下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985目錄前言 .11 液壓挖掘機(jī)概述 .21.1 液壓挖掘機(jī)發(fā)展的特點(diǎn) 21.2 國內(nèi)外挖掘機(jī)目前水平及發(fā)展動向 .31.3 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu) 41.4 液壓挖掘機(jī)傳動原理 51.5 WLY100液壓挖掘機(jī)的特點(diǎn) .62 液壓挖掘機(jī)工況分析及設(shè)計(jì)方案的確定 72.1 工作裝置方案設(shè)計(jì) .72.1.1 工作裝置設(shè)計(jì)原則 72.1.2 反鏟裝置的組成及構(gòu)造特點(diǎn) 72.1.3 具體結(jié)構(gòu)方案 82.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) .92.2.1 對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的基本要求 92.2.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的選擇 92.2.3 制動器的選擇 102.3 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) .102.3.1 單斗液壓挖掘機(jī)的作業(yè)過程包括下列幾個間歇動作 .102.3.2 對液壓系統(tǒng)的要求 113 液壓挖掘機(jī)的工作裝置設(shè)計(jì) 123.1 液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)的確定 .123.2 工作裝置的尺寸參數(shù) 123.3 運(yùn)動分析及設(shè)計(jì) 143.3.1 機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù) 143.3.2 動臂的運(yùn)動及其設(shè)計(jì) 153.3.3 斗桿的運(yùn)動及其設(shè)計(jì) 203.3.4 鏟斗的運(yùn)動及其設(shè)計(jì) 223.3.5 動臂液壓缸，斗桿液壓缸，鏟斗液壓缸初步設(shè)計(jì)估算 .254 回轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算 .274.1 滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承的選型計(jì)算 .274.2 回轉(zhuǎn)起動力矩和制動力矩計(jì)算 .324.3 行星減速器設(shè)計(jì) .334.3.1 齒形及精度 .334.3.2 齒輪材料及其性能 .334.3.3 計(jì)算傳動比 .344.3.4 分配傳動比 .344.3.5 高速級設(shè)計(jì)計(jì)算 .344.3.6 低速級的計(jì)算 .444.3.7 輸出軸的設(shè)計(jì) .455 轉(zhuǎn)臺布置和整機(jī)穩(wěn)定性 475.1 轉(zhuǎn)臺布置 47下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 119709855.2 整機(jī)穩(wěn)定性計(jì)算 476 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) .496.1 液壓系統(tǒng)基本回路 496.2 系統(tǒng)初步計(jì)算及液壓缸的校核 .516.3 液壓泵的計(jì)算選擇及液壓馬達(dá)的計(jì)算選擇 .546.4 確定管道尺寸、液壓油、液壓油箱容積的確定尺寸 .557 結(jié)論 58致 謝 59參考文獻(xiàn) 60附錄A .61附錄B .69下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 119709851前言1993年我國液壓挖掘機(jī)總銷量為2349臺，2008年高達(dá)3000臺，15年增長35倍。據(jù)中國上程機(jī)械工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)，2009年8月，中國挖掘機(jī)市場柳工集團(tuán)占3.5％。山河智能占3.1％，福田雷沃占2.9％，玉柴重工占2.7％，廈工機(jī)械占1.1％，全部國產(chǎn)挖掘機(jī)品牌市場占有率達(dá)到16％。從目前發(fā)展形勢看，國產(chǎn)挖掘機(jī)品牌廠商正在以前所未有的速度擴(kuò)張，在市場份額、產(chǎn)品性能、售后服務(wù)等方面不斷提高。BICES 2009展會中，三一重機(jī)推出SY215C型混合動力液壓挖掘機(jī)，代表了國產(chǎn)挖掘機(jī)的自主研發(fā)水平；柳工推出穩(wěn)定性更高的925LC型液壓挖掘機(jī)；山河智能推出具有 “人機(jī)交互”功能的遙控挖掘機(jī)；玉柴重工推出了最新研制的C320LC一8型大型液壓挖掘機(jī)。在眾多挖掘機(jī)新品中，均實(shí)現(xiàn)世界知名液壓件配套，其性能與國外品牌非常接近，并且國產(chǎn)挖掘機(jī)在整合地域資源和售后服務(wù)便捷等方面優(yōu)勢明顯，維護(hù)成本相對較低。國產(chǎn)挖掘機(jī)自主發(fā)展的過程還很漫長，還會經(jīng)歷許多技術(shù)攻關(guān)難點(diǎn)。但在我國政府不斷重視裝備制造業(yè)和加強(qiáng)基礎(chǔ)液壓配套件的大背景下，中國挖掘機(jī)市場本土品牌弱勢狀態(tài)將逐步改變，預(yù)計(jì)5年后本土品牌挖掘機(jī)市場占有率將提升至45％-50％ [1]。下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)2下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 1197098531 液壓挖掘機(jī)概述1.1 液壓挖掘機(jī)發(fā)展的特點(diǎn)液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個重要品種，是一種廣泛應(yīng)用于建筑、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。液壓挖掘機(jī)是利用各種液壓元件（液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓缸等）。液壓挖掘機(jī)在動力裝置之間采用容積式液壓靜壓傳動，即靠液體的壓力能進(jìn)行工作。液壓傳動與機(jī)械傳動相比有許多優(yōu)點(diǎn)。①無級調(diào)速且調(diào)速范圍大，例如液壓馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比可達(dá)1000∶1。②能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，例如柱塞式液壓馬達(dá)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可低達(dá)1r/min。③快速作用時，液壓元件產(chǎn)生的運(yùn)動慣性小，加速性能好，并可作調(diào)整反轉(zhuǎn)。例如電動機(jī)在啟動時的慣性力矩比其平穩(wěn)盍?xí)r的驅(qū)動力矩大50%，而液壓馬達(dá)則不大于5%，加速中等功率電動機(jī)需1s到數(shù)秒，而加速液壓馬達(dá)只需 0.1s。④傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，可吸收沖擊和振動，操縱省力，易實(shí)現(xiàn)自動化控制。⑤易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。 基于液壓傳動的上述優(yōu)點(diǎn)，液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動挖掘機(jī)相比，具有下列主要特點(diǎn)。（1）大大改善了挖掘機(jī)的技術(shù)性能，挖掘力大、牽引力大，機(jī)器重量，傳動平穩(wěn)，作用效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。液壓挖掘機(jī)與同級機(jī)械傳動挖掘機(jī)相比，挖掘力約高30%，例如1.0m 液壓挖掘機(jī)鏟斗挖掘力120～150KN，而同級機(jī)械傳動挖掘機(jī)只有 100KN左右。3挖掘機(jī)在工作時的主要動作包括行走、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)和工作裝置的作業(yè)動作，其中動作最頻繁的是回轉(zhuǎn)和工作裝置的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動。這種入選運(yùn)動一般速度不高，而所需作用力卻很大，要求在短時間內(nèi)通過變速或換向來完成各種復(fù)雜動作。機(jī)械傳動挖掘機(jī)完成上述運(yùn)動需通過磨擦離合器、減速器、制動器、逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、提升和推壓機(jī)構(gòu)等配合來完成。因此，機(jī)械傳動挖掘力不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且還要產(chǎn)生很大的慣性力和沖擊載荷。而液壓挖掘機(jī)則不需要龐大和復(fù)雜的蹭傳動，大大簡化了結(jié)構(gòu)，也減少了易損件。由于結(jié)構(gòu)簡化，液壓挖掘機(jī)的質(zhì)量大約比相同斗容量的機(jī)械傳動挖掘機(jī)輕30%，不僅節(jié)省了鋼材，而且降低了接地比壓。液壓挖掘機(jī)上的各種液壓元件可相對獨(dú)立布置，使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀，同時也易于改進(jìn)或變型。下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)4（2）液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)有防止過載的能力，所以使用安全可靠，操縱簡便。由于可采用液壓先導(dǎo)控制，無論驅(qū)動功率多大，操縱均很靈活、省力，司機(jī)的工作條件得到改善。更換工作裝置時，由于不牽連轉(zhuǎn)臺上部的其他機(jī)構(gòu)，因此更換工作裝置容易，而機(jī)械式挖掘機(jī)則受到提升機(jī)構(gòu)和推壓機(jī)構(gòu)的牽連和限制。（3）由于液壓傳動易于實(shí)現(xiàn)自動控制，因此現(xiàn)代液壓挖掘機(jī)普遍采用了以微處理器國核心的電子控制單元（ECU），使發(fā)動機(jī)、液壓泵、控制閥和執(zhí)行元件在最佳匹配狀態(tài)下工作，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和提高作業(yè)效率，同時還可實(shí)現(xiàn)整機(jī)狀態(tài)參數(shù)的電子監(jiān)控和故障診斷。 （4）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于組織大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)一步提高質(zhì)量和降低成本 [2]。1.2 國內(nèi)外挖掘機(jī)目前水平及發(fā)展動向中國在引進(jìn)國外技術(shù)之后，挖掘機(jī)行業(yè)要經(jīng)歷市場整合、企業(yè)重組并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的過程，一部分中小型挖掘機(jī)制造商可能面臨資金、技術(shù)、市場的壓力，或被外資兼并，或被淘汰出局，只有那些具有較強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的企業(yè)生存下來，獲得更廣闊的發(fā)展空間?？v觀目前國內(nèi)挖掘機(jī)行業(yè)產(chǎn)品銷售排行榜，頭把交椅交替；多數(shù)外資企業(yè)目前在中國主要以合資或獨(dú)資為主，國際市場上外資挖掘機(jī)品牌之間互相整合的例子不在少數(shù)，國內(nèi)市場上中聯(lián)重科收購陜西新黃工的例子進(jìn)一步印證了市場洗牌的必然結(jié)局。國內(nèi)挖掘機(jī)品牌廠商同臺競技的大背景下，隨著市場不斷發(fā)展，必然會出現(xiàn)融資引資、技術(shù)合作、營銷渠道整合、人才流動等問題，特別是面對金融危機(jī)宏觀形勢不利影響，一些品牌頻臨破產(chǎn)或倒閉。國內(nèi)挖掘機(jī)生產(chǎn)企業(yè)將在競爭中整合、重組、轉(zhuǎn)型，中國挖掘機(jī)生產(chǎn)企業(yè)將由目前的40多家減少至20家左右。BICES 2009展會可以看出，無論外資或國產(chǎn)品牌，創(chuàng)新型挖掘機(jī)成為最受用戶關(guān)注的一個方面，也成為鑒定和衡量挖掘機(jī)產(chǎn)品實(shí)力的重要標(biāo)志。挖掘機(jī)在操作過程中的燃油消耗費(fèi)用是一筆不小的開支，特別是國家政府目前在大力倡導(dǎo)建設(shè)資源節(jié)約型社會，面對一些特別消耗燃料的施工建沒項(xiàng)目和特殊施工環(huán)境，節(jié)能指標(biāo)顯得尤為重要，這也關(guān)系到購機(jī)用戶的成本回收問題。此外，近期中美兩國先后提出了控制二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)而降低溫窄效應(yīng)，這項(xiàng)政策對于所有制造型企業(yè)提出了更高的要求，生產(chǎn)制造高效、低排放的挖掘機(jī)也將成為政府購機(jī)和政策傾向的首選。在做好節(jié)能、高效、低排放的基礎(chǔ)上，增下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 119709855強(qiáng)挖掘機(jī)的人性化設(shè)計(jì)，提高操作舒適性和便捷性將成為未來挖掘機(jī)發(fā)展的主要方向。挖掘機(jī)作為工程機(jī)械設(shè)備的代表性機(jī)種，其內(nèi)部構(gòu)造具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，并且對配套用的液壓件要求更高。從日常用戶對于挖掘機(jī)故障的報(bào)修記錄可知，關(guān)鍵液壓件的質(zhì)量問題成為決定挖掘機(jī)整機(jī)工作性能的重要參考指標(biāo)。由于我國挖掘機(jī)發(fā)展起步較晚，長期以來主要依靠國外廠商供貨，這正成為國產(chǎn)挖掘機(jī)企業(yè)不能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展的最大瓶頸。然而，目前國內(nèi)一批工程機(jī)械零部件企業(yè)正在快速成長，部分企業(yè)已經(jīng)研制出具有高精尖技術(shù)的變速器、驅(qū)動橋及液壓閥等產(chǎn)品。