畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：挖掘機手臂設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：1.設(shè)計說明書一份2.CAD圖紙一套（包括總裝圖、零件圖 ） 3.文獻綜述（不少于 3000字） 畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分：挖掘機手臂結(jié)構(gòu)起止時間： 年 3 月 6 日至 年 6 月 5 日指導(dǎo)教師： 簽字 年 3 月 6 日0畢業(yè)論文文獻綜述挖掘機手臂設(shè)計實驗裝置設(shè)計文獻綜述 姓名：摘要：單 斗 挖 掘 機 利 用 單 個 鏟 斗 挖 掘 土 壤 或 礦 石 的 自 行 式 挖 掘 機 械 。 由 工 作 置 轉(zhuǎn) 臺和 行 走 裝 置 等 組 成 。 作 業(yè) 時 ， 鏟 斗 挖 掘 滿 斗 后 轉(zhuǎn) 向 卸 土 點 卸 土 ， 空 斗 返 轉(zhuǎn) 挖 掘 點進 行 周 期 作 業(yè) 。 廣 泛 應(yīng) 用 在 房 屋 建 筑 施 工 、 筑 路 工 程 、 水 電 建 設(shè) 、 農(nóng) 田 改 造和 軍 事 工 程 以 及 露 天 礦 場 、 露 天 倉 庫 和 采 料 場 中 。 根 據(jù) 工 作 裝 置 ， 分 正 鏟 反 鏟 、刨 鏟 、 拉 鏟 、 抓 鏟 （ 也 稱 抓 斗 ） 等 形 式 。 正 鏟 挖 掘 機 的 鏟 斗 鉸 裝 于 斗 桿 端 部 ，由 動 臂 支 持 ， 其 挖 掘 動 作 由 下 向 上 ， 斗 齒 尖 軌 跡 常 呈 弧 線 ， 適 于 開 挖 停 機 面以 上 的 土 壤 。 反 鏟 挖 掘 機 的 鏟 斗 也 與 斗 桿 鉸 接 ， 其 挖 掘 動 作 通 常 由 上 向 下 斗齒 軌 跡 呈 圓 弧 線 ， 適 于 開 挖 停 機 面 以 下 的 土 壤 。 刨 鏟 挖 掘 機 的 鏟 斗 沿 動 臂 下 緣 移 動 ， 動 臂 置 于 固 定 位 置 時 ， 斗 齒 尖 軌 跡 呈 直 線 ,因 而 可 獲 得 平 直 的 挖 掘 面 ,適于 開 挖 斜 坡 、 邊 溝 或 平 整 場 地 。 拉 鏟 挖 掘 機 的 鏟 斗 呈 畚 箕 形 ， 斗 底 前 緣 裝 斗 齒 。工 作 時 ,將 鏟 斗 向 外 拋 擲 于 挖 掘 面 上 ,鏟 斗 齒 借 斗 重 切 入 土 中 ， 然 后 由 牽 引 索 拉曳 鏟 斗 挖 土 ， 挖 滿 后 由 提 升 索 將 斗 提 起 ， 轉(zhuǎn) 臺 轉(zhuǎn) 向 卸 土 點 ， 鏟 斗 翻 轉(zhuǎn) 卸 土 可 挖 停機 面 以 下 的 土 壤 ， 還 可 進 行 水 下 挖 掘 ， 挖 掘 范 圍 大 ， 但 挖 掘 精 確 度 差 。 抓 鏟 挖 掘機 的 鏟 斗 由 兩 個 或 多 個 顎 瓣 鉸 接 而 成 ,顎 瓣 張 開 ,擲 于 挖 掘 面 時 ， 瓣 的 刃 口 切 入土 中 ,利 用 鋼 索 或 液 壓 缸 收 攏 顎 瓣 ,挖 抓 土 壤 。 松 開 顎 瓣 即 可 卸 土 。 用 于 基 坑 或水 下 挖 掘 ， 挖 掘 深 度 大 。 也 可 用 于 裝 載 顆 粒 物 料 。 土 方 工 程 中 常 用 的 中 小 型 挖掘 機 ， 其 工 作 裝 置 可 以 拆 換 ， 換 裝 上 不 同 鏟 斗 ， 可 進 行 不 同 作 業(yè) 。 還 可 改 裝 成 起重 機 、 打 樁 機 、 夯 土 機 等 ， 故 稱 通 用 （ 多 能 ） 挖 掘 機 。 采 掘 或 礦 用 挖 掘 機 一 般只 配 備 一 種 工 作 裝 置 ， 進 行 單 一 作 業(yè) ， 故 稱 專 用 挖 掘 機 。反 鏟 裝 置 作 為 單 斗 挖 掘 機 工 作 裝 置 的 一 種 主 要 形 式 ， 在 工 程 實 踐 中 占 有 重要 地 位 反 鏟 裝 置 的 各 組 成 部 分 有 各 種 不 同 的 外 形 ， 要 根 據(jù) 設(shè) 計 要 求 選 用 適 合 的 結(jié)構(gòu) 并 對 其 作 運 動 分 析 。 然 后 在 滿 足 機 構(gòu) 運 動 要 求 的 基 礎(chǔ) 上 對 各 機 構(gòu) 參 數(shù) 進 行 理 論計 算 ， 確 定 各 機 構(gòu) 尺 寸 參 數(shù) ， 確 定 挖 掘 機 反 鏟 裝 置 的 基 本 輪 廓 。1挖 掘 阻 力 和 挖 掘 力 是 衡 量 挖 掘 機 性 能 參 數(shù) 的 重 要 性 能 指 標(biāo) ， 對 其 分 析 計 算 至關(guān) 重 要 。 挖 掘 阻 力 主 要 與 挖 掘 對 象 及 自 身 尺 寸 參 數(shù) 有 關(guān) ， 而 挖 掘 力 則 受 眾 多 條 件限 制 ， 危 險 工 況 的 分 析 是 關(guān) 鍵 點 。 在 挖 掘 力 分 析 基 礎(chǔ) 上 ， 可 對 各 桿 件 鉸 接 點 進 行力 的 分 析 計 算 ， 并 進 行 機 構(gòu) 設(shè) 計 的 合 理 性 分 析 。本 文 設(shè) 計 主 要 包 括 ： 挖 掘 機 手 臂 各 個 部 件 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 ， 斗 桿 、 動 臂 長 度 的選 取 ， 以 及 斗 桿 和 動 臂 的 應(yīng) 力 要 求 計 算 。(1)機 構(gòu) 部 分 的 設(shè) 計 主 要 是 考 慮 到 各 個 部 件 能 否 很 好 的 安 裝 和 定 位 ， 以 及安 裝 和 定 位 后 能 否 按 照 要 求 正 常 工 作 (2)各 個 部 件 主 要 是 通 過 銷 軸 來 連 接 的 ， 所 以 就 應(yīng) 校 核 銷 軸 的 強 度 要 求(3)液 壓 挖 掘 機 的 動 力 元 件 是 液 壓 缸 。關(guān) 鍵 字 ： 單 斗 挖 掘 機 ； 反 鏟 裝 置 ； 運 動 分 析 ； 力 學(xué) 分 析 ； 強 度 校 核挖掘機手臂設(shè)計實驗裝置及發(fā)展1.挖 掘 機 手 臂 設(shè) 計 裝 置 基 本 組 成 ：單 斗 挖 掘 機 的 動 力 裝 置 有 柴 油 機 驅(qū) 動 、 電 驅(qū) 動 （ 稱 電 鏟 ） 、 蒸 汽 機 驅(qū) 動 和復(fù) 合 驅(qū) 動 等 。 其 傳 動 有 機 械 傳 動 和 液 壓 傳 動 等 。 其 行 走 裝 置 有 履 帶 式 、 輪 胎 式 、軌 道 式 、 步 行 式 和 浮 式 。 轉(zhuǎn) 臺 可 作 360°全 回 轉(zhuǎn) 或 局 部 回 轉(zhuǎn) 。 土 木 建 筑 施 工 中常 用 的 為 柴 油 機 驅(qū) 動 、 全 回 轉(zhuǎn) 、 液 壓 傳 動 挖 掘 機 。2. 挖 掘 機 手 臂 的 工 作 原 理 ：機 械 傳 動 單 斗 挖 掘 機 利 用 齒 輪 、 鏈 條 、 鋼 索 滑 輪 組 等 傳 動 件 傳 遞 動 力 的挖 掘 機 。 常 見 的 為 正 鏟 挖 掘 機 ， 其 動 臂 中 間 裝 有 特 種 軸 承 （ 稱 鞍 式 軸 承 ） ， 斗桿 支 承 于 此 軸 承 上 ， 可 繞 其 轉(zhuǎn) 動 ， 并 利 用 齒 輪 齒 條 或 鋼 索 進 行 伸 縮 。 作 業(yè) 時 ， 以動 臂 為 支 承 ， 斗 桿 伸 出 ， 將 斗 齒 強 制 壓 入 挖 掘 面 ， 同 時 由 起 升 索 提 升 鏟 斗 進 行 挖土 。 鏟 斗 底 部 可 以 開 啟 ， 以 進 行 卸 土 。 轉(zhuǎn) 臺 回 轉(zhuǎn) 借 齒 輪 傳 動 ， 并 采 用 滾 球 式 或 滾柱 式 回 轉(zhuǎn) 支 承 ， 大 型 機 也 常 采 用 滾 輪 式 回 轉(zhuǎn) 支 承 ， 但 摩 擦 阻 力 矩 大 。 