【正文】 BCYEAFGXNHQKVNH搖臂；HK連桿；C動臂下鉸點；A 動臂油缸下鉸點；B動臂與動臂油缸鉸點；F動臂上鉸點；D斗桿油缸上鉸點；E斗桿下鉸點；G鏟斗油缸下鉸點；Q鏟斗下鉸點；K鏟斗上鉸點；V鏟斗斗齒尖圖29 斗桿第一工況時的工作裝置簡圖FNQPdW1HKW2G3HK連桿； HN搖臂 N搖臂與斗桿的鉸接點；Q斗桿與鏟斗的鉸接點圖210 鏟斗受力分析簡圖當斗桿油缸全縮時，通過前面的章節(jié)可以得出α21 = 45，由圖51可知CF的向量可以表示為：FC = 3118[COS（18045）+Sin（18045）] = 3118（COS135+Sin135）由測繪計算結(jié)果知：∠ZFC = ，并初選DF = 1525mm。取工作裝置為研究對象，如圖52所示。 第一工況位置的受力分析在這個工況下斗桿可能存在最大彎矩，受到的應(yīng)力也可能最大[3]。（3） 鏟斗齒尖位于F、Q兩鉸點的連線上或鏟斗位于最大挖掘力位置。（4） 側(cè)齒挖掘時受到橫向力Wk的作用第二工況位置，該工況滿足以下條件：（1） 動臂位于動臂油缸對鉸點A的最大作用力臂e1max處。（2） 斗桿油缸的力臂最大。根據(jù)受力分析和以往的實驗表明，在鏟斗進行挖掘時，產(chǎn)生最大彎矩的工況可能有以下兩個：第一工況位置，其滿足以下條件：（1） 動臂處于最低位置。在這轉(zhuǎn)角過程中，鏟斗被裝滿，這時斗齒的實際行程為： S=式中R2斗桿挖掘時的切削半徑，R2= l2 + l3=1685+965=2650mm斗桿挖掘時的切土厚度hg可按下式計算：hg=q/ R2ψgB=1/**60*(1+*1)=斗桿挖掘阻力：W1g=k0hgB=Cq/ R2ψgBKs C挖掘比阻力，選k0=31 斗桿l2與鏟斗l3垂直時R2最小W1gmax=31*1*104/**60*=140574N=PGmax取整個斗桿為研究對象，可得斗桿油缸最大作用力臂的表達式：e2max = l9 = PGmax （l2 + l3 ）/ P2 = 140574（1685+965）103/27π(85)2106 = 460 mm (422) 如圖27所示圖中，D：斗桿油缸的下鉸點；E：鏟斗油缸的上鉸點；F動臂的上鉸點；ψ2：斗桿的擺角；l8：斗桿油缸的最大作用力臂。80176。125176。2. 保證斗桿液壓缸有必要的閉鎖能力。具體分析方法和最大卸載高度工況的分析類似。通過兩者的幾何關(guān)系，我們可計算得到：l 30 = 70mm ；l 40 =6484mm。斗桿的位置參數(shù)是l2，這里只討論斗桿相對于動臂的運動，即只考慮L2的影響。參照任務(wù)書的要求選擇工作裝置液壓系統(tǒng)的工作壓力P=25MPa，閉鎖壓力P1=27MPa。（2） 鏟斗斗容與主參數(shù)的選擇斗容在任務(wù)書中已經(jīng)給出：q =按經(jīng)驗公式和比擬法初選：l3=965mm（3） 工作裝置液壓系統(tǒng)主參數(shù)的初步選擇初選斗桿油缸內(nèi)徑D1=85mm，活塞桿的直徑d1=56mm。在本設(shè)計中由于不需要調(diào)節(jié)斗桿的長度，故也采用整體式斗桿。圖22 工作裝置結(jié)構(gòu)簡圖1鏟斗；2連桿；3斗桿；4動臂；5鏟斗油缸；6斗桿油缸圖23 工作裝置結(jié)構(gòu)簡化圖挖掘機的工作裝置經(jīng)上面的簡化后實質(zhì)是一組平面連桿機構(gòu)，自由度是3，即工作裝置的幾何位置由動臂油缸長度L斗桿油缸長度L鏟斗油缸長度L3決定，當LLL3為某一確定的值時，工作裝置的位置也就能夠確定。則可知單斗液壓挖掘機的工作裝置可以看成是由動臂、斗桿、鏟斗、動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸及連桿機構(gòu)組成的具有三自由度的六桿機構(gòu)，處理的具體簡圖如22所示。各油缸可看作是只承受拉壓載荷的桿。上述過程僅為一般的理想過程。卸完后，工作裝置再轉(zhuǎn)至挖掘位置進行第二次挖掘循環(huán)。挖掘作業(yè)時，接通回轉(zhuǎn)馬達、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘位置，同時操縱動臂缸小腔進油使液壓缸回縮，動臂下降至鏟斗觸地后再操縱斗桿缸或鏟斗缸，液壓缸大腔進油而伸長，使鏟斗進行挖掘和裝載工作。