一部分國內(nèi)工程機(jī)械主機(jī)生產(chǎn)商開始投資建立自己的配套件工廠，依靠自身雄厚實(shí)力共同推進(jìn)配套件行業(yè)的發(fā)展。2009年初國務(wù)院審核通過的《裝備制造業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃》中，首次對工程機(jī)械用配套零部件提出了發(fā)展規(guī)劃要求和政策支持，部分國外液壓件企業(yè)紛紛在中國合資建廠，這給國內(nèi)配套件企業(yè)拉近與行業(yè)先進(jìn)水平的距離提供了良好的平臺。國產(chǎn)品牌市場占有率的提高可能還需要很長的時間，但是我們必須意識到，只有解決了發(fā)展瓶頸問題，行業(yè)才能進(jìn)步 [1]。1.3 液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)(1) 液壓挖掘機(jī)組成為了實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)的各項(xiàng)功能，單斗液壓挖掘機(jī)需要兩個基本組成部分，即機(jī)體(或稱主機(jī)) 和工作裝置。機(jī)體是完成挖掘機(jī)基本動作并作為驅(qū)動和操縱挖掘機(jī)進(jìn)行工作的荃礎(chǔ)，可以是履帶牽引車輛或輪式牽引車輛?？杉?xì)分為行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置、液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和動力裝置。其中動力裝置、操縱機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備均可在回轉(zhuǎn)平臺上，總稱上車部分，它與行走機(jī)構(gòu)(又稱下車部分)用回轉(zhuǎn)支撐相連，平臺可以圍繞中央回轉(zhuǎn)軸作360°的全回轉(zhuǎn)。工作裝置根據(jù)工作性質(zhì)的不同，可配備反鏟、正鏟、裝載、起重等裝置，分別完成挖掘、裝載、抓取、起重、鉆孔、打樁、破碎、修坡、清溝等工作。挖掘機(jī)的基本性能決定于各部分的構(gòu)造、性能及其綜合的效果。(2) 單斗反鏟液壓挖掘機(jī)反鏟裝置主要用于挖掘停機(jī)面以下的土壤。斗容量小于 的中小型液壓挖掘機(jī)通31.6m常選用反鏟裝置，它分為整體臂式和組合臂式。其中長期作業(yè)條件相似的挖掘機(jī)反鏟裝置大多采用整體鵝頸式動臂結(jié)構(gòu)。采用這種動臂有利于加大挖掘深度，且結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉。剛度相同時，其重量比組合動臂輕，是目前應(yīng)用最廣泛的液壓挖掘機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)形式。鉸接式反鏟是單斗液壓挖掘機(jī)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接點(diǎn)擺動，完成挖掘、提升和卸土等動作下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)6。整體鵝頸式動臂反鏟挖掘機(jī)工作裝置主要由動臂、動臂油缸、斗桿、斗一桿油缸、鏟斗、鏟斗油缸、搖臂、連桿、銷軸等組成。裝置各運(yùn)動部件之間全部采用銷軸鉸接，以動臂油缸來支撐和改變動臂的傾角，通過動臂油缸的伸縮可使動臂繞下。鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)動臂的升降。斗桿鉸接于動臂的上端，由斗桿油缸控制斗桿與動臂相對角度。當(dāng)斗桿油缸伸縮時，斗桿可繞動臂上鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動。鏟斗與斗桿前端鉸接，并通過鏟斗油缸伸縮使鏟斗轉(zhuǎn)動。為增大鏟斗的轉(zhuǎn)角，通常采用搖臂連桿機(jī)構(gòu)來和鏟斗聯(lián)。(3) 液壓挖掘機(jī)工作循環(huán)過程首先液壓挖掘機(jī)驅(qū)動行走馬達(dá)和配套土方運(yùn)輸車輛一起進(jìn)入作業(yè)面，運(yùn)輸車輛倒車、調(diào)停，?？吭谕诰驒C(jī)的側(cè)方或后方。挖掘機(jī)司機(jī)扳動操縱手柄，使回轉(zhuǎn)馬達(dá)控制閥接通，于是回轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動并帶動上部平臺回轉(zhuǎn)，使工作裝置轉(zhuǎn)向挖掘地點(diǎn)，在執(zhí)行上述過程的同時操縱動臂油缸換向閥，使動臂油缸上腔進(jìn)油，將動臂下降，直至鏟斗接觸地面，然后司機(jī)操縱斗桿油缸和鏟斗油缸的換向閥，使兩者的大腔進(jìn)油，配合動作以加快作業(yè)進(jìn)度，進(jìn)行復(fù)合動作的挖掘和裝載:鏟斗裝滿后將斗桿油缸和鏟斗油缸的操縱手柄扳回中位，使鏟斗和斗桿油缸閉鎖，再操縱動臂油缸換向閥，使動臂油缸的下腔進(jìn)油，將動臂提升，舉起裝滿土的鏟斗離開工作面，隨即扳動平臺回轉(zhuǎn)換向閥手柄，使上部平臺回轉(zhuǎn)，帶動鏟斗轉(zhuǎn)至運(yùn)輸車輛上方，再操縱斗桿油缸使鏟斗高度稍降一些，并在適當(dāng)?shù)母叨炔倏v鏟斗油缸使鏟斗卸土。土方卸完后，使平臺反轉(zhuǎn)并降低動臂，直到鏟斗回到作業(yè)點(diǎn)上方，以便進(jìn)行下一工作循環(huán) [3]。1.4 液壓挖掘機(jī)傳動原理液壓挖掘機(jī)采用三組液壓缸使工作裝置具有三個自由度，鏟斗可實(shí)現(xiàn)有限的平面轉(zhuǎn)動，加上液壓馬達(dá)驅(qū)動回轉(zhuǎn)運(yùn)動，使鏟斗運(yùn)動擴(kuò)大到有限的空間，再通過行走馬達(dá)驅(qū)動行走( 移位 )，使挖掘空間可沿水平方向得到間歇地?cái)U(kuò)大，從而滿足挖掘作業(yè)的要求。液壓挖掘機(jī)由柴油機(jī)驅(qū)動液壓泵，操縱分配閥，將高壓油送給各液壓執(zhí)行元件(液壓缸或液壓馬達(dá)) 驅(qū)動相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。液壓挖掘機(jī)的工作裝置采用連桿機(jī)構(gòu)原理，各部分的運(yùn)動通過液壓缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)。如圖1-1，反鏟工作裝置由鏟斗5、斗桿8、動臂4、連桿6及相應(yīng)的三組液壓缸1、4、9組成。動臂下鉸點(diǎn)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(diǎn)轉(zhuǎn)動。依靠斗桿缸使斗桿繞動臂的上鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動;而鏟斗鉸接于斗桿前端，通過鏟斗缸和連桿下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 119709857則使鏟斗繞斗桿前鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動。挖掘作業(yè)時，接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)，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(jìn)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(jìn)油而伸長，使鏟斗進(jìn)行挖掘和裝載工作。