整 機 行 走 由發(fā) 動 機 通 過 鏈 條 和 齒 輪 傳 動 來 完 成 。 輪 胎 式 行 走 裝 置 由 于 底 盤 結(jié) 構(gòu) 和 承 載 能 力 的限 制 ， 只 適 用 于 中 小 型 挖 掘 機 。 機 械 傳 動 挖 掘 機 的 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 是 鏟 斗 容 量 ， 常據(jù) 以 計 算 機 械 生 產(chǎn) 率 和 估 算 運 土 車 輛 的 車 斗 大 小 。 此 種 挖 掘 機 由 于 重 量 大 、 機 構(gòu)2性 能 不 能 很 好 地 滿 足 作 業(yè) 要 求 、 操 縱 不 輕 便 ， 故 中 小 型 機 已 基 本 上 被 液 壓 傳 動 挖掘 機 所 取 代 。液 壓 傳 動 單 斗 挖 掘 機 利 用 油 泵 、 液 壓 缸 、 液 壓 馬 達 等 元 件 傳 遞 動 力 的 挖 掘 機 。油 泵 輸 出 的 壓 力 油 分 別 推 動 液 壓 缸 或 馬 達 工 作 ， 使 機 械 各 相 應(yīng) 部 分 運 轉(zhuǎn) 。 常 見 的是 反 鏟 挖 掘 機 (見 彩 圖 )。 反 鏟 作 業(yè) 時 ， 動 臂 放 下 ,作 為 支 承 ， 由 斗 桿 液 壓 缸 或鏟 斗 液 壓 缸 將 鏟 斗 放 在 停 機 面 以 下 并 使 之 作 弧 線 運 動 ， 進 行 挖 掘 和 裝 土 ,然 后提 起 動 臂 ,利 用 回 轉(zhuǎn) 馬 達 轉(zhuǎn) 向 卸 土 點 ， 翻 轉(zhuǎn) 鏟 斗 卸 土 。 整 機 行 走 采 用 左 右 液 壓 馬達 驅(qū) 動 ， 馬 達 正 逆 轉(zhuǎn) 配 合 ， 可 以 進 、 退 或 轉(zhuǎn) 彎 。 輪 胎 行 走 也 有 由 發(fā) 動 機 經(jīng) 變 速 箱 、主 傳 動 軸 和 差 速 器 傳 動 的 ， 但 機 構(gòu) 復(fù) 雜 。 中 小 型 機 多 采 用 雙 泵 驅(qū) 動 ， 也 有 再 添 設(shè)一 泵 單 獨 驅(qū) 動 回 轉(zhuǎn) 機 構(gòu) 的 ， 可 以 節(jié) 省 功 率 。 液 壓 傳 動 挖 掘 機 的 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) 是 鏟斗 容 量 ， 也 有 以 機 重 或 發(fā) 動 機 功 率 為 主 要 參 數(shù) 的 。 此 種 挖 掘 機 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 、 重 量 輕 ，常 擁 有 品 種 較 多 的 可 換 工 作 裝 置 ， 以 適 應(yīng) 各 種 作 業(yè) 需 要 ， 操 作 輕 便 靈 活 ， 工 作 平穩(wěn) 可 靠 ,故 發(fā) 展 迅 速 ,已 成 為 挖 掘 機 的 主 要 品 種 。3 單 項 挖 掘 機 裝 置 發(fā) 展 概 況 ：最 早 的 挖 掘 機 設(shè) 備 室 用 于 十 六 世 紀 意 大 利 威 尼 斯 運 河 的 疏 浚 工 作 。 隨 著 工 業(yè)發(fā) 展 ， 科 學(xué) 技 術(shù) 的 進 步 ， 單 斗 挖 掘 機 也 由 于 新 技 術(shù) 、 新 工 藝 的 采 用 而 不 斷 地 發(fā) 展改 進 ,但 它 的 基 本 工 作 原 理 至 今 未 變 。 動 力 裝 置 以 及 控 制 方 式 的 不 斷 革 新 ， 基 本上 反 映 了 挖 掘 機 發(fā) 展 的 以 下 幾 個 階 段 ：(1)蒸 汽 機 驅(qū) 動 的 挖 掘 機 ， 從 發(fā) 明 到 廣 泛 應(yīng) 用 ， 大 約 經(jīng) 歷 了 100年 。 當(dāng) 時 主 要 用于 開 挖 運 河 和 修 建 鐵 路 。 結(jié) 構(gòu) 型 式 由 軌 道 行 走 的 半 回 轉(zhuǎn) 式 ， 發(fā) 展 到 履 帶 行 走 的 全回 轉(zhuǎn) 式 。(2)挖 掘 機 傳 動 型 式 的 液 壓 化 ， 是 挖 掘 機 由 機 械 傳 動 型 式 的 傳 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 發(fā) 展 到 現(xiàn) 代3結(jié) 構(gòu) 的 一 次 躍 進 。 隨 著 液 壓 傳 動 技 術(shù) 的 迅 速 發(fā) 展 ， 四 十 年 代 至 五 十 年 代 初 挖 掘 機開 始 應(yīng) 用 于 液 壓 傳 動 ， 并 且 由 半 液 壓 發(fā) 展 到 全 液 壓 傳 動 。 產(chǎn) 量 日 益 增 長 ， 六 十 年代 初 期 液 壓 挖 掘 機 產(chǎn) 量 占 挖 掘 機 總 產(chǎn) 量 的 15%， 發(fā) 展 到 七 十 年 代 初 期 占 總 產(chǎn) 量90%左 右 ， 近 年 來 ， 西 歐 市 場 出 售 的 挖 掘 機 幾 乎 己 全 部 采 用 液 壓 傳 動 。 與 此 同 時 ，斗 輪 挖 掘 機 、 輪 斗 挖 溝 機 等 工 作 裝 置 和 臂 架 升 降 等 部 分 也 采 用 了 液 壓 傳 動 。 大 型礦 用 挖 掘 機 在 基 本 傳 動 型 式 不 變 的 情 況 下 ， 其 工 作 裝 置 也 改 為 液 壓 驅(qū) 動 。(3)控 制 方 式 的 不 斷 革 新 ， 使 挖 掘 機 由 簡 單 的 杠 桿 操 縱 發(fā) 展 到 液 壓 操 縱 、 氣 壓 操縱 、 液 壓 伺 服 操 作 和 電 氣 控 制 ， 無 線 電 遙 控 。 最 近 又 出 現(xiàn) 了 電 子 計 算 機 綜 合 程 序控 制 ， 控 制 人 員 可 在 遠 離 施 工 現(xiàn) 場 的 集 中 控 制 室 內(nèi) 通 過 工 業(yè) 電 視 監(jiān) 視 數(shù) 臺 挖 掘 機工 作 。(4)現(xiàn) 在 的 挖 掘 機 趨 向 于 大 型 化 、 微 型 化 、 多 能 化 和 專 用 化 。 大 型 礦 用 挖 掘 機 將繼 續(xù) 增 大 斗 容 量 以 降 低 挖 方 單 價 。 結(jié) 合 城 市 和 農(nóng) 村 建 設(shè) 需 要 ， 則 發(fā) 展 輕 便 靈 活 的微 型 機 。 產(chǎn) 量 大 的 中 小 型 機 趨 向 于 一 機 多 能 ， 發(fā) 展 多 種 工 作 裝 置 ， 以 便 進 行 不 同作 業(yè) 。 為 解 決 特 殊 施 工 ， 還 要 發(fā) 展 低 比 壓 、 低 噪 聲 、 水 下 專 用 、 水 陸 兩 用 等 特 種專 用 挖 掘 機 。4：現(xiàn)擁有單斗挖掘機的廠家：深圳玉工機械有限公司 YG30-9X 4沃爾華集團 DLS890-9A 輪式液壓挖掘機小松 PC200-8 挖掘機三一重工股份有限公司 SY355H-9 大型挖掘機5Cat?(卡特) 313D 系列 2 液壓挖掘機徐工集團 XXE150W加藤挖掘機 HD1430R6龍工挖掘機 LG6060D 挖掘機廈工機械股份有限公司 LT230 履帶式液壓挖掘機沃爾沃 240 挖掘機7設(shè)計總結(jié)：挖 掘 機 手 臂 是 由 液 壓 缸 控 制 的 因 此 要 對 液 壓 傳 動 、 液 壓 缸 和 液 壓 泵 的 運 作 做 逐 一了 結(jié) 。液 壓 傳 動 原 理 － 以 油 液 作 為 工 作 介 質(zhì) ， 通 過 密 封 容 積 的 變 化 來 傳 遞 運 動 ， 通 過油 液 內(nèi) 部 的 壓 力 來 傳 遞 動 力 。1、 動 力 部 分 － 將 原 動 機 的 機 械 能 轉(zhuǎn) 換 為 油 液 的 壓 力 能 （ 液 壓 能 ）2、 執(zhí) 行 部 分 － 將 液 壓 泵 輸 入 的 油 液 壓 力 能 轉(zhuǎn) 換 為 帶 動 工 作 機 構(gòu) 的 機 械 能 。