【正文】 青島理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 34 圖 510 工作裝置所受多余未知力 并建立兩個補充方程： 111?x + 122?x + p1? =0 （ ） 211?x + 222?x + p2? =0 （ ） 式中： 1X 和 2X 去除多余約束后假設的未知反力 11? 、 12? 和 p1? 分別為 1X 。由于 P1 作用在推土板中間，兩水平撐桿的約束相同，所以可簡化為兩次超靜定結構。 ctg( 1??? ) 式中： 1? 土對鋼的摩擦角 1? =arctan= 045 將 Px 和 1S 轉算到頂推架平面上，其合力為 1P 則： 1P = xP + 1S cos? 式中：λ 力 1S 與頂推架平面間夾角 (45176。 首先繪制計算草圖，如圖 59 所示，其中各件的幾何尺寸和相互 間位置，是根據總體布置要求確定。 推土機中部頂到障礙物，其計算條件為： ⑴推土機在水平地面作業(yè) ⑵帶土的推土板從切削位置提升到運土位置 ⑶推土機功率足夠大，在頂升推土板的同時，以最大頂推力向前，即可能使推土機翹尾失穩(wěn)，同時履帶滑轉。即推土板頂到障礙物，履帶滑轉 時出現的。 PT （ ） 式中 :Kd— 動載系數，取 故 Px= 179。 2cos 55176。） 故 2mP =34701 179。 179。 179。 x178。 =17351N (3)刀刃與土壤摩擦阻力 1mP ： 1mP = 610 yK 178。 310 N/ 3m B— 推土鏟的寬度（ ） 青島理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 31 H— 推土鏟的高度（ ） ph — 推土鏟平均切屑深度（ ） 0? — 土壤的自然坡度角，查表得取 040 故 tG =21179。 ? 42358 MPa 鏟刀前積土的推移阻力 tP tP = tG 178。 179。c 和 Z39。c =Xc=Px+Sycos? ?oM =0 得 Z39。r lZcmXcGTlA ?? （ ） 以鏟刀為脫離體，鏟刀受力有：土的反力 Px 和 Pz,鏟刀自重 Gg，頂推架絞點 C 的反力 Xc 和 Zc，提升力 Sy,此時與地平面成θ角。y =1139。c 1l － S 39。 圖 57 鏟刀提升力計算受力圖 ?AM =0 得 GT Al +X 39。Zc 、 39。Sy ，按內力平衡， 39。Xc 和 39。 =31293N （二） 鏟刀提升力計算 鏟刀提升力是指提升裝置的提升作用力，當鏟刀遇到大障礙物，鏟刀提不起來，而鏟刀提升機構供給的提升力足以使推土機繞履帶接地最前端（ A 點 ）傾翻?？梢杂媒涷灩酱_定鏟倒自重： gG =（ ～ ） rG （ N） （ ） rG — 推土機的使用重量。 推土機工作裝置的強度計算 推土機受力分析 推土機作業(yè)受力分析是強度計算的依據，就是確定外載荷，踏實工作裝置提升機構的工作依據，而且為工作裝置、履帶臺車架等零部件強度計算提供載荷依據。 青島理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 27 圖 56 推土鏟的三維結構圖 鏟倒鋼板厚度 推土板及頂推架均是鋼板焊接部件，鋼板厚度 ? 由剛度和強度條件確定。采用 Pro/Engineer 提供的易于掌握的一般裝配方法， 頂推架與推土鏟的連接、提升液壓缸和推土鏟的連接均采用“銷軸”約束；液壓缸活塞桿與缸筒的連接采用“圓柱”和“銷軸”約束；其他采用“對齊”、“匹配”約束，這樣就完成了推土機工作裝置的裝配。 