鏟斗裝滿后，鏟斗缸和斗桿缸停動并操縱動臂缸大腔進(jìn)油，使動臂抬起，隨即接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)，使工作裝置轉(zhuǎn)到卸載位置，再操縱鏟斗缸或斗桿缸回縮，使鏟斗翻轉(zhuǎn)進(jìn)行卸土。卸完后，工作裝置再轉(zhuǎn)至挖掘位置進(jìn)行第二次挖掘循環(huán)。在實(shí)際挖掘作業(yè)中，由于土質(zhì)情況、挖掘面條件以及挖掘機(jī)液壓系通的不同，反鏟裝置三種液壓缸在挖掘循環(huán)中的動作配合隨機(jī)的。圖1-1工作裝置Fig.1-1 work equipment1、斗桿油缸 2、動臂 3、油管 4、動臂油缸 5、鏟斗 6、連桿 7、搖桿 8、斗桿 9、鏟斗油缸總之，液壓挖掘機(jī)是由多學(xué)科、多系統(tǒng)組成的有機(jī)整體，只有在系統(tǒng)層面上的各系統(tǒng)、各學(xué)科協(xié)同優(yōu)化才能獲取挖掘機(jī)整機(jī)的最佳性能。1.5 WLY100液壓挖掘機(jī)的特點(diǎn)根據(jù)前面對國內(nèi)外挖掘機(jī)市場及其其發(fā)展方向的分析，就可以準(zhǔn)確的對WLY100挖掘機(jī)做準(zhǔn)確的定位。以滿足市場的需求。WLY100 液壓挖掘機(jī)選用進(jìn)口挖掘機(jī)專用橋、分動箱。液壓系統(tǒng)主泵、主閥、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用日本東芝進(jìn)口件?？煽啃愿撸僮魇孢m，維修方便，使用范圍廣。該機(jī)主要用于城市建設(shè)，農(nóng)田水利建設(shè)，小城鎮(zhèn)建設(shè)，道路施工，管道、管線、光纜鋪設(shè)等中小型土石方工程。配多種屬具，可實(shí)現(xiàn)多種功能，拓寬使用范圍：該機(jī)采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，整體技術(shù)水平國內(nèi)領(lǐng)先。這種輪式挖掘機(jī)采用四輪驅(qū)動，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到非道路2級。產(chǎn)品采用先導(dǎo)操縱負(fù)載傳感液壓系統(tǒng)，動作協(xié)調(diào)有效，操下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)8作輕松簡便，可有效降低駕駛員的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。另外，東方紅WLYl00型輪式液壓挖掘機(jī)還采用了兩擋機(jī)械變速和變量泵、變量馬達(dá)相結(jié)合的變速方式，能夠滿足挖掘機(jī)對低速大驅(qū)動力和高速行駛的要求。2 液壓挖掘機(jī)工況分析及設(shè)計(jì)方案的確定2.1 工作裝置方案設(shè)計(jì)2.1.1 工作裝置設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)合理的工作裝置應(yīng)滿足下列要求：1)主要工作尺寸及作業(yè)范圍能滿足要求。在設(shè)計(jì)通用反鏟裝置時要考慮與同類型，同等級機(jī)器相比的先進(jìn)性?？紤]國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，注意到參數(shù)受結(jié)構(gòu)碰撞限制等的可能性。2)整機(jī)挖掘力的大小及其分布情況應(yīng)用滿足使用要求并具有一定的先進(jìn)性。3)功率利用情況盡可能好，理論工作時間盡可能短。4)確定鉸點(diǎn)布置，結(jié)構(gòu)形式和截面尺寸形狀時盡可能使受力狀態(tài)有利。在保證強(qiáng)度、剛度和連剛性的條件下盡量減輕結(jié)構(gòu)自重。5)作業(yè)條件復(fù)雜使用情況多變時應(yīng)考慮工作裝置的通用性。采用變鉸點(diǎn)構(gòu)件或配套構(gòu)件時要注意分清主次，在滿足使用要求的前提下力求替換構(gòu)件各類少，結(jié)構(gòu)簡單，換裝方便。6)運(yùn)輸或停放時工作裝置應(yīng)有合理的姿態(tài)，使運(yùn)輸尺寸小，行駛穩(wěn)定性好，保證安全可靠并盡可能性使液壓缸載呀減載。7)工作裝置液壓缸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮三化，采用系列參數(shù)，盡可能減少液壓缸零件種類，尤其是易損件的種類。8)工作裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置要使于裝拆和維修，尤其是易損件的更換。9)要采取合理措施來滿足特殊使用要求。2.1.2 反鏟裝置的組成及構(gòu)造特點(diǎn)反鏟裝置是中小型液壓挖掘機(jī)的主要工作裝置，目前廣泛應(yīng)用的斗容在 31.6m以下。液壓挖掘機(jī)反鏟裝置由動臂、斗桿、鏟斗以及動臂液壓缸、斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸和連桿機(jī)構(gòu)等組成，其構(gòu)造特點(diǎn)是各構(gòu)件之間的聯(lián)系全部采用鉸接通過液壓缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)挖掘過程的各個動作。下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 119709859動臂的下鉸點(diǎn)與回轉(zhuǎn)平臺鉸接并以動臂液壓缸來支承和改變動臂的傾角通過動臂液壓缸的伸縮可使動臂繞下鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動而升降斗桿鉸接于動臂的上端，斗桿與動臂的相對位置由斗桿液壓缸控制。當(dāng)斗桿液壓缸伸縮時，斗桿便可繞動臂上鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動。鏟斗與斗桿前端鉸接并通過鏟斗液壓缸伸縮使鏟斗繞該點(diǎn)轉(zhuǎn)動。為增大鏟斗的轉(zhuǎn)角通常以連桿機(jī)構(gòu)與鏟斗連接。反鏟主要用于挖掘停機(jī)面以下地壤，其挖掘軌跡決定于各液壓缸的運(yùn)動及其相互配合的情況，當(dāng)采用動臂液壓缸工作來進(jìn)行挖掘時，可以得到最大的挖掘半徑和最長的挖掘行程。當(dāng)動臂位于最大下傾角并以斗桿液壓缸進(jìn)行挖掘工作時可以得到最大的挖掘深度尺寸，并且也有較大工業(yè)挖掘行程。在輕堅(jiān)硬的士質(zhì)條件下工作時能夠證裝滿鏟斗幫中小型挖掘機(jī)在實(shí)際工作中常以斗桿液壓缸工作進(jìn)行挖掘，以鏟斗液壓缸工作進(jìn)行挖掘時挖掘行程較短，如使用權(quán)鏟斗在挖掘行程結(jié)束時能裝滿土壤需要有較大的挖掘力以保證能挖掘較大厚度的土壤。所以一般土方工程挖掘中轉(zhuǎn)斗挖掘最常采用。實(shí)際挖掘工作中往往需要采用各種液壓缸的聯(lián)合工作 [3]。2.1.3 具體結(jié)構(gòu)方案1)動臂及斗桿的結(jié)構(gòu)形式動臂是工作裝置的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)型式往往取決于動臂的結(jié)構(gòu)形式反鏟動臂分為整體式和組合式兩類。整體式動臂結(jié)構(gòu)簡單。價(jià)廉，剛度相同時結(jié)構(gòu)重量較組合式動臂輕。它的缺點(diǎn)是替換工作裝置較少，通用性較差為了擴(kuò)大機(jī)械通用性，提高其利用率，往往需要配備幾套不通用的工作裝置。