3、 控 制 部 分 － 用 來 控 制 和 調(diào) 節(jié) 油 液 的 壓 力 、 流 量 和 流 動 方 向 。4、 輔 助 部 分 － 將 前 面 三 部 分 連 接 在 一 起 ， 組 成 一 個 系 統(tǒng) ， 起 貯 油 、 過 濾 、 測 量和 密 封 等 作 用 。在 一 定 體 積 的 液 體 上 的 任 意 一 點 施 加 的 壓 力 ,能 夠 大 小 相 等 地 向 各 個 方 向傳 遞 .這 意 味 著 當(dāng) 使 用 多 個 液 壓 缸 時 ,每 個 液 壓 缸 將 按 各 自 的 速 度 拉 或 推 ,而 這些 速 度 取 決 于 移 動 負 載 所 需 的 壓 力 .在 液 壓 缸 承 載 能 力 范 圍 相 同 的 情 況 下 ,承 載 最 小 載 荷 的 液 壓 缸 會 首 先 移 動 ,承載 最 大 載 荷 的 液 壓 缸 最 后 移 動 .為 使 液 壓 缸 同 步 運 動 ,以 達 到 載 荷 在 任 一 點 以 同一 速 度 被 頂 升 ,一 定 要 在 系 統(tǒng) 中 使 用 控 制 閥 或 同 步 頂 升 系 統(tǒng) 元 件 .然 而 液 壓 泵 則 為 液 壓 傳 動 提 供 加 壓 液 體 的 一 種 液 壓 元 件 其 工 作 原 理 是 運 動帶 來 泵 腔 容 積 的 變 化 ， 從 而 壓 縮 流 體 使 流 體 具 有 壓 力 能 。參考文獻(1)馮 培 恩 ， 邱 清 盈 ， 潘 雙 夏 等 ； 機 械 產(chǎn) 品 的 廣 義 優(yōu) 化 設(shè) 計 進 程 研 究 ； 中 國 科 學(xué)（ E輯 ） ； 1999(2)石 來 德 ， 袁 禮 平 等 ； 機 械 參 數(shù) 電 測 技 術(shù) ； 上 海 ； 上 海 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 ； 1986(3)張 如 一 ， 陸 耀 楨 等 ； 實 驗 應(yīng) 力 分 析 ； 北 京 ； 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ； 1981(4)石 來 德 ， 曹 善 華 ， 徐 嗚 謙 等 ； 工 程 機 械 結(jié) 構(gòu) 件 遠 程 參 數(shù) ； 工 程 機 械 ； 1990(5)[美 ]． 阿 弗 里 爾 ； 實 驗 應(yīng) 力 分 析 手 冊 ； 北 京 ； 機 械 工 業(yè) 出 版 社 ； 1985(6)石 來 德 ， 曹 善 華 ， 俞 麗 萍 等 ； 單 斗 液 壓 挖 掘 機 模 型 模 擬 ； 北 京 ； 機 械 工 業(yè) 山版 社 ； 19858(7)劉 希 平 ； 工 程 機 械 構(gòu) 造 圖 冊 ； 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or ore self-propelled mining machinery. Work by rotary table and walking device, etc. Homework, after the bucket digging bucket full discharge point discharge soil, empty bucket faces backward at the cycle of operations. Widely used in building construction, road engineering, water and electricity construction, farmland leveling, and military engineering and open pit, open storage and mining in the yard. According to the working device, points are shovel backhoe, digging shovel, shovel, grasp the shovel (also called grab), and other forms. Shovel bucket hinge of bucket rod end, supported by movable arm, the mining action from down to up, bucket tooth tip trajectory often arcs, stop the machine suitable for excavation surface above the soil. Backhoe excavator bucket and bucket rod hinged, the mining action are usually made of bucket teeth down on trajectory assumes the circular arc line, suitable for the soil excavation down below the surface. Digging shovel excavator bucket moving along the edge under the movable arm, movable arm in a fixed position, bucket tooth track in a straight line, thus can obtain straight mining face, suitable for excavation slope, ditches, or flat ground. Shovel excavator bucket is dustpan shape, bucket bottom front loaded bucket teeth. Work, casting at mining face outward bucket, bucket tooth borrow in heavy cut into the soil, and then by traction drag shovel digging, digging by ascending rope lift bucket, after the expiration of the turntable turned to unloading soil, flip bucket can dig down below the surface soil unloading soil, but also for underwater mining, large range of mining, but mining accuracy is poor. Grasp shovel excavator bucket composed of two or more jaw disc hinge, jaw valve open, throw in mining face, the flap of the blade cut into the soil, the use of wire rope or hydraulic cylinder round in palate, digging soil. Loosen the jaw valve can be unloaded soil. Used for foundation pit or underwater mining, digging depth. Can also be used for loading grain material. Earthworks commonly used in small and medium-sized excavators, its working device can be moved around, change different bucket, can be different operations. Can also be converted into a crane, pile driver, tamper, therefore calls the general (ips) excavator. Mining or mine drivers generally only equipped with a working device, single operations, therefore calls for excavators. Key words: single bucket excavator; mining institutions;creative thinking; multi-purpose function.