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畢業(yè)設(shè)計說明書參考模版挖掘機工作裝置設(shè)-在線瀏覽

2024-08-24 14:39本頁面
  

【正文】 為重要,還有斗桿的強度校核。斗桿油缸的內(nèi)徑D2=120mm,活塞的直徑。參照貓畫虎任務(wù)書的要求選擇工作裝置液壓系統(tǒng)的工作壓力為,閉鎖壓力。2 工作裝置總體方案設(shè)計 機型選擇及特點分析 本設(shè)計中,我選的是單斗液壓挖掘機,其工作裝置采用反鏟裝置。 所用機型的適用范圍 在建筑工程,交通工程,露天工程,水利施工及現(xiàn)代軍事工程中都廣泛采用,是各種土石方施工中重要的機械設(shè)備。 工作裝置構(gòu)成 鉸接式反鏟是單斗液壓挖掘機最常用的結(jié)構(gòu)型式,動臂、斗桿和鏟斗等主要部件彼此鉸接,在液壓缸的作用下各部件繞鉸點擺動,完成挖掘、提升和卸土等動作, 1油管;2動臂;3斗桿油缸;4動臂油缸;5鏟斗;6斗齒;7側(cè)齒;8連桿; 9搖桿 10鏟斗油缸 11斗桿 挖掘機反鏟工作裝置挖掘機工作裝置的大臂與斗桿是變截面的箱梁結(jié)構(gòu),鏟斗是由厚度很薄的鋼板焊接而成。根據(jù)以上特征,可以對工作裝置進行適當簡化處理。 1鏟斗 2連桿 3斗桿 4動臂 5鏟斗油缸 6斗桿油缸 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。 斗桿結(jié)構(gòu)形式的初選斗桿也有整體式和組合式兩種,大多數(shù)挖掘機采用整體式斗桿。 動臂與動臂油缸的布置動臂油缸一般布置在動臂的前下方,下端與回轉(zhuǎn)平臺鉸接,支承點設(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。并且布置中,動臂油缸在動臂的兩側(cè)各裝一只,這樣的雙臂在結(jié)構(gòu)上起到加強盤作用,以彌補前面的不足。該布置1桿與2桿的鉸接位置雖然使鏟斗的轉(zhuǎn)角減少但保證能得到足夠的鏟斗平均挖掘力。 α1 與A點坐標的選取 動臂的彎角 α1 ,一般可取為α1 =120176。彎角太小會對結(jié)構(gòu)強度不利。 由經(jīng)驗統(tǒng)計參考其它同斗容機型,初選牲參數(shù)K3=,其中鉸點A點坐標的選擇:由底盤和轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu),并結(jié)合同斗容其它機型的測繪,初選: 、與的計算 由統(tǒng)計分析可知,最大挖掘半徑R1 的值與++的值很接近,由已經(jīng)給定的最大挖掘徑R1和通過與K1 計算與選取就可以得到另外兩個尺寸。的計算公式如下:代入數(shù)值可得:=同樣在△CZF中,由余弦定律得:同樣可以得到 圖 最大挖掘半徑時動臂機構(gòu)計算簡圖 動臂液壓缸全伸與全縮時的力臂比按不同的情況選取,如前所述,專用反鏟取〈,所以這里我取=。動臂又液壓缸結(jié)構(gòu)中這一夾角較小,可能為零。式中是在設(shè)計任務(wù)書要求的,就是已知的,、A和B都先已選出或算出,由此式可解得: 再由式(32)可求得為:代入數(shù)值得:而與滿足以下方程: (37) (38)所以:== == 一般情況下選擇是: 則解上式就可以得到。由(37)和(38)兩式可知: 圖 最大挖掘深度時動臂機構(gòu)計算簡圖 動臂其它相關(guān)尺寸的計算 前面已經(jīng)確定了動臂的選型為整體彎動臂,則還要一個重要的參數(shù)是在動臂轉(zhuǎn)彎處的高度,通過對相同容量的挖掘機進行類比可知,初定這個高度為H=800mm。 動臂基本數(shù)的校核 動臂機構(gòu)閉鎖力的校核正常挖掘力 (39) 在式(39)中—切削阻力的切向分力; C—土壤的硬度系數(shù),對不同的土壤條件取值不同,這里設(shè)挖掘機用于III級土壤的挖掘,取值為120; R—鏟斗與斗桿鉸點到斗齒尖距離,即轉(zhuǎn)斗切削半徑其在前面已經(jīng)初步確定取值為1448mm; —某一挖掘位置時鏟斗總轉(zhuǎn)角的一半,這里取值為50; —某一挖掘位置處轉(zhuǎn)斗的瞬時轉(zhuǎn)角,在此處由于是求平均挖掘阻力,故初取值與相同為50; B—切削刃寬度影響系數(shù),B=1+=1+=; A—切削角變化影響系數(shù),; Z—帶有斗齒白唇紅系數(shù),; X—斗側(cè)臂厚影響系數(shù),X=1+,其中要為側(cè)臂百度,由于是初步設(shè)計,; D—切削刃擠壓土壤的力,根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計和斗容量的大小選取D=;將以上的數(shù)值代入到式(39)中可以解得: = N值的求?。?,當斗桿油缸全縮時,E,Q,V三點共線,且斗齒尖V和鉸點C在同一水平線上,代入數(shù)值得:則=74207379=41mm 代入數(shù)值得:=1300+ =1853mm 最大挖掘半徑計算簡圖,最大挖掘深度時的挖掘力力矩; (310)=(+)=動臂油缸的閉鎖力 解之得: =其中為動臂油缸小腔作用面積,鎖緊壓力:最大挖掘半徑工作裝置自身重力所產(chǎn)生的力矩為 要求力矩,自行應(yīng)該需要知道作用力和作用力臂。 最大挖掘深度計算簡圖 當滿斗處最大挖掘半徑時,動臂油缸提升力矩校核NH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 P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 工作裝置重量級 :代入數(shù)值得: 按經(jīng)驗公式取土的重量:當處最大挖掘半徑時,則有: 代入數(shù)值得:動臂油缸的推力:如前圖所示:在CAB中 同樣在CAB當中由余弦定律可知: 代入數(shù)值得:由等面積的方法可知以下等式: 則力臂代入數(shù)值可知:則此時動臂油缸的提升力矩為: 故滿足要求。一般來說希望液壓缸在全行程中產(chǎn)生的斗齒挖掘力始終大于正常挖掘阻力;液壓缸全伸時的作用力矩應(yīng)足以支撐滿載斗和斗桿靜止不動;液壓缸作用力臂最大時產(chǎn)生的的最大斗齒挖掘力大于要求克服的最大挖掘阻力。對于以轉(zhuǎn)斗挖掘力為主的中小型反鏟,選擇斗桿機構(gòu)參數(shù)時必須注意轉(zhuǎn)斗挖掘時斗桿液壓缸的閉鎖能力,要求在主要挖掘區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)斗液壓缸的挖掘力能得到充分的發(fā)揮。斗桿的擺角范圍大致在——之間。一般說斗桿愈長,其擺角也可稍小。 斗桿基本參數(shù)的確定 斗桿液壓缸的最大作用力臂及的計算 根據(jù)斗桿挖掘阻力計算,并參考國內(nèi)外同型機器斗桿挖掘力值,按要求的最大挖掘力確定斗桿液壓缸的最大作用力臂,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為: = = mm 斗桿機構(gòu)參數(shù)計算簡圖,斗桿液壓缸初始力臂與最大力臂之比是斗桿擺角的余弦函數(shù),則存在以下式子。要得到較大的的平均挖掘力,就要盡量減少,初取= : = = mm而 == mm,由余弦定律知: = = mm 斗桿其它相關(guān)尺的計算 斗桿上取決于結(jié)構(gòu)因素和工作范圍(),一般在——之間,初定=,同樣的動臂上的也是結(jié)構(gòu)尺寸,并按結(jié)構(gòu)因素分析,可初選=。根據(jù)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,即動臂油缸全縮。3) 鏟斗齒尖在動辟與斗桿鉸點和斗桿與鏟斗鉸點的連線上。第二工況位置,其滿足的以下條件:1) 動臂位于動臂油缸對鉸點A的最大作用力臂處。3) 鏟斗齒尖位于F,Q兩鉸瞇的連線上或鏟斗位于最挖掘力的位置。 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的矩,受到的應(yīng)力也可能最大。 HK連桿 HN擺桿 C動臂下鉸點 A動臂油缸下鉸點 B動臂與動臂油缸的交點 F動臂上鉸點 D斗桿油缸上鉸點 E斗桿油缸下鉸點 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 斗桿第二工況時的工作裝置簡圖當液壓缸全縮時,則動臂處于擺擺角最小處。地面附著力矩: = =在所設(shè)計的液壓挖掘機中采用的是液壓制動,由經(jīng)驗公式求得回轉(zhuǎn)機構(gòu)的最制動力矩: Q點作用力與作用力矩,的求解:取連桿機構(gòu)為研究對象,則有:NH搖臂 HK連桿 G3鏟斗油缸推力 RK連桿的作用力 RN搖臂的作用力 即 即其中 將這些數(shù)值代入到上式中就可以得到: 解上兩式得: ,取整個鏟斗為研究對象,以V點為
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