反鏟液壓挖掘機工作機構(gòu)設(shè)計方案計算

PAGE Ｘx學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：反鏟液壓挖掘機工作機構(gòu)設(shè)計計算教學單位：機電工程系專業(yè):機械設(shè)計制造及其自動化學號：xxxxｘxxｘxxxｘ姓名：xxxｘ指導教師:王儉2011年6月PAGE29摘要液壓挖掘機的主要特點為：能大范圍的無級調(diào)速,較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,快速作用時，液壓元件產(chǎn)生的運動慣性小，加速性能好，并可作高速反轉(zhuǎn)，傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，可吸收沖擊和振動,操作省力，易實現(xiàn)自動化控制,易于實現(xiàn)標準化、系列化、通用化。本次設(shè)計的主要參數(shù)是斗容量0.2ｍ３,它屬于中小型液壓挖掘機，主要設(shè)計挖掘機的工作機構(gòu)。本次設(shè)計中，采用了履帶式行走機構(gòu),來滿足要求。上部轉(zhuǎn)臺是全回轉(zhuǎn)式，因此它可在一個更大的范圍內(nèi)工作。又因采用液壓傳動控制而使整機性能得以改善。與機械式挖掘機相比,其挖掘力提高到2~３倍,整機質(zhì)量約為５噸，挖掘力約為3０kN，最大卸載高度約為2.５ｍ，最大挖掘深度4．5m，最大挖掘半徑約為5。5m，從中可以看出整機作業(yè)能力有了很大的改進，不僅挖掘力大,且機器重量輕,傳動平穩(wěn),作業(yè)效率高,結(jié)構(gòu)緊湊。關(guān)鍵詞：反鏟液壓挖掘機工作機構(gòu)AＢSＴＲＡCＴＴhemaｉncｈarａcterｉsticsofｈyｄraｕｌicexcavaｔoraｒefｏr:ｉtiscontｉnuousｌyviａbｌeanｄtｈｅｓcopeｏfｔhesｐｅｅｄ-cｏｎtrolislａrge，ｃａnobｔａiｎａlｏwｅrｓtａｂlerｏｔatｉonａlspｅed，ｗheｎitmoveｓquickly，ｔheｈydrａuliｃpａrtｓwillpｒｏducesmａｌlｉnｅrtia，thｅfunｃtｉonoｆacｃelｅraｔiｏｎisｇoｏd，ａｎdmａymaｋetｈｅhigh—speedrｅｖeｒｓiｏn,ｔhｅtransｍissiｏnsｔeady,ｔhestruｃtureissiｍple，itmａyaｂsorbatｔａｃkｓanｄviｂｒａｔｅｓ,theｏｐerａｔｉoniseａsy，aｎdiｔｉｓeａsytorｅalizetheautoｍａt(yī)eｄｃｏntｒolaｎdｔhestａndａrdiｚａt(yī)ｉon,theseriａｌizaｔｉonandthegenerａｌiｚation.Ｔhemainparameteｒoftｈｉsdeｓｉgｎiｓascoopanditscapａcｉtyｉｓ0．2m3，iｔbelongstoｔhemｅdｉum—sｉzeｄｈyｄrauｌicexcａｖａt(yī)ｏr。Tｈepapermaｉnlｙｄesignｅdｔheexｃａvaｔｏr，workinsｔalｌmｅnt。Ｉnthedｅsign，thehyｄraｕliｃｅxcaｖａｔｏｒusｅdmaｒｃhingｗalｋedtｈｅinstallmentｔosatｉsfiedtherｅqｕeｓt．Thｅupｓidｅsｗiveltａbｌｅistheentiｒerotaｔiｏｎ,sｏiｔcanｗorｋｉnagreａt(yī)erscope.