一般說長期用于作業(yè)條件相似的反鏟采用整體動臂結(jié)構(gòu)比較合適。因此，考慮到國內(nèi)的現(xiàn)代化建設(shè)中的西部大開發(fā)及南水北調(diào)工程。本設(shè)計(jì)采用整體式動臂。2)動臂液壓缸和斗桿液壓缸的布置動臂液壓缸的連接，一般有兩種布置方案：一種是動臂液壓缸裝于動臂的前下方動臂下支承點(diǎn)，可以調(diào)在轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)達(dá)中心之前，并稍高于轉(zhuǎn)臺平面，它也可以設(shè)在轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心之后，以改善轉(zhuǎn)達(dá)臺的受力情況，但使用反鏟作業(yè)裝置時動臂支點(diǎn)靠后布置會影響挖掘深度。大部分中小型液壓挖掘機(jī)以反鏟作業(yè)為主，因此采用動臂支點(diǎn)靠前布置的方案，動臂液壓缸支于轉(zhuǎn)臺中點(diǎn)靠前處，以增加作業(yè)上方和后主，有的稱之謂是掛式液壓缸，這種方案的特點(diǎn)是動臂下降幅度較大，在挖掘時，尤其在挖深較大壓缸往往處于下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)10受壓狀態(tài)，閉鎖能力較強(qiáng)，盡管在動臂提升時液壓缸小腔進(jìn)油提升力矩一般尚夠用，提升速度也較快幫作為專用的反鏟裝置這種方案仍然可取。3)鏟斗的聯(lián)接鏟斗與鏟斗液壓缸的連接有三各形式，其區(qū)別主要在于液壓缸活塞端部與鏟頭號、斗桿與鏟斗的連接方式不同。4)鏟斗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對各種鏟斗結(jié)構(gòu)形狀的共同要求是：（1）有利二物料的自由流動，因此鏟斗內(nèi)壁不宜設(shè)置橫向緣，棱角等斗底的縱向剖面形狀要適合各種物料的運(yùn)動規(guī)律。（2）要使物料易于卸凈，用于粘于的鏟斗裝卸時不易卸凈，因此延長了作業(yè)循環(huán)時間，降低了有效斗容量，因此可采用強(qiáng)制卸土板的粘土鏟斗。（3）為了便于物料的鏟裝，裝入物料不易掉出，鏟斗寬度與物料顆料直徑之比應(yīng)大于4：1，當(dāng)此比值大于50：1時顆粒尺寸的影響可不考慮，視物料為均質(zhì)。（4）裝設(shè)計(jì)齒有利于增大鏟斗與物料剛接觸時的挖掘線比壓，以便函切入或破碎陰力較的物料。2.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)單斗液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)時間約占整個工作循環(huán)時間的50～40%。回轉(zhuǎn)液壓油路的發(fā)熱量約占液壓系統(tǒng)總發(fā)熱量的30～40%。因此合理地確定回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓油路和結(jié)構(gòu)方案，正確選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)諸參數(shù)，對提高生產(chǎn)率，改善司機(jī)的勞動條件，減少工作裝置的沖擊等具有十分重要的意義。2.2.1 對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的基本要求1)在加速度和回轉(zhuǎn)力矩不超過允許值的前提下，應(yīng)盡可能縮短回時間。在回轉(zhuǎn)部分慣性已知的情況下，角加速度的大小變最大的回轉(zhuǎn)扭掩蔽的限制該扭矩不應(yīng)超過行走部分與地面的附著力矩。2)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動載荷系數(shù)不應(yīng)超過允許值，非全回轉(zhuǎn)的挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)時，工作裝置不應(yīng)碰撞定位器。3)回轉(zhuǎn)能量損失最小。下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985112.2.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的選擇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分為全回轉(zhuǎn)式和半回轉(zhuǎn)式，懸掛式液壓挖掘機(jī)通常采用半回轉(zhuǎn)的的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)角度一般等于或小于 本次設(shè)計(jì)為輪胎式液壓挖掘機(jī)，因此采用全回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)180?機(jī)構(gòu)。全回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，按液動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式可分為高速方案和低速方案兩類。由高速液壓馬達(dá)經(jīng)齒輪減速成器帶動回轉(zhuǎn)小支承上的回定齒圈動，促使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)的稱為高速方案。其低速大扭矩液壓馬達(dá)直接帶支回轉(zhuǎn)小齒輪促使轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)的稱為低速方案。在高速方案中，通常采用行星齒輪減速成箱減速。行星齒輪減速成箱，雖然加工要求較高，但可用一般漸開線齒廓的模數(shù)銑刀進(jìn)行加工，結(jié)構(gòu)也比較緊湊，速成比大，受力好。因此獲得廣泛的應(yīng)用，高速方案一般采用斜軸式液壓馬達(dá)驅(qū)動的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。此方案結(jié)構(gòu)比較緊湊，速比大，受力好，回此在液壓挖掘機(jī)中獲得廣泛的應(yīng)用，本次設(shè)計(jì)將采用斜軸式液壓馬達(dá)驅(qū)動的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。高速方案還有以上優(yōu)點(diǎn)：高速成液壓馬達(dá)體積小，效率高，不需要背壓補(bǔ)油，便函于設(shè)置小制支器發(fā)熱和功率損失小，工作可靠。2.2.3 制動器的選擇制動器應(yīng)滿足工作安全可靠，制動平穩(wěn)，操縱輕便靈敏等要求，在對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用了鉗盤式制動器。因?yàn)橥ㄟ^試驗(yàn)與蹄式制動器相比，它具有下優(yōu)點(diǎn)：1)鉗盤式制支器所產(chǎn)生的制動力矩比較半穩(wěn)由于它無增力作用其效率系數(shù)K與磨擦系數(shù)u為直線關(guān)系。2)由于制動盤都暴露在外，因此通風(fēng)良好，旋轉(zhuǎn)時還有自潔作用，熱穩(wěn)定性好，基本上無熱衰退現(xiàn)象，在連續(xù)多次使用情況下制動力矩變化很小，甚至在惡劣工況下仍能正常使用。3)維修方便，不需要經(jīng)常調(diào)整間隙。4)制動磨擦襯片磨擦均勻，使用壽命也比較長。但其也存在一些缺點(diǎn)，需采取措施減小及至消除 [3]。