動臂下鉸點鉸接在轉(zhuǎn)臺上，通過動臂缸的伸縮，使動臂連同整個工作裝置繞動臂下鉸點轉(zhuǎn)動。13）最大挖掘半經(jīng)：推薦系數(shù)，14）最大挖掘深度：推薦系數(shù)，15）最大挖掘高度：推薦系數(shù)，16）最大卸載高度：推薦系數(shù), 1斗桿油缸；2 動臂； 3油管； 4動臂油缸； 5鏟斗； 6斗齒； 7側(cè)板；8連桿； 9曲柄；10鏟斗油缸； 11斗桿。11）斗桿轉(zhuǎn)角=，取推薦值。1）轉(zhuǎn)臺底部離地高度：2）底架離地高度：3）臂鏟離地高度：4）臂鉸離回轉(zhuǎn)中心： 圖11 單斗液壓挖掘機5）臂鉸與液壓缸鉸距：6）缸鉸離地高度：7）臂長：標準臂尺寸系數(shù)：推薦值,～，標準臂 8）斗桿：標準斗桿尺寸系數(shù)：推薦系數(shù) ，~，斗桿長：9）鏟斗：推薦系數(shù), 根據(jù)教材。以液壓挖掘機的機重為指標，用以下經(jīng)驗公式近似確定各尺寸參數(shù)。給定的設(shè)計參數(shù)：鏟斗斗容量q=。 3）鏟斗與鏟斗油缸的連接方式在本方案中采用四連桿的布置方式。當需要調(diào)節(jié)斗桿長度或杠桿比時采用更換斗桿的辦法，或者在斗桿上設(shè)置2到4個可供調(diào)節(jié)時選擇的與動臂端部鉸接的孔。并且布置中，動臂油缸在動臂的兩側(cè)各裝一只，這樣的雙動臂在結(jié)構(gòu)上起到加強筋的作用，以彌補前面的不足。動臂油缸裝在動臂的前下方，動臂的下支承點（即動臂與轉(zhuǎn)臺的鉸點）設(shè)在轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心之前并稍高于轉(zhuǎn)臺平面，這樣的布置有利于反鏟的挖掘深度。 （1） 鏟斗的初始參數(shù)確定 （2） 鏟斗各部位的材料選擇 （3） 四連桿機構(gòu)的設(shè)計 1）動臂采用整體式彎動臂，這種結(jié)構(gòu)形式在中型挖掘機中應(yīng)用較為廣泛。（1） 挖機工作裝置的總體介紹及初始參數(shù)確定；（2） 挖掘機的斗桿及其油缸詳細的運動學(xué)分析；（3） 斗桿的基本尺寸的計算和驗證；（4） 斗桿主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；（5） 銷軸的設(shè)計及螺栓等標準件進行選型。論文主要在綜合挖掘機工作裝置的基礎(chǔ)上對其中的斗桿體及其油缸進行設(shè)計。2）在本次畢業(yè)設(shè)計中學(xué)會了自己獨立調(diào)查研究，熟悉有關(guān)技術(shù)政策，運用國家標準、規(guī)范、手冊、圖冊等工具書，進行設(shè)計計算、數(shù)據(jù)處理、編寫技術(shù)文件，提高了我的獨立工作能力。因此研究挖掘機液壓系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義和理論意義。：隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，液壓挖掘機在各種工程建設(shè)領(lǐng)域，特別是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中取得了越來越明顯的作用，液壓挖掘機作為一類快速、高效的施工機械愈來愈被人們所認識。 （10） 阿特拉斯（ATLAS）　　德國阿特拉斯公司是世界著名的挖掘機生產(chǎn)企業(yè)，在全球有5家工廠，是世界第一臺全液壓挖掘機的誕生地，其ATLAS液壓挖掘機在歐洲暢銷50余年，承受了歐洲各種惡劣工況的嚴峻考驗，其在歐洲的占有率近20%，此次投資組建中國阿特拉斯是ATLAS這個蜚聲歐美的挖掘機品牌第一次進入亞洲市場。 　　2009年12月17日下午，CIFA供應(yīng)鏈中國基地在中聯(lián)重科麓谷工業(yè)園正式建成投產(chǎn)。在中國機械工業(yè)企業(yè)管理協(xié)會主辦的2009年中國機械500強評選中，中聯(lián)重科排在第34位，比2008年上升了6位，位列湖南省機械企業(yè)第一。 （9） 中聯(lián)重工(ZOOMLION)　　長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司創(chuàng)建于1992年，是在原長沙建設(shè)機械研究院基礎(chǔ)上孵化出來的新型高科技上市公司，中國工程機械裝備制造龍頭企業(yè)，全國首批103家創(chuàng)新型試點企業(yè)之一。到1990年代中期，凱斯已經(jīng)發(fā)展成為在世界上處于領(lǐng)導(dǎo)地位的中、小型建筑工程機械設(shè)備制造商。 （8） 凱斯（CASE）　　1842年發(fā)明家Jerome Increase Case在Racine建立凱斯公司，是全球首家農(nóng)用蒸汽機生產(chǎn)廠家。旗下包括成都神鋼建設(shè)機械有限公司（生產(chǎn)液壓挖掘機）和四川成都成工工程機械株式公司（生產(chǎn)輪式裝載機等設(shè)備）。 （7） 神鋼（KOBELCO）株式會社　　神戶制鋼所成立與1905年，神鋼建機株式會社1999年10月從世界500強企業(yè)之一的神戶制鋼獨立，成為日本神戶制鋼所的子公司，專門制造和銷售挖掘機和起重機等工程機械。涉及汽車,工程機械,叉車等多個工業(yè)領(lǐng)域。大宇公司于2005年被斗山公司收購51%的股份。 （5） 大宇（DAEWOO）　　韓國大宇集團1967年由金宇中創(chuàng)建，其產(chǎn)品一直以來代表著韓國機械工業(yè)的發(fā)展水平，在柴油發(fā)動機、挖掘機、車輛、自動機床、機器人等領(lǐng)域創(chuàng)造了公認的成就。主要生產(chǎn)不同型號的挖掘機，輪式裝載機，自行式平地機，鉸接式卡車等產(chǎn)品。今天，卡特彼勒在中國投資建立了 11 家生產(chǎn)企業(yè)，制造液壓挖掘機、壓實機、柴油發(fā)動機、履帶行走裝置、鑄件、動力平地機、履帶式推土機、輪式裝載機、再造的工程機械零部件以及電力發(fā)電機組。 （3） 卡特彼勒（CAT）　　美國卡特彼勒公司成立于1925年，是世界上最大的工程機械和礦山設(shè)備生產(chǎn)廠家、燃氣發(fā)動機和工業(yè)用燃氣輪機生產(chǎn)廠家之一，也是世界上最大的柴油機廠家之一。日立建機(中國)有限公司成立于1995年3月27日，坐落在安徽省合肥市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。于2001年2月在上海市注冊小松(中國)投資有限公司，注冊資金3457萬美元。(大多數(shù)機型)或側(cè)翻(玉柴機器)；整機配重下置，不需卸下配重塊，打開發(fā)動機罩就可以對發(fā)動機進行一般的維修。小型液壓挖掘機采用全液壓傳動，操作簡便、靈活，操縱桿操縱力不大于40N。這種減速機由意大利的REGGIANA RIDU，RTORI公司生產(chǎn)。為了解機器挖掘較深時的作業(yè)情況，駕駛室可以用油缸頂升起來，以增加操作者的視野，如PEL—JOB與SCHAEFF；確切了解機器的挖掘半徑和挖掘深度，鏟斗上安裝傳感器，在駕駛室內(nèi)就可以確切了解機器的挖掘半徑和挖掘深度。機器在斜坡上作業(yè)，為保持座椅平面水平，底架設(shè)計有舉升油缸來調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)平臺水平，最大可達15176。符合人機工程學(xué)原理的駕駛室，為操縱者提供了最大的方便；采用中央控制儀表盤，使操縱者一目了然的觀察控制儀表，從而監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)。駕駛室裝備暖風(fēng)機，在寒冷的冬天可提高室內(nèi)溫度；駕駛室的整個結(jié)構(gòu)都大量采用隔音材料，最大限度降低噪音；同時采用大面積的玻璃，提高駕駛員的工作視野；由于駕駛室前玻璃可翻轉(zhuǎn)，增加空氣的流動，炎熱的夏季也不致使駕駛室內(nèi)溫度過高。