Ａnｄbecausｅoｆｕｓｉngtｈehydraulictraｎsｍｉssｉonｍakesｔhｅperformａncｅoｆeｎtiｒemachineimpｒove.Comｐaredwiththemecｈａnicalｅｘcavator，thestｒengｔhofｔhｅｈydｒauliｃｅxcａvatiｏneｎhaｎcesto2～３timｅs，ｔheweiｇhｔofｅntireｍaｃhinｅｉｓaboｕt5tons，ｔｈeｅxｃａｖatiｏnsｔrｅngtｈｉsａbout30kN,theｍａｘｉmumunloａdｉｎｇheiｇｈｔiｓaｂouｔ2．5ｍ，andtｈｅmaxｉmumdｉｇｇingdeｐthis4.５m，ｔｈelａｒｇｅstradiuseｘｃaｖaｔiｏｎiｓaboｕt5.5ｍ。Tｈuｓwｅcanseｅthｅaｂｉlｉtyoftｈemacｈiｎｅhasaｖerｙbigimｐrovemｅnt。Ｎｏtｏｎlythestrｅｎｇｔｈisbｉg，buｔaｌｓotheweiｇhtｉslight，ｔhetransｍiｓsｉoｎisstｅａdy，thewoｒkｅfficiencyishｉghａndｔhesｔｒｕｃｔureｉｓcoｍpaｃt．Ｋｅyｗoｒd:AntｉｓｈoｖｅlHｙdｒａuliｃprｅsｓuｒｅexcａvaｔorExcavａt(yī)ｉonｏrgａｎｉｚatioｎ目錄ＴO(shè)Ｃ＼o＂1－3"＼h\z\uＨＹＰERLINK\ｌ"_Toc294650４８8"摘要?PAGEREF_Tｏc294650488\hIＨＹPＥＲLINＫ\l＂_Toc29465０489"ＡBSＴRAＣT PAGＥＲEF_Toc29465０48９＼hIＩHYＰERLＩNＫ\l＂_Tｏｃ294６50４90”1緒論?PAGＥＲEF_Toc2９465０490＼h1HＹＰERLＩNK＼ｌ＂_Ｔoｃ2９4650４91＂１。１液壓挖掘機的工作特點和基本類型 PＡGEＲEＦ＿Ｔｏｃ２94６5０491＼ｈ1HYＰＥRLIＮＫ＼ｌ＂_Tｏc２9465０４92”１．１。１液壓挖掘機的特點 ＰAＧＥRＥF＿Ｔｏc2９4６５0４92\ｈ1ＨＹＰERLIＮＫ\l”_Toc29465０４９3＂1。１。2液壓挖掘機的基本類型及其主要特點?PAGEＲEF_Toｃ29465０493＼h2HＹPＥRLINK＼ｌ＂_Toc2９465049４”１.2液壓挖掘機的發(fā)展概況 ＰAGEREF_Toｃ294650494\h3ＨＹＰＥRLINK\ｌ”＿Toｃ２9４650495＂1。２.1國外液壓挖掘機的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢?PAGEREF_Ｔoc294650４95\h３HＹPＥRLＩNK\l”_Toｃ２9４65０４96"1.2。2國內(nèi)液壓挖掘機的發(fā)展概況?ＰAGEREF＿Toc29４6５04９６\h4HYＰERLIＮK＼l"_Ｔoc２94650４９7"1．３小型液壓挖掘機發(fā)展趨勢 PＡGEREＦ＿Toc294６５049７＼h4HYＰEＲＬINＫ\l＂_Ｔｏc2９4６50498＂１.4反鏟挖掘機構(gòu)的工作原理?ＰAGＥREF_Ｔoｃ2946５0498\h5HYPＥRLINK\l"＿Ｔｏc2946504９9”１．5本次設(shè)計主要內(nèi)容?PＡＧＥＲＥＦ_Toc29４6504９9\ｈ6ＨYPEＲLIＮK＼l”_Toc２９４6５０500＂2工作機構(gòu)設(shè)計分析?PＡGEREF＿Ｔoc2946５0５００\h7HＹＰEＲLＩＮＫ\l”_Ｔoc２946５０５０1”2。1工作機構(gòu)設(shè)計方案分析?ＰＡGERＥF＿Toｃ294６5０50１\h７HYPERＬIＮＫ\l”_Toc294６505０２”2。2液壓系統(tǒng)設(shè)計方案分析?PAＧEＲEＦ＿Tｏｃ294650５０2\h7HYPERＬINK＼ｌ”_Toc２9４650503＂2．２.1單斗液壓挖掘機作業(yè)過程簡介?PAGEＲＥF_Ｔoc2９４6505０3\h7HYPERＬＩNK＼ｌ”_Ｔｏｃ２94650５04"2．２。2液壓系統(tǒng)工作要求?