2.3 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)按照挖掘機(jī)各個機(jī)構(gòu)和裝置的傳動要求，把各種液壓元件用管路有機(jī)地連接想來的組合體叫做挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)的功能是把發(fā)動機(jī)的機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用液壓泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗苓M(jìn)行傳送，然后通過液壓缸和液壓馬達(dá)等執(zhí)行元件轉(zhuǎn)返為機(jī)械能實(shí)現(xiàn)各種動作。下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)122.3.1 單斗液壓挖掘機(jī)的作業(yè)過程包括下列幾個間歇動作動臂升降，斗桿收放，鏟斗裝卸轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)，整機(jī)行走，以及其它輔助動作，除輔助動作不需全功率驅(qū)動外，其它都是挖掘機(jī)的主要動作，要考慮全功率驅(qū)動。由于挖掘機(jī)的作出對象和工作條件變化較大，主機(jī)的工作有兩項(xiàng)特殊要求：第一，實(shí)現(xiàn)各種主要動作時，陰力與作業(yè)速度隨時變化，因此，要求液壓缸和液壓 馬達(dá)的壓力和流量也能相應(yīng)變化。第二，為了充分利用發(fā)動機(jī)功率縮短作業(yè)循環(huán)時間，工作過程中往往要求有兩個主要動作同時進(jìn)行叫做復(fù)合動作，這兩項(xiàng)要求需要動作同時進(jìn)行叫做復(fù)合動作，這兩項(xiàng)要求需要由液壓系統(tǒng)來保證。2.3.2 對液壓系統(tǒng)的要求單斗液壓挖掘機(jī)動作繁雜，主要機(jī)構(gòu)經(jīng)常超支、制動、換向、外負(fù)荷變化很大，沖擊和振動多，而且野外我作，溫度和環(huán)境變化大，所以對液壓系統(tǒng)的要喜慶是多方面的。1)動臂、斗桿和鏟斗的傳動要保證工作裝置的各部分可單獨(dú)動作，也可以互相配合實(shí)現(xiàn)復(fù)合動作。2)主機(jī)工作過程中，要求工作裝置的動作和轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)既能單獨(dú)進(jìn)行，又能作復(fù)合動作，以提高機(jī)械生產(chǎn)率。3)挖掘機(jī)的一切動作都是可逆的，而且要求無級變速。4)要求機(jī)械工作安全可靠，各種作業(yè)油缸要有良好的過載保護(hù)，回轉(zhuǎn)機(jī)械和行走裝置要有可靠的制動和限速成，要防止動臂因自重而快速成下降和整機(jī)超速溜坡。5)充分利用發(fā)動機(jī)功率，提高傳動效率。6)系統(tǒng)和元件應(yīng)保證在外負(fù)荷變化大和急劇振動沖擊作用下具有足夠的可靠性。7)系統(tǒng)密封性好。8)為了減輕司機(jī)操作強(qiáng)度，要考慮采用液壓或電液伺服操裝置 [4]。本次設(shè)計(jì)將考慮選用高壓變量系統(tǒng)，雙泵雙回路，全功率變量系統(tǒng)，后續(xù)部分將對其詳細(xì)說明。下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985133 液壓挖掘機(jī)的工作裝置設(shè)計(jì)3.1 液壓挖掘機(jī)的主要參數(shù)的確定（如表3-1所示）圖表3-1主要參數(shù)Tab.3-1 The main parameters 本設(shè)計(jì)主要是是根據(jù)WLY100 挖掘機(jī)參數(shù)進(jìn)行參考和修改，并通過對主參數(shù)的整體掌握，進(jìn)行對液壓挖掘機(jī)的總體設(shè)計(jì),本次設(shè)計(jì)斗容量1 的液壓挖掘機(jī),挖掘Ⅱ級及以下土3m壤。型號 東方紅－WLY100型式 輪式反鏟液壓挖掘機(jī)外形尺寸(長×寬×高) mm 9384×3510×3901整機(jī)質(zhì)量kg 26000標(biāo)準(zhǔn)斗容 3m1.0發(fā)動機(jī)型號 R6105G5柴油機(jī)發(fā)動機(jī)額定功率kW 81發(fā)動機(jī)額定轉(zhuǎn)速 rpm 2800液壓系統(tǒng) 負(fù)載傳感變量系統(tǒng)液壓系統(tǒng)壓力MPa 28行走速度km/h（低速） 8行走速度km/h（高速） 28平臺回轉(zhuǎn)速度r/min 10.21爬坡能力 40o最小地隙 mm 263.5輪距mm 3263最大挖掘力kN 140下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)143.2 工作裝置的尺寸參數(shù)參照《單斗液壓挖掘機(jī)構(gòu)造與設(shè)計(jì)》 [3]估算整機(jī)各部分尺寸和工作裝置尺寸，如圖表3-2。轉(zhuǎn)臺離地高 1.8m底架離地高 04臂鉸離地高 .臂鉸與液壓缸鉸距 8臂鉸與液壓缸傾角 ～40?5?缸鉸離地高度 1.23m臂長斗桿 .7鏟斗 148動臂轉(zhuǎn)角 ～50???斗桿轉(zhuǎn)角 ～ 6鏟斗轉(zhuǎn)角 ～?18?最大挖掘半徑 9.2m最大挖掘深度 6最大挖掘高度 .7最大卸載高度 459圖表3-2 尺寸參數(shù)Tab.3-2 Size parameters 根椐經(jīng)驗(yàn)公式求尺寸參數(shù)。線尺寸參數(shù)： (m)3iliLkG?為線向尺寸經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，G為整機(jī)質(zhì)量(G=26T)。liK1)轉(zhuǎn)臺離地高： 30.426=1.8Fm?2)底架離地高： gL??3)臂鉸離地高： 3H3)臂鉸離回轉(zhuǎn)中心: 015264x?下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985154)臂鉸與液壓缸鉸距: 30.26.8eLm??5)臂鉸與液壓缸傾角： 45?:6)缸鉸離地高度： 1.HeSin???7)臂長：標(biāo)準(zhǔn)臂尺寸系數(shù)推薦值 ，范圍1.7 ～1.98lK標(biāo)準(zhǔn)臂 331.8265.likGm??8)斗桿：推薦系數(shù) 0l推薦： 3327l ?9)鏟斗：推薦系數(shù) ，5lK3261.48l??10)動臂轉(zhuǎn)角： 04??:11)斗桿轉(zhuǎn)角： 1612)鏟斗轉(zhuǎn)角： 58??13)最大挖掘半經(jīng)：系數(shù) ， 3.5fk?9.2Rm14)最大挖掘深度：系數(shù) ，20z1ax6H?15)最大挖掘高度：系數(shù) ， .H2m.716)最大卸載高度：系數(shù) , 5Qk?3ax4593.3 運(yùn)動分析及設(shè)計(jì)反鏟裝置的幾何位置取決于動臂液壓缸的長度 斗桿液壓缸的長度 和鏟斗液壓缸1L2L的長度 。顯然，當(dāng) 、 3L1L 2L、 為某一組確定值時，反鏟裝置就相應(yīng)處于一個確定的幾何位置。建立坐標(biāo)系：X軸與地面重合，Y軸與挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)中心線重合，則斗齒尖 V所在的X坐標(biāo)值XV就表示挖掘半徑，Y坐標(biāo)值YV為正值時就表示挖掘高度，為負(fù)值時表示挖掘深度。必須注意，當(dāng) 、 1L2、 為一組定值時只有一組XV和YV值與其對應(yīng)，反之對于XV和YV的一組定值卻有許3L多組 與其相應(yīng)。