【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