目 錄緒論 .1第一章 單臂挖掘機反鏟工作裝置介紹 2第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置 42.1 動臂的結(jié)構(gòu)形式： 42.1.1 組合式動臂與整體式動臂相比各有優(yōu)缺點 .42.2 確定斗桿的安裝形式和鏟斗的結(jié)構(gòu)形式 42.2.1 斗齒安裝方式 :52.2.2 鏟斗的結(jié)構(gòu)形式 :52.3 設(shè)計步驟及參數(shù)選擇： 62.4 斗型設(shè)計 72.4.1 鏟斗參數(shù)設(shè)計 ： .72.4.2 斗型計算 .72.5 動臂的參數(shù)選擇： 82.6 斗桿參數(shù)計算： .112.7 搖桿連桿參數(shù)設(shè)計： .13第三章 液壓元件的選擇及系統(tǒng)的計算 .143.1 主要參數(shù)的設(shè)定： .143.2 鏟斗油缸作用力的確定： .143.3 斗桿油缸作用力的確定 .163.4 動臂油缸作用力計算 .173.5 液壓系統(tǒng)計算 .173.5.1 液壓傳動計算 18第四章 強度校核計算 .20設(shè)計結(jié)論 25結(jié)論 26參考文獻 27致 謝 290緒論液壓挖掘機開發(fā)的機械工作過程的基礎(chǔ)上，是一種尖端切割土壤和鏟斗裝滿提升，轉(zhuǎn)向卸土的位置，清空鏟斗挖掘位置和下后再次啟動，液壓后，挖掘機是一種土方機械的運行周期。液壓挖掘機的機械傳動，工業(yè)與民用建筑，交通，水利建設(shè)，露天開采和軍隊現(xiàn)代化建設(shè)，在工程廣泛的應(yīng)用，并且是不可缺少的各種建設(shè)條件是一個重要的機械設(shè)備。在建項目，可用于苦坑，排水溝，拆除的舊建筑，平坦的地方，在使用工作裝置中，可卸可裝，安裝，打地基，脫出其根源。在水利建設(shè)，水庫，運河，水壩可用于基坑，排水和灌溉溝渠，疏浚和深挖原有的渠道，等開挖在鐵路，公路，土石方，路基建設(shè)，平整場地，用來挖掘道路開挖水渠的建設(shè)。在石油，電力，通信基礎(chǔ)設(shè)施和市政建設(shè)，電纜和管道等的挖掘采礦在開放領(lǐng)域，可用于剝離礦石或煤炭，也可用于隊旗，裝載和鉆井作業(yè)。在軍事工程，或用于道路建設(shè)，挖戰(zhàn)壕和掩體，建有各類軍事結(jié)構(gòu)。因此，液壓挖掘機品種的工程機械是最重要的一條，減少繁重的體力勞動，提高施工機械化水平，加快建設(shè)進度，推進工程建設(shè)的發(fā)展，起著很大的施工部門統(tǒng)計，一 1.0 立方米液壓挖掘機挖斗容量Ⅰ?Ⅳ埋在土壤中，每類相當(dāng)于生產(chǎn)率工作。因此每天約 300?300 名工人，發(fā)展液壓挖掘機，以提高勞動生產(chǎn)率加快國民經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要的意義。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 單臂挖掘機反鏟工作裝置介紹1第一章 單臂挖掘機反鏟工作裝置介紹圖中為反鏟工作裝置為單臂挖掘機時的一種主要工作結(jié)構(gòu) ，單臂反鏟工作裝置是由 1 動臂、2 動臂液壓缸、3 斗桿液壓缸、4 斗桿、5 鏟斗液壓缸、6 鏟斗、7 連桿和 8 搖桿組成。單臂挖掘機特點是因為各構(gòu)件之間都運用的是鉸接連接，并通過改變各液壓的運動缸運行周期來改變工作過程中的各個動作。動臂 1 通過動臂液壓缸2 的支撐將下鉸點與回轉(zhuǎn)平臺鉸接，動臂的升降是由動臂的傾角大小決定的，只有改變動臂液壓缸的運動周期即可改變動臂傾角。動臂的上端和斗桿 4 鉸接于，斗桿繞鉸點轉(zhuǎn)動，斗桿與動臂的相對轉(zhuǎn)角由鏟斗液壓缸 5 控制，當(dāng)斗桿液壓缸運作時，斗桿通過繞動臂的上鉸點轉(zhuǎn)動來改變轉(zhuǎn)角。斗桿 4 的末端與鏟斗 6 鉸接，因此鏟斗繞鉸點轉(zhuǎn)動是由鏟斗液壓缸 5 的伸縮來控制。為了便于增大鏟斗的轉(zhuǎn)角，鏟斗液壓缸一般由連桿 7 和搖桿 8 連接再與鏟斗連接。液壓挖掘機反鏟工作裝置主要用于挖掘停機面以下的土壤，如基坑等，其挖掘軌跡是由各液壓缸的運動及其組合來控制。然而反鏟液壓挖掘機的工作過程，則是先將動臂放置至挖掘位置，然后轉(zhuǎn)動斗桿連接鏟斗，當(dāng)挖掘至裝滿鏟斗時，便提起動臂使鏟斗離開土壤，邊回轉(zhuǎn)邊提升至卸載位置，使轉(zhuǎn)斗卸出土壤，然后再回周而復(fù)始轉(zhuǎn)至工作裝置開始下一次作業(yè)。動臂液壓缸主要作用是調(diào)整工作裝置的挖掘位置，一般不可單獨挖掘土壤；而斗桿挖掘可獲得較大的挖掘行程，使挖掘力小一些。轉(zhuǎn)斗挖掘的行程較短，為使鏟斗在轉(zhuǎn)斗挖掘結(jié)束時裝滿鏟斗，需要較大的挖掘力以保證能挖掘較大厚度的土壤，因此挖掘機圖 － 整 體 式 彎 動 臂沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 單臂挖掘機反鏟工作裝置介紹2的最大挖掘力一般由轉(zhuǎn)斗液壓缸實現(xiàn)的。工作效率因采礦和開采的行程很短，所以轉(zhuǎn)向挖掘可用于消除障礙或提高實踐，熟練運用的液壓挖掘機的人員可根據(jù)實際情況，從而合理的控制液壓缸，準(zhǔn)確運用所有的液壓缸液壓氣缸，以達到最有效的挖掘。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置3第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置2.1 動臂的結(jié)構(gòu)形式：井架是在工作單元的主要成分，所述斗桿的結(jié)構(gòu)通常依賴于可動臂的分為兩類，積分和模塊化的結(jié)構(gòu)。簡單的直動臂結(jié)構(gòu)，重量輕，緊湊的布局，它主要用于懸掛挖掘機，挖土裝置整體的可動臂的常見的形式是有用的，以獲得更大的采礦轉(zhuǎn)動可動臂在彎曲結(jié)構(gòu)的形狀和強度，值得指出的是，有時采用臂的三個變化是有益的，以減少彎曲的應(yīng)力集中。積分斗臂結(jié)構(gòu)簡單，價格優(yōu)廉，相同的結(jié)構(gòu)結(jié)合可動臂是光缺點是替代能力低，差為了擴大其機械通用性，增加其需要配幾套普通工作裝置，用于類似于長期的操作是更合適的積分可動臂結(jié)構(gòu)。合并的可動臂通常用于彎曲所述臂是兩種的結(jié)合，有輔助連桿（或液壓缸）連接，另一種抽苔。2.1.1 組合式動臂與整體式動臂相比各有優(yōu)缺點2.2 確定斗桿的安裝形式和鏟斗的結(jié)構(gòu)形式將合并的可動臂的主要優(yōu)點是：1.工作尺寸和挖掘力可根據(jù)通過螺栓或連桿調(diào)整時間連接運轉(zhuǎn)變化僅 10 分鐘，通過液壓缸連接時可以調(diào)節(jié)來調(diào)整。2.