1233.3.1 機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)分三類：原始參數(shù)，推導(dǎo)參數(shù)，特征參數(shù)，各參數(shù)見圖3-1。下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)16圖 3-1 反鏟機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)的計(jì)算簡圖Fig.3-1 Geometric parameters of the calculation diagram3.3.2 動臂的運(yùn)動及其設(shè)計(jì)（1）動臂的擺角范圍 和各點(diǎn)瞬時坐標(biāo)（圖3-2）1max?是 的函數(shù),動臂上任意一點(diǎn)在任一時刻的坐標(biāo)值也是 的函數(shù)，根據(jù)余弦定理max?1L 1L，當(dāng) 和 時得in?1ax（3-2751min1mi0-Lrcos()lACBl?????1） ( 3-2751max1max0-arcos()ll2) 動臂的擺角范圍： 1max1min=???下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 1197098517φ1θ 圖3-2 動臂擺角范圍計(jì)算簡圖Fig.3-2 Boom swing angle range diagram（2）動臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇反鏟工作裝置是由幾組連桿機(jī)構(gòu)組合而成，在發(fā)動機(jī)功率，機(jī)重等主參數(shù)以及工作裝置結(jié)構(gòu)形式即寶的條件下連桿機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)，位置和油缸參數(shù)選擇是否得當(dāng)，會對挖掘機(jī)性能和生產(chǎn)率帶來很大影響，以下對動臂，斗桿，鏟斗三個機(jī)構(gòu)進(jìn)行討論。動臂和動臂液壓缸的布置方案很多，本設(shè)計(jì)中動臂液壓缸置于下前方。采用彎臂能增加挖掘深度但降低了卸載高度，動臂彎角一般可取 ，彎角大小會對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不利本設(shè)1204????:計(jì)中 。135???增大液壓缸全伸時的長度比 可以增大動臂的轉(zhuǎn)角 ，但由于受油缸穩(wěn)定條件的1?max?限制 一般取在1.6～1.7的范圍內(nèi)通用挖掘機(jī)中， 取值通常駐為0.5～0.61? 5l 1minL據(jù)統(tǒng)計(jì)最大挖掘半徑R 1值一般與 的值很接近，因此，由要求的 R1，已定的321l?和 ， ， ，在三角形CZF(圖3-3)中，已知可求得：2l1kl3(3-3)5~?n42341.263.15llm??2222449 13.156arcos()arcos()0.3llZFC?????? ????下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)18(3-180352.4.7ZCF????????4)а 39а 8+2а 1аа圖 3-3 最大挖掘半徑時動臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡圖Fig.3-3 Maximum digging radius actuator calculation diagram動臂液壓缸全伸與全縮時的力臂比 按不同情況選取，以反鏟為主的通用機(jī) =0.8～4k 4k1.1，本設(shè)計(jì)取 ， 取 。4=1k?5?斗桿液壓缸全縮時， 最大，常選 ，本設(shè)計(jì)取328CFQ????328max()160~8?????， 取決于液壓缸布置形式，動臂雙液壓缸結(jié)構(gòu)中這一夾角較小為0，本設(shè)計(jì)中17?BCZ取 （圖 3-4）。2???由圖3-4 得最大卸載高度的表達(dá)式為：下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 1197098519θ1а 2а а 32-8圖3-4 最大卸載高度時動臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡圖Fig.3-4 Maximum unloading height calculation diagram actuatorа 1а 2θ圖3-5 最大挖掘挖掘深度時動臂機(jī)構(gòu)計(jì)算圖Fig.3-5 Maximum digging depth chart下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)202max511max1232max1a8123sinsi()sin( 80)AHYll l l?????????????（3-5）由圖3-5 得最大挖掘深度絕對值的表達(dá)式為：（3-YAlll ?????132min123max1 sin)si(???6）將兩式相加，消去 并令 ，得：5l max32821,??BA（3-????1max3ax1maxmin1sin()s()sin()0HlB????????7）又特征參數(shù) (3-1ax4minsk??8)因此， 1in1ax41/k??(3-1max21min4sicos()???9)將上式代入剛得到一元函數(shù) 1max()0f?整理得： 1max1max3ax1ax1ax4sin(sincosicosHlAAAk????????（3-1max221max1ax4si()i(icosi)0lBk????10）式中 , , , , , , H1.6max1?59.4max3?6.7A?.3??14k7.?ml3.51?l72可求得， 1ax1in,.???解下列方程可求， ??和下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 1197098521（3-221min1axrcos()???????11）所以， ，滿足2.34,.05???1,?????由式 ，又因751minax1inlLl?50.91lm?所以， 7i 1max2803,2.47,3.42l L???3.3.3 斗桿的運(yùn)動及其設(shè)計(jì)斗桿的位置參數(shù)是 和 的函數(shù)，此外討論斗桿相對于動臂的運(yùn)動，也即只考慮1L2 2L的影響，斗桿機(jī)構(gòu)與動臂機(jī)構(gòu)性質(zhì)類似，它們是四連桿機(jī)構(gòu)，但連桿比不同，在動臂機(jī)構(gòu)中，一般 ,斗桿機(jī)構(gòu)中一般 。15l?98l?(1)斗桿相對于動臂的擺角范圍 及斗桿液壓缸力臂計(jì)算2max?由圖3-6得= - in2maxa2???2289maxrcos()lLl???2289minrcos()lLl???θ2θ2φ 2圖3-6 斗桿機(jī)構(gòu)擺角計(jì)算簡圖Fig.3-7 Arm swing angle calculation diagram 下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)22斗桿液壓缸的作用力臂= （3-2e298sinLl??12）當(dāng) 以 和 代入得 和 斗桿液壓缸的最大作用力臂 ,此時2Lmin2ax20 2max9el?。89l??(2)斗桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇考慮因素：a. 保證斗桿液壓缸產(chǎn)生足夠的斗齒挖掘力b.保證斗桿液壓缸有必要的閉鎖能力c.保證半桿的擺角范圍 95~12??