ＰAGＥREＦ_Toc294６５０50４\ｈ8HYＰERLＩＮK＼ｌ＂_Ｔoｃ294650505＂2．２。２液壓系統(tǒng)的基本要求?PAGＥREF_Toｃ29４650505\h８ＨYPＥRＬＩＮK\l＂_Toc294６５０５06”3工作機構(gòu)的設(shè)計計算 PAGEREF_Tｏc2９４65０5０6\h10ＨYＰERLINK\ｌ”_Toc2９４６5０50７＂3。１動臂、斗桿、鏟斗結(jié)構(gòu)形式的確定 ＰAGERＥＦ＿Tｏｃ2946５0507＼ｈ10ＨYPERＬＩNK\l＂＿Tｏｃ29４６5０５0８"３．1。1動臂結(jié)構(gòu)形式的確定?PAGEREF_Ｔoc２９4６５０508\ｈ1０ＨＹPERLINK＼l＂_Toc29４650509"３．1。２斗桿結(jié)構(gòu)形式的確定?ＰAGＥＲEＦ＿Ｔoc294650５09\h10ＨYPEＲLＩNＫ\l＂＿Toｃ２9４６505１0＂３．１．3鏟斗結(jié)構(gòu)形式和斗齒的裝配?PAＧERＥF_Ｔｏｃ294650510\h11HYPEＲLＩＮK\ｌ"＿Ｔoc２946５0５1１"３．１.４鏟斗與鏟斗液壓缸的連接形式?PＡGEＲEＦ＿Tｏc２94６５05１1\h1２ＨYＰERLＩNK＼ｌ"_Toｃ2９4６5０５1２"3。2動臂、斗桿、鏟斗油缸的鉸點布置 PAGEＲＥＦ_Tｏc29４65051２\h13HYＰＥRLINＫ\l”_Tｏc29４650５1３＂3．２．1動臂油缸的布置?PAGEＲＥＦ_Toc29４６５０5１３\ｈ１3HＹPERLＩNK3．2。2斗桿油缸的布置?ＰAGEＲEF_Tｏｃ2９４6５０514＼h１4HＹPERＬINＫ３.３。1反鏟機構(gòu)總體方案的確定?PAＧEＲEＦ_Toc29４6５０５17\h15ＨYPEＲＬINK\l＂_Ｔoc294６５0５１8”３．3。2機構(gòu)幾何參數(shù)的確定?ＰAGＥＲEF_Ｔoc２９4６5０518＼h16HＹＰERLINK\l”_Tｏｃ29４650５19"3。３。3鏟斗參數(shù)的確定 PＡGＥRＥF＿Ｔoｃ２94６５0519＼h18HＹPERLINK\l”＿Ｔｏｃ2９46505２0”３。3．４動臂機構(gòu)參數(shù)的選擇?PAＧEREＦ_Tｏc2９465０5２0\ｈ21HYPERLINK\l”_Ｔoc2946５０521”3．3．５斗桿機構(gòu)參數(shù)的選擇?PＡＧＥREF＿Tｏｃ294６5０521\h２5HＹPERＬＩNK\l"_Toc２946505２2"3.３。6連桿和搖臂參數(shù)的選擇?ＰAＧＥRＥF_Tｏc29４65０5２2\h2７HＹＰERLIＮＫ＼l＂_Ｔｏc294６５0５２3”總結(jié) PAGEＲEF_Ｔoｃ2９4６５0523＼h2８ＨYPＥRＬINK\l”_Toc29４6５05２4"致謝 PＡGＥREF_Toｃ294650524\h29HYPEＲＬINＫ\ｌ”_Ｔｏc29465０525＂參考文獻?PAGEREF_Toｃ２94６5052５＼ｈ３０HYＰＥＲLIＮＫ＼ｌ”_Ｔoｃ294１６８63８＂附錄（圖）?xxxxx學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）１緒論液壓挖掘機是在機械傳動挖掘機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它的工作過程是以鏟斗的切削刃切削土壤，鏟斗裝滿后提升、回轉(zhuǎn)至卸土位置,卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。因此，液壓挖掘機是一種周期作業(yè)的土方機械。液壓挖掘機與機械傳動挖掘機一樣,在工業(yè)與民用建筑、交通運輸、水利施工、露天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應用，是各種土石方施工中不可缺少的一種重要機械設(shè)備。