過(guò)類比選用(缸徑 80mm,桿徑 40mm 左右 )?!?80176。 01 0 060 .0 1 7 4 5g gsKqW K h B rK??? 式中 0K —— 挖掘比阻力,當(dāng)取主要挖掘土壤的 0K 時(shí)可求得正常挖掘阻力,取要求挖掘的最硬土質(zhì) 0K 值時(shí)則得 最大挖掘阻力。這時(shí)斗齒的實(shí)際行程為: gSr?? 式中 6r —— 斗 桿 挖 掘 時(shí) 的 切 削 半 徑 , 6r FV? 。計(jì)算得平均挖掘阻力為 23837N 斗桿挖掘阻力計(jì)算 斗桿挖掘時(shí)切削行程較長(zhǎng),切土厚度在挖掘過(guò)程中可視為常數(shù)。 轉(zhuǎn)斗挖掘的平均阻力可按平均挖掘深度下的阻力計(jì)算。從隨機(jī)統(tǒng)計(jì)的角度看,取法向分力 2W 為零來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算是允許的。當(dāng) max??? , 0? ?? 時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)斗挖掘最大切向分力 1maxW : 1 . 3 51 m a x m a x[ ( 1 c o s ) ] 3 6 2 7 4W C R B A Z X D N?? ? ? ? 試驗(yàn)表明法向挖掘阻力 2W 的指向是可變的,數(shù) 值也較小,一般 210 ?? 。1 cosWq?? ?? 式中 ? —— 密實(shí)狀態(tài)下土壤容重,單位為 3/Nm; ? —— 挖掘起點(diǎn)和終點(diǎn)間連線 ab方向與水平線的夾角; ? —— 土壤與鋼的摩擦系數(shù)。) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 切削 阻力 W1(N) 8000 17793 26552 32376 35510 36227 34563 30386 23402 13591 繪制鏟斗切削阻力 W1 隨瞬時(shí)轉(zhuǎn)角 φ 的變化曲線圖如圖 所 示(以鏟斗油缸最短是 0176。結(jié)果如表 所示。(推薦 8000N(小挖) 12020 N(中挖) )本設(shè)計(jì)中取 D=8000N。 ? —— 鏟斗的瞬時(shí)轉(zhuǎn)角; B—— 切削刃寬度影響系數(shù), B=1+,其中 b 為鏟斗平均寬度,單位為 m;本設(shè)計(jì)中取 b=, B= A—— 切削角變化影響系數(shù),取 A=; Z—— 帶有斗齒的系數(shù), Z=(無(wú)斗齒時(shí), Z=1); X—— 斗側(cè)壁厚度影響系數(shù), X=1+,其中 s 為側(cè)壁厚度,單位為 cm,初步設(shè)計(jì)時(shí)可取 X=; D—— 切削刃擠壓土壤的力,根據(jù)斗容量大小在 1000017000N 范 圍內(nèi)選取。 鏟斗油缸下鉸點(diǎn)位置的確定: 11 370l EG mm?? 10 420l FG mm?? 、油缸作用力、閉鎖力挖掘力計(jì)算 鏟斗挖掘阻力 轉(zhuǎn)斗挖掘時(shí), 土壤切削阻力隨挖掘深度改變而明顯變化。 2 1 2 4(0 . 7 ~ 0 . 8 ) ( 2 1 0 ~ 2 4 0 )l l m m??。 ? ?2 4 3 310 . 3 ~ 0 . 3 8 ( 2 4 9 . 6 ~ 3 1 6 . 1 6 )3l K Q l l? ? ? ? 取 24 300l KQ mm?? 0008FQN? ? ?;取 ∠ FQN=0176。 ( 2) 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的型式選擇 反鏟鏟斗機(jī)構(gòu)有四連桿的,也有六連桿的,推薦采用六連桿機(jī)構(gòu)。處。開挖,最大挖 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 共 58 頁(yè) 第 18 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 掘力出現(xiàn)在 25176。 同時(shí),鏟斗的轉(zhuǎn)角范圍還應(yīng)該滿足,當(dāng)動(dòng)臂油缸處于最短即: L1=L1min,斗桿油缸處于最短即: L2=L2min ,鏟斗油缸處于最長(zhǎng)即 L3=L3max 時(shí),鏟斗 l3 與地面的夾角α≤ 45186?!?30176?!?110176。~ 180176。左右。取 ∠EFQ=140176。 斗桿尾部半徑 9l 從閉鎖考慮,可按經(jīng)驗(yàn)公式: 9 2 311( ~ ) ( )4 l l? ? ? 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算得 9 500 ~ 663l mm? 取 9 500l EF mm?? 斗桿上 EFQ? 