首先計(jì)算斗桿挖掘阻力：斗桿挖掘過程中，切削行程較長，切土壤厚度在挖掘過程中為常數(shù)，一般取斗桿在挖掘過程中總轉(zhuǎn)角 ，在這轉(zhuǎn)角過程中，鏟斗被裝滿，這時斗齒50~8,60gg??????取的實(shí)際行程為： （3-grS?6174.13）式中 ---半桿挖掘時的切削半徑， 6r 6rFV?取 max23.71483.5FVl m??斗桿挖掘時的切土厚度 可按下式計(jì)算：gh6 0.6890.17450.17453.860(12.)ggqh mrB?????斗桿挖掘阻力：(3-0106.1745ggskqWkhrBK??14)---挖掘比阻力，查得0k03B---切削寬度系數(shù)，B=1+2.6×b，其中b為鏟斗平均斗寬，參照中國12種挖掘機(jī)鏟斗平均斗寬為1.12，本設(shè)計(jì)選取b=1。斗桿 與鏟斗 垂直時 最小, 土壤松散系數(shù) 近似值1.252l3l6rsK下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 119709852341max31106.520.745.86.2gWKN???根據(jù)《新編液壓工程手冊》 [5] 表23.4-10初選DG型車輛用缸徑160mm液壓缸缸徑mm 桿徑mm 推力N 拉力N 最大行程mm160 90 321700 219900 2000表3-3 液壓缸基本參數(shù)Tab.3-3 The basic parameters of the hydraulic cylinder參考斗桿液壓缸作用力 max231.7GPFKN?將 =321.7KN代入式 (3-15) 得2F(3-15)23ax9max)(lle??32ax61.50(71480)36m??參照同類機(jī)型和設(shè)計(jì)手冊初選斗桿缸的伸縮比 ，本設(shè)計(jì)選用 為1.65。2=1.67?:2?根據(jù)公式 [3] 2max92min2ax92axlsi1liL????由圖3-7： 2max92minax2in 125si736sin0915lL m?????????22max8max9ax9sin684llLl???下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)24φ 2圖3-7 桿機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算簡圖Fig.3-7 Lever mechanism parameter calculation3.3.4 鏟斗的運(yùn)動及其設(shè)計(jì)（1） 斗形參數(shù)選擇斗容量q，平均寬度B，轉(zhuǎn)斗挖掘半經(jīng)R和轉(zhuǎn)斗挖掘滿轉(zhuǎn)角 是鏟斗的四個主參數(shù)?2，R， B， 三者之間有下幾何關(guān)系：?2(3-16)21(sin)sqRBK???式中土壤松散系數(shù)K S近似值 1.25，q=1 ，確定，根據(jù)上式可由R，B， 中作任兩?2值求相應(yīng)第三值。（2） 轉(zhuǎn)斗挖掘阻力計(jì)算轉(zhuǎn)斗挖掘時，土壤切削阻力隨挖掘深度改變而有明顯的變化（3-????1.351maxcosWCRBAZXD????17）C——表示土壤硬度的系數(shù)，Ⅱ級土取C=50～80；R——鏟斗與斗桿鉸點(diǎn)至斗齒尖距離，即轉(zhuǎn)斗切削半經(jīng)，R 3=L3=1480mm；——轉(zhuǎn)斗在挖掘過程中總轉(zhuǎn)角的一半；max?B——切削刃寬度影響系數(shù)，B=1+2.6b,其中b為鏟斗平均寬度，單位為厘米；A——切削角變化影響系數(shù)，A=1.3; 下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 1197098525Z——帶有斗齒的系數(shù)Z=0.75;X——斗側(cè)壁厚度影響系數(shù)初步設(shè)計(jì)時，X=1.15;D——切削刃擠壓土壤分力，據(jù)斗容量大小在D=10000～17000N范圍內(nèi)選??；（3） 鏟斗機(jī)構(gòu)的參數(shù)選擇除鏟斗的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)外，反鏟鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的其余主要參數(shù)包括如下幾個：鏟斗油缸的缸徑 、活塞桿直徑 、最短長度 、鏟斗油缸的行程 、鏟斗油缸的伸縮33d3minL3L?比 、鏟斗油缸在斗桿上的鉸接點(diǎn)G的位置坐標(biāo)、搖臂NMH的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 、 、3? MNlH、搖臂與斗桿的鉸接點(diǎn)N的位置坐標(biāo)以及連桿長度 ，如圖3-MHl HKl8所示。以上部件組成了一個復(fù)合六連桿機(jī)構(gòu)。其中如果M點(diǎn)與H點(diǎn)重合則稱為六連桿共點(diǎn)機(jī)構(gòu)，此時 ，否則為六連桿非共點(diǎn)機(jī)構(gòu)，通常為了增大鏟斗的轉(zhuǎn)角范圍取。以MNHl?上為鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù) [3]。圖3-8 鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)Fig.3-8 Bucket Linkage main structural parameters根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn) [3]，推薦按以下比例關(guān)系初選以上鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的主要尺寸參數(shù)：(3-3 31(0.8),5,,(0.78),01KQl lMNHNKHQMNH?????::: 或18)本設(shè)計(jì)選取 由上式： 轉(zhuǎn)斗的轉(zhuǎn)角范圍31l 3241.,.5lmlk?ml37.2，為了滿開足開挖和最后卸載及運(yùn)輸狀態(tài)的要求，鏟斗的總轉(zhuǎn)角往往要達(dá)到90~1??下載后文件包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 液壓挖掘機(jī)總體設(shè)計(jì)26本設(shè)計(jì)中取 ，在 時，斗齒尖為 在FQ延長線上側(cè) 處，由CAX150~8??160?min3l?0V15?A作圖（圖3-9）得 3in1962Lmax75?圖3-9 鏟斗確定尺寸圖Fig.3-9 Bucket determining dimensions（4） 鏟斗機(jī)構(gòu)載荷分析轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)挖掘過程為大曲率切削，挖掘過程中，因土壤厚度的變化較大，所以阻力的變化也很大，然而在挖掘機(jī)實(shí)際作業(yè)過程中轉(zhuǎn)斗挖掘土壤的縱斷面形式是多種多樣的其阻力變化情況也各不相同。轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)最大理論挖掘力應(yīng)與轉(zhuǎn)斗最大挖掘阻力相適應(yīng)，常在 處，由47.5???由式（3-17 ）求得 1max76890WN?由式（3-18）得， 235,750,50rMrHmrKQm??鏟斗液壓缸的作用力： 321max48071689035lrp??3.3.5 動臂液壓缸，斗桿液壓缸，鏟斗液壓缸初步設(shè)計(jì)估算由以上計(jì)算得： 1min1max1247,3542,395LLLm????