在建筑工程中，可用來挖掘苦坑、排水溝，拆除舊有建筑物，平整場地等。更換工作機構(gòu)后，可進行裝卸、安裝、打樁和拔除樹根等作業(yè).在水利施工中,可用來開挖水庫、運河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠,疏浚和挖深原有河道等。在鐵路、公路建設(shè)中,用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝等。在石油、電力、通信業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)及市政建設(shè)中，用來挖掘電纜溝和管道等.在露天采礦場上，可用來剝離礦石或煤,也可用來進行堆棄、裝載和鉆孔等作業(yè).在軍事工程中，或用來筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。所以，液壓挖掘機作為工程機械的一個重要品種,對于減輕工人繁重的體力勞動，提高施工機械化水平,加快施工進度，促進各項建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,都起著很大的作用。據(jù)建筑施工部門統(tǒng)計,一臺斗容量１。０ｍ3的液壓挖掘機挖掘Ⅰ~Ⅳ級土壤埋，每班生產(chǎn)率大約相當于3０0～400個工人一天的工作量。因此，大力發(fā)展液壓挖掘機,對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。１．1液壓挖掘機的工作特點和基本類型１。1．１液壓挖掘機的特點液壓挖掘機由于采用了液壓傳動機構(gòu)而使其在結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能和使用效果等方面與機械傳動的單斗挖掘機相比具有很多特點，其優(yōu)點綜合敘述如下：1.技術(shù)性能提高，工作機構(gòu)品種擴大.單斗液壓挖掘機與同級機重的機械挖掘機相比挖掘力約提高一倍，液壓挖掘機最大挖掘力可達機重的1／2，而機械挖掘機只達機重的１/4。因此在整機參數(shù)不變下，可加大鏟斗容量。提高生產(chǎn)率。抓斗可以強制切土和閉斗,使切土力和閉斗力都提高.液壓挖掘機的行走力和牽引力遠遠大于機械挖掘機，爬披能力都大為提高，還可換裝加寬履帶,使機械接地比壓大大降低(甚至〈1０kPa)。２.簡化結(jié)構(gòu)、減少易損件。采用液壓傳動后省去了機械挖掘機復雜的中間傳動零部件,簡化結(jié)構(gòu)并減少易損件。由于傳動機構(gòu)緊湊，重量減少導致轉(zhuǎn)臺、底架等結(jié)構(gòu)件的尺寸和重量都相應降低，故同級液壓挖掘機可比機械挖掘機總重量減輕３０-40％。３．傳動性能改善,工作平穩(wěn)、安全可靠。采用液壓傳動后能無級調(diào)速且調(diào)速范圍大(最高與最低速度之比可達10００:１)，能得到較低的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,液壓元件的運動慣性較小并可作高速反轉(zhuǎn)，因此在挖掘機工作中換向頻繁的情況下動作平穩(wěn)、沖擊很小,而且液壓油還能吸收部分沖擊能量減少機械的沖擊、振動。４.機構(gòu)布置合理緊湊.由于液壓傳動采用油管連接，各機構(gòu)部件之間相互位置可不受傳動關(guān)系的影響限制，布置可較靈活。５．操作簡便、靈活。液壓傳動比機械傳動操作輕便而靈活，采用先導閥后，操作桿數(shù)大為減少，主操作手柄為2個,故操作輕便司機的勞動強度大為減輕，駕駛室與機棚完全隔開，噪音減小、視野良好,振動減徑,改善了司機的工作條件。6.易實現(xiàn)“三化"、提高質(zhì)量.