推土機工作裝置三維模型的建立 (1)設計要點 Pro/Engineer 軟件，是集 CAD/CAM/CAE 于一體的大型設計軟件，可以用來建立實體兒何模型，本設計工作主要是利用 Pro/Engineer，的拉伸、旋轉、掃描等基本操作，建立工作裝置三維實體模型，建模難點在于輔助平面和輔助點的建立，只有建立好輔助平面和輔助點，才能保證零件模型的精確性。 頂推架于臺車架的鉸點位置 頂推架鉸接在臺車架上，其鉸點位置影響鏟刀升降機構的運動，它與鏟刀升降高度、頂推架長度等參數有關。 推土板直線部分及檔上板尺寸 固定式鏟刀推土板采用下部為直線段的復合形 推土板，下部直線部分用來安裝刀片，直線部分等于刀片寬度。當推土板高度一定時，為了不使土屑向推土板后面翻落及增大鏟刀前面的積土量， Rg 宜小些，而為了減小土屑上升阻力及卸土干凈， Rg 值又宜大些。 推土板角度參數值的選擇見表 。ε過小，一方面土屑易從推土板上緣往后翻落，另外，由于推土板上積土太多而引起鏟刀提升阻力增加，ε過大，則隨著切削角δ增大，使得土屑上升變形加大，增加切削阻力。加裝擋土板的目的是防止土屑往推土板后面翻落并增加推土板前積土量。 10176。 （ 6） 推土板傾斜角的選擇 推土板傾斜角ξ是在垂直面內推土板與地平面夾角，有了ξ角能使推土機在坡地上，橫向推出水平切土面，以及在平地上推出橫坡，另外對較堅硬土可用角鏟作業(yè)（鏟刀尖肯地）。 （ 5） 推土板回轉角的選擇 青島理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 25 推土板回轉角φ是指在水平面內，推土板與推土機縱軸線的夾角，對于固定式鏟刀。 K? 的選 擇主要考慮使土屑沿推土板上緣向前翻落性能良好。選β為 30176。選а為 30176。由于地形起伏會出現刀片背后接地現象（此時а =0），從而增加摩擦阻力，使切削能力降低。 青島理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 24 圖 55 推圖版角度參數 （ 1） 切削角的選擇 切削角δ是鏟刀支地，刀片與地平面間夾角，δ越小土的切削阻力就越小，由于推土機正常作業(yè)時，必須保證后角 а大與 30176。推土板角度參數包括切削角δ，后角а，刀刃尖角β，前翻角 k? ，擋土板安裝角 Z? ，推土板斜裝角ε，擋土板垂直面傾斜角ξ。合理的推土板外形，土的切削阻力較小，土屑沿推土板面向上滑移時，摩擦功消耗較小，并且土屑在向上滑移的同時，向推土板前面翻落，容易形成較大的土堆；不合理的推土板外形，使土的切削阻力增加，土屑在向上運動及向前翻滾時雜亂擠出，這樣就加大了土屑間摩擦力，增加了能量的消耗。 當鏟刀高度確定后，也可以根據經驗公式確定鏟刀的寬度： gB =（ ～ 3） gH （ ） gB =3179。 3120 =1149 ㎜ （ ） (2) 鏟倒寬度 gB 鏟刀切削刃外廓寬。 （ 4） 推土板卸土干凈，不易粘著濕土。 （ 2） 推土板前積累土體要多。合理的推土板外形土的切削阻力較小，土屑沿推土板面向上滑移 時，摩擦功消耗較小，并且土屑再向上滑移的同時，向推土板的前方滑落，容易形成較大的土塊。推土板兩側輪廓為直角外形，如 圖 54 所示。如 圖 51： 圖 51 直線型固定式鏟刀 推土板縱向外形結構為復合型，下面直線段，上面為圓弧段。 推土板的橫向結構外形為直線型，直線型推土板切削力大，但推土板兩側有土遺漏現象。 圖 42 推土機重心位置的確定 a 橫向坐標 b 縱向坐標 c 重心高度 推土機重心平面坐標位置的測定按圖 a、 b所示，按下式計算： e= ? ?ggG PGB 2 2?? () l=LgGPS () 式中： e— 重心與推土機縱向中心軸線的距離（㎝）； l — 重心與導向輪中心線的水平距離（㎝）； S— 吊具作用點與支撐點的縱向水平距離（㎝）； B— 吊具作用點與支撐點的橫向水平距離（㎝）； P— 吊具上拉力計讀數（ N） 。