【正文】 4（2）、提升力計(jì)算（三種工況均作圖分析）工況Ⅰ：最大挖深時(shí)滿斗提升，此時(shí)動(dòng)臂油缸全縮，斗桿垂直地面，鏟斗轉(zhuǎn)至水平，這時(shí)計(jì)土重和工裝重。對動(dòng)臂在轉(zhuǎn)臺(tái)上的鉸點(diǎn)C取矩，可以得到各位置下所需的動(dòng)臂液壓缸作用力：式中 ——工作裝置各構(gòu)件的重量，初步設(shè)計(jì)時(shí)可通過經(jīng)驗(yàn)公式法取用； ——斗中土重；； 和——各構(gòu)件及斗內(nèi)土壤重心到點(diǎn)C的力臂。臂油液壓缸應(yīng)保證反鏟作業(yè)過程中在任何位置上都能提起帶有滿載鏟斗的工作裝置到達(dá)最高和最遠(yuǎn)的位置。 斗桿理論挖掘力隨斗桿瞬時(shí)轉(zhuǎn)角變化曲線圖（以斗桿油缸最短是為0176。起點(diǎn)） 斗桿機(jī)構(gòu)不同位置下的力臂值及理論挖掘力計(jì)算值斗桿轉(zhuǎn)角φ2r5（mm）r6（mm）斗桿理論挖掘力03662652138732047326521793440499265218919604662652176638039326521489810029226521106810824926529440（以斗桿油缸最短是為0176。借助CAD圖，在斗桿轉(zhuǎn)到不同角度時(shí)測量得到，176。斗桿液壓缸的理論挖掘力為：式中 ——斗桿液壓缸的理論推力，其中為斗桿液壓缸大腔作用面積，為液壓系統(tǒng)工作壓力。 理論挖掘力隨鏟斗轉(zhuǎn)角變化的曲線（以鏟斗油缸最短是0176。起點(diǎn)） 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)不同轉(zhuǎn)角下的力臂值及理論挖掘阻力計(jì)算值鏟斗轉(zhuǎn)角φ計(jì)算02132131868322247810285253216832294052035828923883235628304143222578323992140454351273832426655048037528683244234604953982948324418370500417298832431788049743130083241801904884412978323971011045451228683230642130409463266832283901503574612438322274017030345021683217572 （以鏟斗油缸最短是為0176。時(shí)的力臂值。工作液壓缸外伸時(shí)由該液壓缸理論推力所能產(chǎn)生的斗齒切向挖掘力稱為工作液壓缸的理論挖掘力如圖所示，鏟斗挖掘時(shí)鏟斗液壓缸的理論挖掘力為：式中 ——鏟斗液壓缸的理論推力，為鏟斗液壓桿大腔作用面積，為液壓系統(tǒng)工作壓力； 、——力臂值。 鏟斗油缸參數(shù)列表型號缸徑D桿徑dL3maxL3min△值額定工作壓力最大工作壓力HSGK0280mm40mm2040mm1200mm360mm20Kpa 鏟斗油缸的確定、斗桿理論挖掘力計(jì)算反鏟裝置主要采用斗桿液壓缸或鏟斗液壓缸進(jìn)行挖掘。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，此時(shí)。（1）動(dòng)臂油缸的確定（）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，最短處∠ACB=35176。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算得、斗桿、動(dòng)臂油缸缸徑的確定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類比選用（缸徑80mm，桿徑40mm左右）。～80176。式中 ——挖掘比阻力，當(dāng)取主要挖掘土壤的時(shí)可求得正常挖掘阻力，取要求挖掘的最硬土質(zhì)值時(shí)則得最大挖掘阻力。這時(shí)斗齒的實(shí)際行程為： 式中 ——斗桿挖掘時(shí)的切削半徑。計(jì)算得平均挖掘阻力為23837N斗桿挖掘時(shí)切削行程較長，切土厚度在挖掘過程中可視為常數(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，取法向分力為零來簡化計(jì)算是允許的。當(dāng)，時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)斗挖掘最大切向分力：試驗(yàn)表明法向挖掘阻力的指向是可變的，數(shù)值也較小，一般。為起點(diǎn)） 切削阻力隨瞬時(shí)轉(zhuǎn)角變化曲線 轉(zhuǎn)斗挖掘裝土阻力的切向分力： 式中 ——密實(shí)狀態(tài)下土壤容重，單位為； ——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)。 不同位置切削阻力計(jì)算列表瞬時(shí)轉(zhuǎn)角φ（176。（推薦8000N（小挖）12000 N（中挖））本設(shè)計(jì)中取D=8000N?！P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：、油缸作用力、閉鎖力挖掘力計(jì)算轉(zhuǎn)斗挖掘時(shí)，土壤切削阻力隨挖掘深度改變而明顯變化。??；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 ，鏟斗油缸處于最長即L3=L3max時(shí)，鏟斗l3與地面的夾角α≤45186?！?0176。～110176?！?80176。左右。取∠EFQ=140176。