合理滿足各種設(shè)備參數(shù)和結(jié)構(gòu)的操作的要求，然后簡單地解決的主要更換設(shè)備的統(tǒng)一的問題越多，更換也一般情況下，動臂裝置要求能適應(yīng)各種作業(yè)，也不需要改變。3.容易清除。 由于上述優(yōu)點，結(jié)合可動臂的結(jié)構(gòu)比和對可動臂理解的更復(fù)雜性，但它已被越來越廣泛地在小型和中型一般的液壓挖掘機的操作條件時，使用組合的可動臂是比較合適的。設(shè)計操作條件是單一的，因此選擇整體動臂。臂也具有整體的和模塊化二，大部分沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置4的挖掘機采取和，當(dāng)需要調(diào)整或杠桿臂長度改變斗桿被使用，或在斗桿上設(shè)置 2?4 為調(diào)整時，提供選擇和可動臂孔端利用反鏟結(jié)合斗桿。2.2.1 斗齒安裝方式:至今為止挖掘機安裝的方式有兩類，第一種就是大多采用螺栓連接-斗容量q≤0.6m 3時，第二種使用橡膠卡銷結(jié)構(gòu)-斗容量 q≥0.6m 3時。 由于本次設(shè)計斗容量 q=0.2 m3≤0.6m 3，因此斗齒安裝方式為螺栓連接2.2.2 鏟斗的結(jié)構(gòu)形式:合理選擇的桶參數(shù)和結(jié)構(gòu)形狀在挖掘機操作效果是非常鏟斗操作目標(biāo)是多方面的，不同的操作條件下，采用一個水桶，以適應(yīng)任何困難的工作對象和為了滿足具體的情況，盡可能提高了工作效率，一般挖土設(shè)備配備甚至十個不同桶的容量，桶的不同結(jié)構(gòu)的形式。至今為止，對于斗結(jié)構(gòu)形式的研究尚處于現(xiàn)場試驗，模型試驗在實驗室測試或階段，沒有建立例如某人的一次系統(tǒng) 0.6 立方米能力和吊桶式不同的反向斗在對比測試二在 RH6 液壓挖掘機中，如表 3-1.Due 挖掘阻力的結(jié)果是小的，是不以反映的桶設(shè)計的合理性敏感，所以兩種頁巖的測試結(jié)果操作效果是不同的，切割前中間稍微突起的桶中的一個，與沒有橫向齒，橫向臂微凹，這些因素使得頁巖開采電阻桶是相反。對于各種桶結(jié)構(gòu)中的一個統(tǒng)一的要求的形狀是：1.有利于材料的自由流動，所以不應(yīng)該被鏟斗內(nèi)設(shè)置臂水平凸緣，如邊緣與桶的底部的縱剖面形狀應(yīng)當(dāng)適合于各種材料的運動。2.為使材料容易在網(wǎng)絡(luò)上的粘土排出卸載，因此延長運轉(zhuǎn)周期，減少使用鏟斗容量如此有效地在國外已經(jīng)被迫卸土泥桶。3.為了使進料水桶不容易掉出來，斗寬度和材料的比例顆粒直徑應(yīng)大于 4：1。當(dāng)這個比例大于 50：1 不考慮的影響粒徑，作為均質(zhì)材料。4.單齒，有利于增加，以切斷或損壞的阻力是很大的挖硬土或礫石從齒耙料出來的水桶和材料剛剛接觸線挖掘的壓力，形狀，結(jié)構(gòu)和安裝尺寸參數(shù)是值得研究的，其主要的要求是采礦，阻力小，耐磨損，更換方便。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置5表 2-1 反鏟斗對比試驗結(jié)果 作業(yè)條件鏟斗編號鏟斗充滿時間（s）生產(chǎn)率（10KN/h）效率（%）在頁巖中作 業(yè)鏟斗 1鏟斗 219.0540.642.622.6810053.3在砂中作 業(yè)鏟斗 1鏟斗 25.96.3163.5152.710093.32.3 設(shè)計步驟及參數(shù)選擇：反鏟裝置總體方案包括以下幾個方面：1.井架和安排井架液壓缸確定與組合式或整體可動臂，并且可動臂的模塊化組合或積分可動臂液壓缸布置懸掛或類型下方的形狀。在所識別的積分可動臂，為下一個可動臂式液壓缸裝置的前面。2.斗桿和斗桿液壓缸排列確保整體的或組合使用的斗桿，和合并的斗桿組合或獨石斗桿是否可變轉(zhuǎn)折點確定的積分桿。3.確保比可動臂和斗桿臂的長度，即設(shè)有參數(shù)對于具有一定規(guī)模的工作中，動臂臂長比之間有很多時 2（ 3）已呼吁反鏟長動臂短臂，當(dāng)1.5 屬于短動臂長臂，為 1.5?2 的比例。本設(shè)計采用了中型解決方案，取= 1.8。4.確定匹配的水桶，水桶的容量及主要參數(shù)，并考慮鏟斗連桿傳動比調(diào)整的需要與否。5.根據(jù)液壓缸系統(tǒng)的壓力，流量，系統(tǒng)循環(huán)注射方式，條件和達到制造諸如以確定液壓缸，氣缸，氣缸的直徑，總延伸率和的總收縮率的數(shù)量的要求結(jié)構(gòu)尺寸，運動沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置6津貼，穩(wěn)定性和因素如成分的運動的幅度一般取= 1.6?1.7，個別情況下為可動臂擺動角度和鉸鏈點置要求可以取 ≤1.75，而取 ＝1.6 ～1.7， ＝1.6～1.7。1?2?3?2.4 斗型設(shè)計2.4.1 鏟斗參數(shù)設(shè)計：鏟斗容量 、轉(zhuǎn)斗挖掘半徑 ，斗寬 和轉(zhuǎn)斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角 （令 ＝ ）qRB?2max是鏟斗的四個主要參數(shù)。 、 及 三者與 之間有以下幾何關(guān)系 ?2qq = (2－2)SKBR)sin2(1??其中： —鏟斗挖掘半徑，單位 m；—0.2m 其中： =0.2m3(已知)，鏟斗斗容量；—鏟斗斗寬，根據(jù)反鏟斗平均斗寬統(tǒng)計值和推薦范B圍，查表 2－6 ① ，取 ＝0.75m；B—鏟斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角，一般取 ＝90°～100° ，取 ＝95°＝1.658rad??2?2把 、 、 代入式(3－1)得：q0.2＝ × ×0.75×（1.658－sin95° ）×21RSK解得： ＝0.803m2.4.2 斗型計算通過計算斗形尺寸來確定鏟斗主要參數(shù)，常見鏟斗斗形參數(shù)參考表 3-1② 。不同的形狀的斗形是通過改變?nèi)切?的形狀來改變的。 根據(jù)比擬法得出斗形尺寸OEG=0.75m(已知)、 =0.803m(已知), 得到：bDR=0.294m; =0.534m; =0.87;1x2x3x=0.7324m; =0.0706m;?m=40°; =23°; =108° ＝ =0.56m.???HL沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置71 斗齒幾何形狀挖掘比阻力達到最小值是通過改變鏟斗的幾何形狀。鏟斗切削時的主要參數(shù)，如圖 3-10 所示，圖中長度 L、鏟斗容量 q、高度 H、寬度 B、切削角 α、刃角 β 和后角 γ 等參數(shù)的選擇都對挖掘比阻力有直接影響。為使斗側(cè)壁不參與切削，鏟斗應(yīng)裝有側(cè)齒。齒寬 ＝0.11 =0.11× =0.064m; (2-3)bq32.0齒長 ＝0.26 ＝0.26× ＝0.152m; l齒距為： =(2.5～3.5) =(0.16～0.192)m, 取 =0.18maba斗前臂與切削面的間隙取 =0.7 =0.0448mf又由于鏟斗寬度 B=0.75m,齒寬與齒距之和為 0.064+0.18=0.244m= =3.07 因此鏟斗裝有 3 個齒。baB?24.075切削角 對切削阻力影響也很大。通常，挖Ⅰ～Ⅲ級土?xí)r，斗切削角為?＝ 20°～35°（較大值適用于硬土，小值適用于一般土），常用切削角為 ＝30°，?本次設(shè)計取 ＝30°，后角 不應(yīng)小于 5°，切刃角取 25°。?2.5 動臂的參數(shù)選擇：鏟斗容量 ＝0.2m 3,根據(jù)單臂液壓挖掘機的有關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，通過類比法，選出參數(shù)q機重 ＝5 噸。