取決于結(jié)構(gòu)因素,并考慮到共作范圍一般在 130176。 確定斗桿油缸下鉸點(diǎn): D 點(diǎn)與動(dòng)臂間得距離應(yīng)盡量小些,為使動(dòng)臂與斗桿油缸不發(fā)生干涉。之間,在滿足工作范圍等前提下本機(jī)去 108176。 斗桿機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)的確定 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 共 58 頁(yè) 第 17 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 斗桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足: ( 1)、斗桿機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足斗桿轉(zhuǎn)角的要求,擺角應(yīng)在 105176。 帶 入 以 上 三 式 計(jì) 算 得4 1 4 2 3 91 4 4 0 , 1 8 7 0 , 2 1 .5l CZ m m l ZF m m ?? ? ? ? ?176。 由于反鏟挖掘機(jī)以挖掘深度為主指標(biāo),故取特性參數(shù) 3k? 。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式: 1 32 11Rll k?? ? 1 12l kl? 其中 1R 為最大挖掘半徑,由設(shè)計(jì)要求知 1 5650R mm? ,由前面機(jī)體尺寸的初步確定知 3 832l mm? ,取 1 ? 代入公式中計(jì)算得 1 mm? , 2 mm? 。左右) ;特性參數(shù) 1k = 12ll ( 左右)。 類比其它樣機(jī),取 5l ( 300~ 450mm(小挖); 600~ 800mm(中挖)) 11? ( 65176。 綜合考慮,選取: 2 96?? , B=, ? 依 據(jù)公式 21 ( 2 s i n 2 )2 sq R B k???? 計(jì)算確定 R= 結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算所得及現(xiàn)有樣機(jī)取 R=, B= 動(dòng)臂及油缸鉸點(diǎn)的布置 11? 及 5l 取值對(duì)挖掘機(jī)性能有影響。時(shí) R 和 B 對(duì) 1maxW 的影響差不多。則 B 或 R 太大。若 2? 100176??扇?2? =90176。但 B和 R 大到一定程度,綜合反映到 2? 90176。 鏟斗的四個(gè)主要參數(shù)為斗容量 q,平均斗寬 B,轉(zhuǎn)斗挖掘半徑 R 和轉(zhuǎn)斗挖據(jù)裝滿轉(zhuǎn)角 2? 。 圖 挖掘機(jī)工作裝置簡(jiǎn)圖 工作裝置是液壓挖掘機(jī)的重要組成部分之一,一般包括:動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、 連桿以及油缸等。挖掘機(jī)的工作裝置包括動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸、連桿機(jī)構(gòu),本設(shè)計(jì)要求確定挖掘機(jī)的工作范圍,并且對(duì)各個(gè)液壓缸進(jìn)行計(jì)算校核。 、工作循環(huán)時(shí)間及生產(chǎn)率的估算 依 據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式: 回轉(zhuǎn)速度: 1 6 ( m in )nn K G r?? Kn=15 得 n=( r|min) 工作循環(huán)時(shí)間: 0016zzt k G? ()s 其中 kz0=10 得 tz0= 理論生產(chǎn)率: 30 3 6 0 0 ( )Q q T m h? 其中 q= 得 Q0=( m3|h) 以上參數(shù)都是經(jīng)驗(yàn)公式的初步估算,如有需要可適當(dāng)調(diào)整。 整機(jī)功率參數(shù)的初步確定 發(fā)動(dòng)機(jī) 功率;液壓功率 發(fā)動(dòng)機(jī)功率、液壓功率 N=k使用最廣泛的是單排滾球式、雙排滾球式、交叉滾柱式三種,其中雙排滾球式采用較多。 高速液壓馬達(dá)具有體積小,效率高,不需背壓補(bǔ)油,便于設(shè)置小制動(dòng)器,發(fā)熱和功率損失小,工作可靠,可以與軸向柱塞泵的零件通用等優(yōu)點(diǎn),低速大扭矩液壓馬達(dá)具有零件少,傳動(dòng)簡(jiǎn)單,起動(dòng)制動(dòng)性能好,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。初步選用全
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