液壓元件易于實現(xiàn)標準化、系列化、通用化。便于組織專業(yè)化生產(chǎn),進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本.液壓挖掘機的主要缺點是：1。對液壓元件加工精度要求高，要求嚴格，制造較為困難.使用中系統(tǒng)出現(xiàn)故障,現(xiàn)場進行排除較困難,維修條件和修理調(diào)整的技術(shù)都要求較高。2.液壓油的粘度受溫度影響較大，總效率較低，同時液壓系統(tǒng)容易漏油,摻入空氣后產(chǎn)生噪音和振動,動作不穩(wěn)，并對液壓元件產(chǎn)生腐蝕作用。1.1．2液壓挖掘機的基本類型及其主要特點單斗液壓挖掘機可按用途及其主要機構(gòu)的特征進行分類。按液壓挖掘機主要用途及工作機構(gòu)的不同分為通用型和專用型兩種.中小型挖掘機大多數(shù)為通用型，以挖掘土攘容重18００0N，1m3為標準反鏟斗的主要機構(gòu)外，還配有道于挖掘各種輕重土質(zhì)和挖掘幅度的反鏟、正鏟、抓斗、起重等多種機構(gòu)而大型液壓挖掘機則以礦用正鏟為主要機構(gòu)外，一般亦配有挖掘輕重土、各種挖掘幅度的正、反鏟等機構(gòu)。主要用于礦山采掘和裝載、稱采礦或礦用型。按工作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)不同分為鉸接式和伸縮臂式挖掘機，常用者均為鉸接式，伸縮臂式挖掘機因可用于平整清理場地等作業(yè)，所以有挖掘平地機之稱.按行走機構(gòu)的不同，液壓挖掘機分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式及拖式等種。履帶式因有良好通過性能應用最廣,對松軟地面或沼澤地帶還可采用加寬、加長以及浮式履帶來降低接地比應。輪式挖掘機具有行走速度快，機動性好、可在城市道路邊行，故近年來在中小型挖掘機中發(fā)展較快。汽車式、懸掛式是以汽車及拖拉機為基礎(chǔ)機械裝設(shè)挖掘或裝載工作機構(gòu)的小型挖掘機。適用于城建小量土方工程及農(nóng)村建筑。拖式則沒有行走驅(qū)動機構(gòu),轉(zhuǎn)移時由牽引車牽引，主要優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單、成本低。按回轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)角的不同，液壓挖掘機有全回轉(zhuǎn)和半回轉(zhuǎn)兩類。大部分液壓挖掘機是全回轉(zhuǎn)式的，小型液壓挖掘機如懸掛式等工作機構(gòu)僅能作1800左右的回轉(zhuǎn),為半回轉(zhuǎn)式.液壓挖掘機按主要機構(gòu)是否全部采用液壓傳動又分為全液壓式與半液壓式兩種。兩者區(qū)別在于半液壓傳動挖掘機的行走機構(gòu)采用機械傳動,少數(shù)挖掘機僅工作機構(gòu)采用液壓傳動,如大裂礦用挖掘機等.目前國產(chǎn)輪胎式液壓挖掘機多采用半壓式.１。２液壓挖掘機的發(fā)展概況1.２。1國外液壓挖掘機的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢第一臺手動挖掘機問世至今已有13０多年的歷史，期間經(jīng)歷了由蒸汽驅(qū)動半回轉(zhuǎn)挖掘機到電力驅(qū)動和內(nèi)燃機驅(qū)動全回轉(zhuǎn)挖掘機、應用機電液一體化技術(shù)的全自動液壓挖掘機的逐步發(fā)展過程。由于液壓技術(shù)的應用，20世紀40年代有了在拖拉機上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機,20世紀5０年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機和履帶式全液壓挖掘機.