為了達到節(jié)能和提高作業(yè)效率，5～8t級的小型液壓挖掘機可裝備計算機控制的節(jié)能液壓系統(tǒng)，它傳感發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化，利用微機來控制液壓泵的排量，使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速回復(fù)到設(shè)定點，從而使發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩和液壓泵的吸收轉(zhuǎn)矩達到最佳的配合，有效地利用發(fā)動機的輸出功率減少液壓系統(tǒng)的液壓動力損失，達到節(jié)約燃料消耗的目的。偏轉(zhuǎn))，特別在狹窄地域作業(yè)時，平臺不做回轉(zhuǎn)而擺動工作裝置便可完成挖掘、卸載；也有在動臂上設(shè)計有轉(zhuǎn)向頭，更加減少擺動半徑，如日本的KOBELC0、IHI；法國的PEL—JOB。小型液壓挖掘機大都在回轉(zhuǎn)平臺與工作裝置之間設(shè)計有轉(zhuǎn)向頭，可以減少運輸長度，工作裝置可左右偏轉(zhuǎn)(左右50176。～20176。已由整體式橡膠履帶(COMPACT RUBBER CRAWLER)向鏈節(jié)式橡膠履帶(PART RUBBER CRAWLER)發(fā)展，增加可換性，如神戶制鋼所生產(chǎn)的小型液壓挖掘機。在這方面美國的BOBCAT、GEHL、法國的PEJOB和德國的SCHAEFF做得較好。1970年以后小型液壓挖掘機(一般指整機質(zhì)量在8t以下的液壓挖掘機)得到了迅速發(fā)展，技術(shù)上日益成熟、完善。液壓挖掘機是礦山、鐵路、公路、水電、建筑和市政建設(shè)等工程施工中不可缺少的主要施工設(shè)備之一。目前進入中國市場的國際知名小型挖掘機廠商已有10余家，國內(nèi)涉足小型挖掘機生產(chǎn)的企業(yè)則達到60余家，并且還不斷有新企業(yè)進入。西歐、日本、北美等經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(qū)是小型挖掘機的主要消費地，且產(chǎn)品需求結(jié)構(gòu)趨于小型化和微型化。小型挖掘機在這些工程中為節(jié)省人力、物力做出了較大貢獻，滿足了城市各種作業(yè)要求，在城市狹窄的工作空間內(nèi)能夠最大限度地發(fā)揮其生產(chǎn)能力，逐步成為城市施工中具有代表性的施工機械。 （8） 更注重環(huán)境保護，CAT、小松等廠家紛紛推出滿足三次排放要求的挖掘機。隨著對挖掘機的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了機電液一體化在挖掘機上的應(yīng)用，并使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。 （7） 迅速拓展電子化、自動化技術(shù)在挖掘機上的應(yīng)用。將第三泵在其他工作運動上接通，成為開式回路第二個獨立的快速運動。產(chǎn)生三個互不影響的獨立工作運動。因為變量系統(tǒng)在油泵工作過程中，壓力減小時用增大流量來補償，使液壓泵功率保持恒定，亦即裝有變量泵的液壓挖掘機可經(jīng)常性地充分利用油泵的最大功率。 （6） 進一步改進液壓系統(tǒng)。 （5） 加強對駕駛員的勞動保護，改善駕駛員的勞動條件。在上述基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)下，借助于大量試驗，縮短了新產(chǎn)品的研究周期，加速了液壓挖掘機更新?lián)Q代的進程，并提高其可靠性和耐久性。美國提出了考核動強度的動態(tài)設(shè)計分析方法，并創(chuàng)立了預(yù)測產(chǎn)品失效和更新的理論。 （4） 更新設(shè)計理論，提高可靠性，延長使用壽命。K)公司生產(chǎn)的挖掘機的油泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；日本神鋼公司在新型的909090909型液壓挖掘機上采用智能型控制系統(tǒng)，即使無經(jīng)驗的駕駛員也能進行復(fù)雜的作業(yè)操作；德國利勃海爾公司開發(fā)了ECO(電子控制作業(yè))的操縱裝置，可根據(jù)作業(yè)要求調(diào)節(jié)挖掘機的作業(yè)性能，取得了高效率、低油耗的效果；美國卡特匹勒公司在新型B系統(tǒng)挖掘機上