也可根據(jù)經(jīng)驗公式計算法，參考表 1-3 機體尺寸和工作尺寸經(jīng)驗系G數(shù)表 ① ，線尺寸參數(shù): = m 得出:Liik3G最大挖掘半徑— =3.35× =5.728m； (2-4) R15最大挖掘深度— =2.05× =3.505m； (2-5) Hmax13最大卸載高度— ＝1.55× =2.65m； (2-6) 據(jù)統(tǒng)計3，最大挖掘半徑 值一般與 + + 的和值很接近。因此由要求 ，已R1l12l3 R1定的 和 可按下列經(jīng)驗公式初選 、 ：3lKl12＝ （2-7）21L??沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置8=Kl1?2其中： =5.728m； ＝1.8；R1K經(jīng)計算得出： =1.759m；l2= =1.8×1.759=3.166m (2-8)l1在三角形 CZF 中， 、 和 都可以根據(jù)經(jīng)驗初選出：1?l3其中： —動臂的彎角，采用彎角能增加挖掘深度，但降低了卸載高度，但太小對1結(jié)構(gòu)的強度不利，一般取 120°～140°，取 ＝140°；1?—前面已算出為 3.166m；l1—動臂轉(zhuǎn)折處的長度比 ，一般根據(jù)結(jié)構(gòu)和液壓缸鉸點 B 的位置來考慮，初3KZCF步設(shè)計取 ＝1.1～1.3，取 ＝1.2 ；33K因此根據(jù)公式：可以算出 、 、41l239?l ＝ 41 132cos??l ＝K l （2-9）42341α =∠ZCF＝arccos( )39 142ll??經(jīng)計算得出：ZC= =1.529m；41lZF= =1.834m； 2=17.9°39?斗桿液壓缸全縮時 = 最大（圖 3－12），常選 （ ） =CFQ?832?－ 832?－ max160°～180°.本設(shè)計中?。?） ＝170°。－ max取決于液壓缸布置形式，（圖 3-11），動臂液壓缸結(jié)構(gòu)中這一夾角較小，可BCZ?能為零。單臂挖掘機動臂液壓缸其鉸點一般置于動臂下翼加耳座上，B 在 Z 的下面。初定∠BCZ＝5°，根據(jù)已知∠CZF＝22.1° ，解得∠BCF＝17.1°。由圖 3-12 得最大卸載高度的表達式為沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置9）＋＋＝ 21max15Amax3 sin(siYH????ll（2-38max32 )80n( l??10）由圖 3-13 得最大挖掘深度絕對值的表達式為（2-AYlllH?????152min1123max1 si)si(???11）將這兩式相加，消去 ，5l并令 ＝ ＋ ， ＝ + - ，得到：A1?2BA8?max32＋ － ［ - -A)］ + ［ -1］=0 Hmax1ax3l1)sin(ax1???sin(i12l)Bsin(max1??式 （2-12）又特性參數(shù)： ＝ （2-4Kmin1axs??13）因此 ＝ ?sinmi114axs?K= ) （2-14）coin1214maxi(??將上式代入式（3-6）則得到一元函數(shù) f( )=0。式中 和 已根據(jù)經(jīng)axHmax1ax3驗公式計算法求出，經(jīng)計算得出： ＝29.6°； ＝73.5°min1?ax1?最后由式（3-5）求 為5l＝ （2-5l 1max1min123s)i(?YAlA??15）＝ ?70sin50.36).29.(6＝0.638m沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置10（其中： =3.166m； ＝ 1.759m； ＝97.1°；1l2lA由于履帶總高＝0.32· ＝0.547，近似取 =0.65m）35AY然后，解下面的聯(lián)立方程，可求 σ 和 ρ： =arcos( )=arc(min1?572min12lLl??) ??21??=arcos( )=arc( ) （2-max1?572max12lLl?????2??16）于是： =min1?5l=λx axLin1（2-17）=σ·1min1經(jīng)計算得出： ＝1.63； ＝0.67； =0.952m；??iL＝1.52m； =1.61mmax1L7l由上述結(jié)果聯(lián)系實際的到下列幾何公式： + =2.36≥ ；| - ︳=0.96≤1?????2.6 斗桿參數(shù)計算：1.計算斗桿挖掘阻力：斗桿挖掘過程中，切削行程較長，對于土的切削能力在挖掘過程中視為常數(shù)，通常取斗桿在挖掘過程中總轉(zhuǎn)角 =50°～80°,在本次設(shè)計 ＝65°，這時半齒的g?g?運行行程為： rs601745.?其中： —斗桿挖掘時的切削半徑， ；6r 6rFV?取 ＝ ＝1.759＋0.803＝2.562mmaxFV32l?沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置11斗桿挖掘時的切土厚度 ：gh＝SgBKqh?SgBKrq?601745.斗桿挖掘阻力為：(2-18)sgggrqhW?60011745.?式中 —挖掘比阻力，由表 0－10 ① 查得， ＝20（Ⅲ級土壤以下）0K0K—土壤松散系數(shù)近似值取 1.25。s斗桿 與鏟斗 和 之間，為了滿足下鏟和最終卸載及運輸狀態(tài)的要求，鏟2l3lminFV斗的總轉(zhuǎn)角往往要達到 150°～180°，(2-19)32in0cosll????＝0.866＝ 80.759.1.2minFV計算得： ＝ ＝1.137mmin6rin把 、 、 、 、 代入式 3-12 得0Kqig?sK＝2.48KN3max1 1025.6137.45.02???gW2.確定斗桿液壓缸的最大作用力臂。＝ m23ax9max2)(PlleG?45.9.13848.＝）＋（其中：根據(jù)公式計算得出 ＝13.96KN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)。設(shè)20emax2emax2?,則ze20?＝ (2-20)9max2max20cosle?2csmax沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 挖掘機手臂的工作設(shè)置12由圖 3－13，取 ，求得ze20?＝ ＝1.203m1sin2max9min2???lL16.5.2sin40－ ??（其中斗桿擺角范圍大致在 105°～125°，取 ＝105°）max2?)cos(2ax29min9min28 ′′ ????lLll= ）＋ 105(45.0.03.12 ????=1.588m2.7 搖桿連桿參數(shù)設(shè)計：通過對幾何要求和結(jié)構(gòu)分布的角度要求考慮，重要是保證鏟斗六連桿機構(gòu)在全行程中任一瞬間時都不會被破壞，即保證△ 、△ 及四邊形 在3l GFNMHNQK任何情況皆成立。根據(jù)鏟斗六連桿機構(gòu)的要求，憑借外界有力因素選出可行的方案：0.27m； 0.156m； 0.195m； 0.312m； 0.3m?QN?MH?N?HK?沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓元件的選擇及系統(tǒng)的計算13第三章 液壓元件的選擇及系統(tǒng)的計算3.1 主要參數(shù)的設(shè)定：系統(tǒng)的工作壓力，流速，以及兩者的乘積，即液壓動力的系統(tǒng)是液壓系統(tǒng)設(shè)計的主要參數(shù)，常常選定的工作壓力，同時根據(jù)所敘述的移動速度執(zhí)行元件，來確定其流率。由于本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單質(zhì)量較輕所以選液壓功率小于 40kW，工作壓力取16000 kPa。?p3.2 鏟斗油缸作用力的確定：為了容易觀看如圖 4－1 所示，忽略土和斗的質(zhì)量，同時忽略所有機構(gòu)質(zhì)量及器之間的工作效率影響因素，對鏟斗油缸作用力為：(3-1)gdclFmax1?