重心位于接地重心之前，使鏟刀強制入土性能提高，入土力大，不易抬頭。重心位置距 O 點為 l，地面對履帶支反力的合力 N 距 O 點為接地長度的一半，即 L/2。此時，要求接地比壓均勻 ，壓力中心位于接地重心上。顯然不可能要求在任何情況下推土機接地比壓均勻，并使得壓力中心保持在接地中心上，因此只能找出一個對推土機總體性能影響最大而又經常遇到的工況，滿足上述要求，這是推土機重心合理布置的基本要求。 影響重心位置有兩個：一個是總體布置是否合理；另一個是作用在鏟刀上的外載荷的變化。 1t — 推土機掉頭時間 ，取 10s； 2t — 換擋時間，取 4s； 3t — 鏟刀下落時間，取 1s。 所以 V= ? ?02302 tg? ?179。 推土機生產率 影響推土機生產率的因素主要有每鏟最大推土量 V,推土作業(yè)生產率 tQ ，平地作業(yè)生產率 pQ 。 推土機的離去角 ? ? 020 ，其離地間隙一般取 280～ 450 ㎜。 當鏟刀提升到極限位置，從切削刃到履帶前沿做的切線與地面的夾角 ? 稱為駛入角。轉向性能系數 L/B 一般取 ～ ，且 L 為 ，所以 B 的范圍為 ～。 q按下式計算： q? Fp510? F— 切削刃接地面積（㎡）。后退時 1— 3 檔的速度分別為 0— Km/h， 0— Km/h， 0— Km/h. 青島理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 16 鏟刀的垂直壓力及比壓入力 產到的垂直壓力 p 是以推土機在油缸的作用下，抬頭失穩(wěn)極限情況下確定的，其計算公式如下： P= sG1ll （ N） （ ） 式中： sG — 推土機使用重量（ N）； l 、 1l — 鏟刀切削刃及整機重心至傾翻點水平距離； sG 為 17385N, l 、 1l 分別為 ， ，所以有如下： P=17385N179。 q= 3 ???=68KPa 履帶式推土機的接地比壓一般在 60KPa 左右。 推土機的接地比壓 q 是使用重量 sG 與履帶接地面積 F 之間的比值按下式計算： q= LbGs3102? （ ） 式中： sG —— 推土機的使用重量（ KN） 。 推土機重量和接地比壓 推土機的重量總體性能影 響很大，他是衡量發(fā)動機功率利用的一個重要參數。初選時，一般按經驗公式或相似法則來確定，然后通過總體計算來校核總體性能。工作裝置液壓系統由工作泵、控制閥和液壓缸等組成，用于推土機工作裝置的提升、下降和保持，作業(yè)效率高。變速液壓系統由變速泵、變速閥等組成，用于推土機的前進、后退和變速換擋，青島理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 14 使推土機換擋平穩(wěn)、可靠、省力。推土板側邊與推土機縱軸方向夾角一般為 5～ 7 度。工作裝置布置在推土機前端，主要包括推土鏟刀、頂推架、水平撐桿、斜撐桿和控制推土鏟刀起落的液壓缸。后工作裝置可配置單齒松土器、三齒松土器、工業(yè)絞盤、拖式鏟運機、拖式振動壓路機等，并可根據用戶需要改裝成吊管機和焊接工程車，這些工作裝置均為液壓驅動、結構簡單、連接方便。履帶為密封潤滑型 耐磨損，摩擦系數低，使用壽命長。臺車通過平衡梁與機架間半剛性聯接，支撐推土機前部幣量。 （ 4）轉向機構 采用多片濕式轉向離合器，利用彈簧壓緊，手操縱（與制動器聯動）油壓助力壓縮，液壓分離；采用濕式帶抱式腳踏油壓助