初期試制的液壓挖掘機是采用飛機和機床的液壓技術(shù)，缺少適用于挖掘機各種工況的液壓元件，制造質(zhì)量不夠穩(wěn)定，配套件也不齊全。從２0世紀6０年代起,液壓挖掘機進入推廣和蓬勃發(fā)展階段,各國挖掘機制造廠和品種增加很快，產(chǎn)量猛增。從２０世紀后期開始，國際上挖掘機的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動化的方向發(fā)展。1.2。２國內(nèi)液壓挖掘機的發(fā)展概況我國的挖掘機生產(chǎn)起步較晚，從１954年撫順挖掘機廠生產(chǎn)第一臺斗容量為１ｍ3的機械式單斗挖掘機至今，大體上經(jīng)歷了測繪仿制、自主研制開發(fā)和發(fā)展提高等三個階段。新中國成立初期，以測繪仿制前蘇聯(lián)20世紀3０～40年代的Ｗ5０１、Ｗ５02、W1０01、W100２等型機械式單斗挖掘機為主，開始了我國的挖掘機生產(chǎn)歷史.由于當時國家經(jīng)濟建設(shè)的需要，先后建立起十多家挖掘機生產(chǎn)廠。到２0世紀8０年代末,我國挖掘機生產(chǎn)廠已有3０多家,生產(chǎn)機型達40余種。中、小型液壓挖掘機已形成系列，斗容有0．1～2.5m３等１2個等級、２０多種型號,還生產(chǎn)０。5—4m３以及大型礦用１0m３、１2ｍ3機械傳動單斗挖掘機,1m3隧道挖掘機，4ｍ3長臂挖掘機,100０m３/h的排土機等，還開發(fā)了斗容量０。25ｍ３的船用液壓挖掘機，斗容量0。4ｍ3、０．6ｍ3、0．8m3的水陸兩用挖掘機等。業(yè)內(nèi)人士指出,我國單斗液壓挖掘機應向全液壓方向發(fā)展;斗容量宜控制在0．１～１５m３;而對于大型及多斗挖掘機，由于液壓元件的制造、裝配精度要求高，施工現(xiàn)場維修條件差等，則仍以機械式為主。應著手研究、運用電液控制技術(shù)，以實現(xiàn)液壓挖掘機操作的自動化。1.３小型液壓挖掘機發(fā)展趨勢小型挖掘機的技術(shù)發(fā)展順應全球多樣化施工現(xiàn)場的需求，經(jīng)歷了三十多年的歷史演變過程,經(jīng)歷不斷的改進,在技術(shù)性能，作業(yè)功能，作業(yè)效率,安全,環(huán)保，節(jié)能和維護保養(yǎng)等方面有了大幅度提高,形成了比較一致的技術(shù)標準和作業(yè)規(guī)范。主要體現(xiàn)在一下幾個方面:1.無尾回轉(zhuǎn)和動臂偏轉(zhuǎn)技術(shù)作為小挖基本概念的動臂偏轉(zhuǎn)和無尾回轉(zhuǎn)功能與２０世紀9０年代中后期面向世界推出,無尾回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的應用,使其在狹窄的地帶作業(yè)時無需擔心尾部的碰撞。其設(shè)計難點在于回轉(zhuǎn)平臺的總體布置,以及整機穩(wěn)定性的解決.2.新型液壓控制技術(shù)新型液壓控制技術(shù)具有作業(yè)效率高，操作性能好，具有良好經(jīng)濟性和環(huán)境適應性,可進行高效率，強有力的作業(yè)。新的液壓系統(tǒng)不受負荷大小的影響,完全根據(jù)操作桿的幅度分配所需液壓油的流量,完全柑橘操作人員的意圖輕松完成作業(yè)。３.安全性能設(shè)備的安全性能給操作者提供安心作業(yè)的環(huán)境，提高操作人員的安全性.小型挖掘機的安全性主要體現(xiàn)在駕駛室的設(shè)計上，在駕駛室的使用中,應滿足一下性能要求:可滿足必須的能量吸收；可滿足必須的抗載荷；成員安全區(qū)域足夠大。４。環(huán)保技術(shù)主要體現(xiàn)在高功率，低油耗,清潔排放發(fā)動機的應用上。