畢業設計-1m3單斗液壓挖掘機總體及工作裝置設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ?l mm 而 min1? 與 max1? 滿足以下方程： )2 1a rc c os ()2a rc c os ( 2257 2 m i n12527m i n1 ????? ?????? ll Lll （ 37） )2a rc c os ()2a rc c os ( 22257 2 m a x12527m a x1 ?? ???? ?????? ll Lll （ 38） 一般情況下選擇是： ??? ，則上式可以得到 ? 和 ? ： ?? 1m3單斗液壓挖掘機總體及工作裝置設計 12 ?? 對求得的 ? 和 ? 進行驗算： ???? ??? ??? ?? 則 ? 和 ? 的值滿足這兩個經驗公式，說明了 ? 和 ? 的值是可行的。 由（ 37）和（ 38）兩式可知： mmlL in1 ??? ? mmLL in1m a x1 ???? ? mmLl 4 0 9 3 in17 ???? ? 前面已經確定了動臂的選型為整體彎動臂，則還要一個重要的參數是在動臂轉彎處的高度，通過相同容量的挖掘機進行類比可知，初步定這個高度為 mmH 800? 。 對此動臂機構的全部參數初步選出。 核 鏟斗挖掘阻力 jW1 1 7 0 0 0)]c o s1([5 0 1 2 a x1 ??? XZABDj KKKKRCW ? （ 39） 13 jW1 — 鏟斗正常 挖掘阻力， N C — 土壤硬度實際打擊次數，對 III級 土壤 159??C ，取 12?C R — 鏟斗與斗桿鉸點到斗齒尖距離， m max? — 某一挖掘位置時鏟斗總轉角的一半，這里取值為 o50 ，即最大轉斗挖掘力位置。 BK — 切削刃寬度影響系數， ?????? bB m AK — 切削角變化影響系數，取 ?A ZK — 帶有斗齒的系數， ?ZA XK — 斗側壁厚度影響系數， SK X ?? ，其中 S 為側壁厚度，由于初步設計時可取 ?XK 解得： NW j 51 ?? cY 值的求取： 如圖 所示，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， m a x321m a x121m a x2140 c o s)(2)_( ?lRllRll ???? 解得 mml 971740 ? mmlRl 839 7 1 79 8 0 040m a x30 ?????? mm1 7 5 062s i 3 51 1 0 0 o ????? cY 由圖 ，最大挖掘深度時的挖掘力矩 jM1 ： 1m3單斗液壓挖掘機總體及工作裝置設計 14 )( m a x111 cjj YHWM ?? mNM j ?????? 551 )( 動臂油缸的閉鎖壓力： NSPF 56226111 ])285()2120[(1044 ???????? ?? 其中 1S 為動臂油缸小腔作用面積，鎖緊壓力： M paP ??? 最大挖掘半徑工作裝置自身重力所產生的力矩為 GM ,要求力矩，自行需要知道作用力和作用力臂。在此處，則是先要求出工作裝置各個部分的重量 。 由經驗統計，初步估計工作裝置各部分質量如下： 動臂 gkG ? 斗桿 gkG ? 鏟斗 gkG ? 斗桿缸 gkG ? 鏟斗缸 gkG ? 連桿搖桿 gkG ? 動臂缸 gkG ? 當處于最大挖掘深度時： om in11 ???? oooo211121 ?????? ???? 另外根據經驗公式土壤質量： gkqG ?? 由圖 ：2110654321 c os)21( ?????????? lgGGGGGGGM G 解得 mNM G ??? 動臂油缸的閉鎖力與工作裝置重力所產生的力矩（對 C點的矩）： ? GMeFM ??? 113 其中 1e — 動臂液壓缸的作用力臂，1571 sinLlle ???? ? mNM ?????????? 55o53 i 由前面的計算可知 : mNM j ??? 51 jMM 13 ?? 15 這說明動臂油缸的閉鎖力與工作裝置重力所產生的力矩略大于最大挖掘阻力所產生的力 矩，滿足要求。 ，動臂油缸提升力矩校核 當處于最大挖掘半徑時，重力力矩 )]2)(()2)((2)[( 32130321652141 lllGGlllGGGlGGM Z ??????????? 代入數值解得： mNM Z ??? 動臂油缸的推力： NSPF 5626111 )2120(1040 ??????? ?? 在 CAB? 中由余弦定理可知： mmL llllL c os21 7527251? ??? ? 1m3單斗液壓挖掘機總體及工作裝置設計 16 mNFLllFeM T ?????? 5117511 i n ? ZT MM ?? 滿足要求 4 斗桿 機構參數的計算及校核 ： 第一：保證斗桿液壓缸有足夠的斗齒挖掘力。一般來說希望液壓缸在全行程中產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足以支撐滿載逗和斗桿靜止不動；液壓缸作用力臂最大時產生的最大斗齒挖掘力大于要求客服的最大挖掘阻力。 第二：保證斗桿液壓缸有必要的閉鎖能力。對于以轉斗挖掘力為主的中小型反鏟，選擇都桿機構參數時必須注意轉斗挖掘時斗桿液壓缸的閉鎖能力，要求在主要挖掘區內轉斗液壓缸的挖掘力能得到充分的發揮。 第三：保證斗桿的擺角范圍。斗桿的 擺角范圍大致在 105— 125度之間。在滿足工作范圍和運輸要求的前提下此值應盡可能小些，對以斗桿挖掘為主的中型機更應注意到這一點。一般斗桿越長，其擺角也可稍小。當斗桿液壓缸和轉斗液壓缸同時伸出最長時，鏟斗前臂與動臂之間的距離應大于 10cm。 8l 和 9l 的計算 根據斗桿挖掘阻力的計算，并參考國內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 9l ，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： 232m a x92 )(m a x P llPle G ??? 參考同型號挖掘機得挖掘力值 KNPG ax ? 代入已知數值得 mml 7819 ? 如圖 ，斗桿液壓缸初始力臂 20e 和最大力臂 max2e 之比是斗桿擺角 max2? 的余弦函數，則存在以下式子 ： 17 2c o s2c o sm a x29m a x28m a x220 ???? llee 可見 9l 已定時 max2? 愈大， 2e 和 20e 就愈小，即平均挖掘力就越小。要得到較大的平均挖掘力，就要盡量減少 max2? ，除取 omax2 110?? 由圖 ： )2s in(2 m a x29m in22m in2 ?? lLL ?? 1)2s in (22m ax29m in2 ?? ??lL mmL in2 ? 而 mmLL 3 4 1 22m in2m a x2 ?? ? 同樣由圖 ，由余弦定理知： )2110c os (2 9m in29m in28 ?????? ??lLlLl 解得 ： mml 28088 ? 斗桿上 EFQ? 取決于結構因素和工作范圍（如圖 ），一般在 ??? 170130 之間，初定 ??? 150EFQ ，同樣的動臂上的 DFZ? 也是結構尺寸，并按結構因素，可初選??? 10DFZ 1m3單斗液壓挖掘機總體及工作裝置設計 18 斗桿要受到彎矩的作用，故要找出斗桿的最大彎矩進行設計計算。根據分析和以往的實驗表明，在鏟斗進行挖掘時，產生最大的彎矩的工況肯能有以下兩個： 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。 2）斗桿油缸的力臂最大。 3）鏟斗齒尖在動臂與斗桿鉸點和斗桿與鏟斗鉸點的連線上。 4）側齒挖掘時收到橫向力 kW 的作用。 第二工況位置，其滿足以下條件： 1）動臂位于動臂油缸對鉸點 A的最大作用力臂 max1e 處。 2）斗桿油缸的力臂最大。 3）鏟斗齒尖位于 F， Q兩鉸點的連線上或鏟斗位于最大大挖掘力的位置。 4）挖掘阻力對稱于鏟斗，無側向力 kW 的作用。 在這個工況下斗桿可能存在最大的矩， 受到的應力也可能最大。 該工況的具體情況如圖 ，取工作裝置為研究對象，如圖 ，在該工況下存在的力有： iG 工作裝置各部件所受的重力；作用在鏟斗上的挖掘力，包括切向阻力 1W ，法向阻力 2W ，側向阻力 3W 。 圖 當液壓缸全縮時，則動臂處于擺角最小處：