—鏟斗油缸作用力對搖臂與斗桿鉸點的力臂（此位置為搖臂長度），gdl=0.24m；— 對鏟斗與斗桿鉸點 的力臂，m ；clmax1FC—最大鏟斗挖掘阻力，N；最大鏟斗挖掘阻力為：(3-2)??170)cos1(50235.1maxmax1 ???XZABDkRCF?式中 —土壤硬實密實計打擊次數(shù)，對 Ⅲ級土壤， ＝9～15，對Ⅳ級土壤，C＝16～35；本設(shè)計取 ＝15 。C—鏟斗與斗桿鉸點齒尖距離，即鏟斗的轉(zhuǎn)斗切削半徑，m； ＝0.803m.DR DR—挖掘過程中總轉(zhuǎn)角的一半，即最大轉(zhuǎn)斗挖掘力位置，已得出 ＝47.5ax? max′沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓元件的選擇及系統(tǒng)的計算14—切削刃寬度影響系數(shù)， ＝1＋2.6b,b 為鏟斗寬度 0.75m； BkBk＝2.95m；—切削角變化影響系數(shù)，取 ＝1.3；AkAk—斗齒的影響系數(shù)，取 ＝0.75（無齒時取 ＝1）；z z zk—前邊斗齒對地面傾斜角度的影響系數(shù)，取 ＝1.15；Xk X得出： ＝57.455KN。 max1F因此把 ＝57.455KN、 =0.24m、 ＝0.705m 代入式 4－1 得：gdlcl=168.77 KNd而此時動臂油缸及斗桿均處于關(guān)閉封鎖狀態(tài)，得出斗桿油缸的閉鎖力 應(yīng)滿足?gF≥ (3-3)?gFgBll??2max1式中 —斗桿油缸閉鎖力 對斗桿與動臂鉸點的力臂，參考圖 4－1gB?gF由 CAD 得出 ＝0.42m；l— 對斗桿與動臂鉸點 的力臂，由 CAD 做圖得 ＝2.565m；Blmax1FBBl— 對斗桿與動臂鉸點 的力臂，由 CAD 做圖得 ＝0.98m；?2 ?—挖掘阻力的法向分力，取 ＝（0.1～0.2） ＝5.7455～11.491KN,2Fmax1F取 ＝8.5KN；2F因此 ≥400.7KN?g動臂油缸閉鎖力應(yīng)滿足：≥?bF525max1llA??式中 —動臂油缸閉鎖力 對鉸點 的力臂， ＝0.638m；?bFA5l— 對動臂下鉸點 的力臂， ＝ 5.255m；Almax1沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓元件的選擇及系統(tǒng)的計算15— 對鉸點 的力臂， ＝0.3m；?Al2F?Al因此 ≥478.7KN?b3.3 斗桿油缸作用力的確定如圖所示忽略所有機構(gòu)的重量和連桿機構(gòu)效率的影響，斗桿油缸作用力 為：gF＝ (3-4)gFBlmax1式中： —由 CAD 做圖得， ＝2.07m；Bl—由 CAD 做圖得， ＝0.36m；gBl g得出： ＝330.34KNF而此時鏟斗油缸及動臂油缸處于閉鎖狀態(tài)，所以鏟斗油缸閉鎖力 應(yīng)滿足?dF≥?dgdClmax1式中： —由 CAD 做圖得， ＝0.8m；Cl—由 CAD 做圖得， ＝0.42m；gdl gd得出： ≥109.438KN?F動臂油缸閉鎖力 應(yīng)滿足：?b≥?d32max1lA??式中: —由 CAD 做圖得， ＝4.52m；Al Al—由 CAD 做圖得， 可忽略不記；? ?—由 CAD 做圖得， ＝0.638m5l 5l得出： ≥407.05KN。?dF沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓元件的選擇及系統(tǒng)的計算163.4 動臂油缸作用力計算運動過程中中最大提升力，是由動臂油缸的作用力決定的，同時可以提高鏟斗裝滿土壤時的位置至最佳卸載位置進行卸載，其計算簡圖 4－3 所示，此時動臂油缸作用力為：(3-5))(15bAgdAtb lGllF??式中: —鏟斗及其裝載土壤的重力，N；dtG—斗桿所受重力，N； ＝1.79KN；g g—動臂所受重力，N； =2.23KN；b b—鏟斗質(zhì)心到動臂下鉸點 的水平距離，m； ＝4.72m；dAl AdAl—斗桿質(zhì)心到動臂下鉸點 的水平距離，m； ＝3.33m；g g—動臂質(zhì)心到動臂下鉸點 的水平距離，m； ＝1.155m；bAl bAl＝20 ＋0.86＝20.86KN [其中斗內(nèi)土重=20KN,鏟斗重=0.86KN]；dtG把 、 、 、 、 、 、 0.61m 代入上式得：AlgbAlGgdt?5l）＋＋ 23.1.793.86207.4(301???bF=281.57KN3.5 液壓系統(tǒng)計算單斗液壓挖掘機的主要參數(shù)如下，由此根據(jù)不同樣式的液壓泵和壓力進行初步計算。機械總重 5t動臂液壓缸推力 281.57KN斗桿液壓缸推力 330.34KN沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓元件的選擇及系統(tǒng)的計算17鏟斗液壓缸推力 168.77KN 3.5.1 液壓傳動計算使用定量泵，根據(jù)液壓缸推力來決定系統(tǒng)工作壓力 kPa 工作液壓缸缸160?p徑，假使液壓油缸的壓力損失 ＝500kPa,液壓缸回油背壓 ＝1000kPa，液壓缸大1p小腔作用面積之比為 （ 為大腔作用面積， 為小腔作用面積），根據(jù)公02A?0A式(3-6)021.)(.0pF?＝0.1（16000－500） －0.1×1000A0＝1500求得：動臂液壓缸： ＝281.57KNbF＝ ＝15.46 取系列值 16㎝150·4?D?1504.3287?斗桿液壓缸： ＝330.34KNg＝ ＝16.75㎝ 取系列值 17㎝150·42?F?1504.3?鏟斗液壓缸： ＝330.34KNd＝ ＝11.97㎝ 取系列值 12㎝150·43?FD?1504.3687?假設(shè)在分流情況下，斗桿液壓缸與動臂的伸出速度為 9cm/s,鏟斗液壓缸的伸出速度為 12cm/s，則根據(jù)公式＝ (3-7)vAQ·106??vD41062?式中 —液壓缸的容積效率，取 0.98v當(dāng)動臂液壓缸單獨動作時所需流量沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 液壓元件的選擇及系統(tǒng)的計算189＝110.73 L/min?1Q??41698.062?當(dāng)斗桿液壓缸單獨動作時所需流量9 ＝125.01 L/min?2 ??41798.0162?當(dāng)動臂液壓缸單獨動作時所需流量12＝83.05L/min?2Q??41298.016?由此得出，各泵流量均取系列值 125L/min、125L/min、100L/min動臂液壓缸實際的伸出速度：＝ =11.56m/sAvv601??41598.02??斗桿液壓缸實際的伸出速度：＝ =9m/sAQvv60122??41798.025??鏟斗液壓缸實際的伸出速度：＝ =14.45m/sAvv60133??41298.0??根據(jù)計算初選 CB－FA18C－FL（C）型齒輪雙泵，排量 18.32ml/r,額定轉(zhuǎn)速1800r/min,最高轉(zhuǎn)速 2400r/min,額定壓力 14MPa,最高轉(zhuǎn)速 17.5MPa沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 強度校核計算19第四章 強度校核計算臂（特別是在標(biāo)準(zhǔn)和擴展臂）強度由彎曲力矩控制，所以計算出的位置可根據(jù)斗桿挖土工作可能的最大彎矩到斗桿工作手測試表明挖掘阻力的最大應(yīng)力發(fā)生在斗桿危險截面轉(zhuǎn)彎采礦工況下計算的位置是根據(jù)下列條件決定：1.根據(jù)現(xiàn)有結(jié)果選定一個反鏟挖土機設(shè)備力分析。2.