斗桿尾部半徑從閉鎖考慮，可按經(jīng)驗(yàn)公式： 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算得取斗桿上取決于結(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176。由于反鏟挖掘機(jī)以挖掘深度為主指標(biāo)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： 其中為最大挖掘半徑，由設(shè)計(jì)要求知，由前面機(jī)體尺寸的初步確定知，取代入公式中計(jì)算得。左右）；特性參數(shù)=（）。類比其它樣機(jī)，?。?00～450mm（小挖）；600～800mm（中挖）） （65176。綜合考慮，選?。?，B=，依據(jù)公式計(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=及取值對挖掘機(jī)性能有影響。時(shí)R和B對的影響差不多。則B或R太大。若100176?？扇?90176。但B和R大到一定程度，綜合反映到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。 挖掘機(jī)工作裝置簡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： Kn=15得n=（r|min）工作循環(huán)時(shí)間： 其中kz0=10得tz0=理論生產(chǎn)率： 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。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)簡單，起動(dòng)制動(dòng)性能好，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。初步選用全功率變量系統(tǒng)因此，初步選用雙泵雙回路全功率高壓變量液壓系統(tǒng)。參考徐工集團(tuán)xe40液壓挖掘機(jī)和中聯(lián)重科ZE60El液壓挖掘機(jī)初步選定高壓變量系統(tǒng)。中高壓定量大多采用外嚙合齒輪泵，這種液壓泵結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，尺寸小，重量輕，但是效率低；高壓定量系統(tǒng)采用徑向偏心柱塞泵，這種液壓泵結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，工作可靠，耐沖擊和振動(dòng)，壓力高，壽命長，單調(diào)速困難；高壓變量系統(tǒng)大多采用恒功率調(diào)節(jié)的軸向柱塞泵，當(dāng)外負(fù)荷變化時(shí)液壓泵能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，達(dá)到充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的目的，而且效率高。這里采用整體式斗桿。根據(jù)挖掘要求、作業(yè)條件、挖掘機(jī)成本等，初步選擇整體式彎動(dòng)臂。 整體式動(dòng)臂結(jié)構(gòu)圖1斗桿油缸 2動(dòng)臂 3油管 4動(dòng)臂油缸 5鏟斗 6斗齒 7加強(qiáng)板 8連桿9搖臂 10鏟斗油缸 11斗桿2)組合式動(dòng)臂主要優(yōu)點(diǎn)有：工作尺寸和挖掘力可以根據(jù)作業(yè)條件的變化進(jìn)行調(diào)整，采用液壓缸連接時(shí)可以隨時(shí)進(jìn)行無級調(diào)節(jié)；可以較合理的各類型作業(yè)裝置的參數(shù)和結(jié)構(gòu)要求，從而較簡單的解決主要構(gòu)件的統(tǒng)一化問題；裝車運(yùn)輸比較方便。它的缺點(diǎn)是替換工作裝置較少，通用性較差。直動(dòng)臂結(jié)構(gòu)簡單輕巧、布置緊湊，主要用于懸掛式挖掘機(jī)，一般不采用；整體式彎動(dòng)臂有利于得到較大的挖掘深度，符合反鏟作業(yè)要求。最大挖掘半徑=最大挖掘深度=最大卸載高度=最大挖掘高度=以上參數(shù)的選取是主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，同時(shí)參照樣機(jī)，做出的初步參數(shù)選定，這些參數(shù)只是初步選定，仍需做進(jìn)一步改動(dòng)、調(diào)整。鏟斗轉(zhuǎn)角=50176。斗桿轉(zhuǎn)角=50176。履帶板寬滾盤外徑臂鉸離地高 反鏟作業(yè)尺寸名稱代號計(jì)算結(jié)果取值臂長=斗桿長=斗長度=動(dòng)臂轉(zhuǎn)角=50176。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： 確定。 式中——各部分重量系數(shù)。第一章 履帶式液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)1. 1整機(jī)總體參數(shù)的初步確定液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)有尺寸參數(shù)、重量參數(shù)、功率參數(shù)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)參數(shù)，其中最重要的是斗容量，機(jī)重和發(fā)動(dòng)機(jī)功率1． 主要參數(shù)的選擇選擇確定液壓挖掘機(jī)主要參數(shù)的基本依據(jù)