近似計算，通常采取以下兩個位置：Ⅰ計算出的位置（圖 5-1），條件如下：1）動臂位于最低（井架液壓缸完全收縮）的;2）在斗桿油缸動作杠桿臂（最大斗桿液壓缸和動臂角度的端部為 90°）;3）在鏟斗和斗桿斗齒鉸接點和在臂描述和附連到可動臂鉸接點的延伸部分;4）側(cè)齒遇到障礙物有橫向力。此時，工作力具有重量各部分（斗，斗桿和動臂），在橫向斗齒的挖掘阻力的影響的工作設(shè)備（包括切向力，力和水平力正常組件.Bucket 挖的），斗液壓缸工作力量可以通過切向阻力可取桶隔離體來克服，根據(jù)點的鉸鏈力矩平衡方程= 0 獲得(4-1))··(1267rGrPlWdd??由圖 5－1 畫圖得： ＝0.766m； ＝0.3m ；dl5＝0.423m；， ＝0.268m ；， ＝0.142m ；6r7r2r把 、 、 、 代入式 5－1 得： dl56）－ 0.142860.423.8(7.01???W求得： ＝41.718kN1動臂液壓缸的閉鎖力 由法向阻力 決定，認為工作裝置為隔離體，同時對?BP2W動臂底部鉸點 的力矩平衡方程 ＝0 求得：A?AM沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 強度校核計算20(4-2)??????????01A12 ·)G·M· rWrPWdgbB（＋式中： —動臂液壓缸的閉鎖力， ＝286kN；?B ?BP—工作裝置各部分重量對 點的力矩之和，相應(yīng)的力臂值)G·(dgbA A由 圖 5－1 確定為： ＝1.36m；， ＝1.99m ；， ＝1.1m；， ＝0.325m； ＝3.16m；， ＝2.05mbrgrdrBr1r0r；代入式 5－2 得：? ?2.54.780.8691.7362.0.5861.32 ′′′′′? －＋＋＋W＝4.15kN當(dāng)斗桿（帶斗）為隔離體，列舉出對鉸點 力矩平衡方程 ＝0，可求得斗B?BM桿液壓缸在被動狀態(tài)作用力。通常情況下，力 與其閉鎖力值（按該液壓缸閉鎖壓?gP力決定）相近。??3421)(rGlWlPgdbg ???（4－3）由做圖得知， =1.56m；， =0.46m；， =1.39m；， =0.766m；， 2lbl4rdl=0.49m；3r把 、 、 、 、 代入式 5－3 得：2lb4rdl3＝0.46[41.718(1.56+0.766)+0.86×1.39＋2.23×0.49]?gP解得： ＝45.69kN當(dāng)鏟斗邊齒遇到阻礙時，由橫向挖掘阻力 作為回轉(zhuǎn)機構(gòu)的制動器來承受，其kW最大值決定了回轉(zhuǎn)平臺的制動力矩，其值為：rMWTk?（4－4）沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 強度校核計算21式中： —橫向阻力 與回轉(zhuǎn)中心間的距離, 由 CAD 做圖得， =1.28m；rkWr—回轉(zhuǎn)平臺制動器可承受的最大力矩， ＝4925.3N·m。TMTM把 、 代入式（5－4）得： =3.848kNr k計算位置Ⅱ（圖 5－2），條件為：1) 斗桿液壓缸作用力臂最大；2) 動臂位于動臂液壓缸對鉸點 有最大作用力臂 處；AmaxBr3) 當(dāng)鏟斗的斗齒尖位于 、 兩鉸點連線的延長線上，直至鏟斗位于最大挖掘力位BC置；4) 正常工作時，即挖掘阻力對稱于鏟斗，無側(cè)向力作用。作用力的分析方法同上。切向阻力： )··(1267rGrPlWdd??法向阻力： 橫向挖掘阻力：?????????01A12 ·)·M· rWrdgbB（＋(4-5)rTk?由圖得：＝0.423m； ＝0.29m； ＝0.14m； ＝1.52m； ＝2.225m； ＝1.36m； ＝0.56r7r2rbrgrdrBr6m； ＝2.8m； ＝0.45m； =0.46m； =1.56m； =0.77m； =1.39m； =0.49m10bl2ldl43； =1.22m；r通過計算得出： ＝63.51kN； ＝6.45kN； ＝4.037kN；1W2kW上述分析斗桿作用力，便可作出斗桿的受力圖。對于計算位置Ⅰ，斗桿受力圖包括斗桿縱向力 ，斗桿外表面內(nèi)、外的彎矩 、 和剪力 、 ，以及扭矩NxMyxQy； KPM斗桿受載荷最嚴重的那一側(cè)，危險斷面為 m-m。作用在這個截面中心上載荷有：力可對斗齒取力矩平衡方程式來解得：2T沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 強度校核計算22(4-6)?????? ????0112122 )()( hTfrGlrrTdbb=2.87kN??????? 8.210)4.83.759.()4.803.759.(1.759.垂直平面內(nèi)的彎矩（y-z 平面內(nèi)）)2()(2( 02101 ClGebrWCrbhaWTMbTkkyz ????? .0759134.83374.65387. ???） －－（）＋=81.35kN)2.（＋通過斗桿中心垂直于 yz 平面的 xz 平面中的彎矩為：= =0.8kN·m (4-7))(1CrWMkxz??）－（ 4.083.07.4?沿斗桿軸向拉力為：= =39.25kN0213brTNk?2.075915.3?＋這樣斗桿危險斷面上正應(yīng)力為：= =83Mpa ??′′ ??FNWMyxzz 036.259618.20618.2035??＋ ???式中： —許用應(yīng)力，取 ＝0.85 ；????s—斗桿梁的斷面積。F斗桿還應(yīng)根據(jù)危險斷面上的內(nèi)力進行整體穩(wěn)定驗算，其應(yīng)力值為：????????myxzxyzFNWM式中： —截面對 x-x 軸、y-y 軸的抗彎斷面系數(shù)；、—斗桿梁橫斷面的毛面積；mF—中心壓桿許用應(yīng)力折減系數(shù)，可根據(jù)斗桿梁的細長比 來定。? ?按下式求出：?沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 強度校核計算23＝ = =3.34?minrl527.091上式中 用下式求出i＝ = =527minrFJin2.018?式中： —斗桿的計算長度；l—計算截面的最小回轉(zhuǎn)半徑；minr—計算截面的最小轉(zhuǎn)動慣量；iJ因此斗齒截面上的應(yīng)力：σ＝82.45Mpa≤ ???對于承受扭力的單梁方型斷面斗桿，還要計算其扭力矩：=63.51×0.4＋4.037×0.18 ＝26.13kN·m01hWaMkn??其扭曲應(yīng)力為：= =120.97Mpa ≤tan·21?03.28.16????′ 圖 4－ 1 鏟 斗 油 缸 作 用 力 分 析 圖 4－ 2 斗 桿 油 缸 作 用 力 分 析沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 設(shè)計結(jié)論24設(shè)計結(jié)論挖掘機臂由液壓缸控制，以便向液壓傳動，液壓缸和液壓泵的操作做解決它們逐個。液壓傳動原理 - 與作為工作介質(zhì)，通過密封容積變化的運動，通過石油內(nèi)部壓力傳遞動力油。1，發(fā)送功率部分 - 機械能轉(zhuǎn)換到油壓力罐（液壓）2，執(zhí)行 - 將液壓泵的輸入油壓可以帶動機械能的工作機制。3，控制部分用于控制并調(diào)節(jié)壓力，流速和流動的油的方向。4，輔助部 - 將在三個部分的前面在一起，形成一個系統(tǒng)，存儲，過濾，測量和密等液體壓力的某一卷上的任何點，等于在所有方向。這意味著，使用多個液壓缸時，每個液壓缸的速度將能按拉或推時，運動取決于速度加載所需的壓力。在承載能力在相同范圍內(nèi)的液壓缸，軸承液壓缸的最小負載為液壓缸承載的最后一步的移動首先，最大負荷。為了使液壓缸同步運動，以實現(xiàn)負載在由升式以相同的速度的任何一點，必須在系統(tǒng)控制閥或同步升式系統(tǒng)部件被使用。然而，液壓泵對液壓傳動提供其工作原理加壓液體運動是一種液壓元件帶來的泵腔容積的變化，壓縮流體可以使流體壓力。