新型發(fā)動機同時降低了震動和噪聲,有易于環(huán)境保護和操作人員的健康。5.人機工程技術(shù)司機室符合人機工程徐原理,內(nèi)部寬敞,造型美觀,操作方便，省力，儀表顯示直觀準確,能給駕駛員提供一種舒適的操作環(huán)境,充分減輕駕駛員的疲勞。1．４反鏟挖掘機構(gòu)的工作原理反鏟工作機構(gòu)是液壓挖掘機的一種主要工作機構(gòu)，如圖1-1所示液壓反鏟工作機構(gòu)一般由動臂1、動臂液壓缸２、斗桿液壓缸3、斗桿4、鏟斗液壓缸5、鏟斗6、連桿7和搖桿8等組成。其構(gòu)造特點是各構(gòu)件之間全部采用鉸接連接，并通過改變各液壓缸行程來實現(xiàn)挖掘過程中的各種動作.動臂1的下鉸點與回轉(zhuǎn)平臺鉸接,并以動臂液壓缸2來支承動臂，通過改變動臂液壓缸的行程即可改變動臂傾角,實現(xiàn)動臂的升降。斗桿4鉸接于動臂的上端,可繞鉸點轉(zhuǎn)動，斗桿與動臂的相對轉(zhuǎn)角由鏟斗液壓缸5控制，當斗桿液壓缸伸縮時，斗桿即可繞動臂上鉸點轉(zhuǎn)動.鏟斗６則鉸接于斗桿4的末端,通過鏟斗液壓缸5的伸縮來使鏟斗繞鉸點轉(zhuǎn)動。為了增大鏟斗的轉(zhuǎn)角，鏟斗液壓缸一般通過連桿機構(gòu)(即連桿7和搖桿８)與鏟斗連接.液壓挖掘機反鏟工作機構(gòu)主要用于挖掘停機面以下的土壤，如挖掘溝壕、基坑等，其挖掘軌跡取決于各液壓缸的運動及其組合。反鏟液壓挖掘機的工作過程為，先下放動臂至挖掘位置，然后轉(zhuǎn)動斗桿及鏟斗，當挖掘至裝滿鏟斗時，提升動臂使鏟斗離開土壤，邊提升邊回轉(zhuǎn)至卸載位置,轉(zhuǎn)斗卸出土壤,然后再回轉(zhuǎn)至工作機構(gòu)開始下一次作業(yè)循環(huán)。動臂液壓缸主要用于調(diào)整工作機構(gòu)的挖掘位置，一般不單獨直接挖掘土壤;斗桿挖掘可獲得較大的挖掘行程,但挖掘力小一些.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，因此挖掘機的最大挖掘力一般由轉(zhuǎn)斗液壓缸實現(xiàn)的。由于挖掘力大且挖掘行程短，因此轉(zhuǎn)斗挖掘可用于清除障礙或提高生產(chǎn)率。在實際工作中,熟練的液壓挖掘機人員可根據(jù)實際情況，合理操作各個液壓缸,往往是各液壓缸聯(lián)合工作，實現(xiàn)最有效的挖掘作業(yè)。例如，挖掘基坑時由于挖掘深度較大,并要求有較陡而平整的基坑壁,則采用動臂和斗桿同時工作;當挖掘基坑底時，挖掘行程將結(jié)束，為加速裝滿鏟斗,或挖掘過程中調(diào)整切削角時,則需要鏟斗液壓缸和斗桿液壓缸同時工作。圖１－１整體式彎動臂1。5本次設(shè)計主要內(nèi)容本次設(shè)計斗容量為0．２m3,全液壓履帶式挖掘機,由于履帶式液壓挖掘機因有良好通過性能應用最廣,對松軟地面或沼澤地帶還可采用加寬、加長以及浮式履帶來降低接地比壓。見表1－1。表1—１本次設(shè)計的挖掘機主要參數(shù)鏟斗容量最大挖掘深度最大挖掘半徑最大挖掘高度最大挖掘力整機質(zhì)量0.20（）4．５０（m)5.５0(m）2.50(m）３0。0（KＮ)約5噸?2工作機構(gòu)設(shè)計分析2。1工作機構(gòu)設(shè)計方案分析設(shè)計合理的工作機構(gòu)應能滿足下列要求:①主要工作尺寸及作業(yè)范圍能滿足要求,在設(shè)計通用反鏟機構(gòu)時要考慮與同類型、同等級機器相比的先進性?？紤]國家標準的規(guī)定，并注意到結(jié)構(gòu)參數(shù)受結(jié)構(gòu)碰撞限制等的可能性。②整機挖掘力的大小及其分布情況應滿足使用要求,并具有一定的先進性。③功率利用情況盡可能好，理論工作時間盡可能短.④確定鉸點布置，結(jié)構(gòu)型式和截面尺寸形狀時盡可能使受力狀態(tài)有利,在保證強度、剛度和連接剛性的條件意分清主次，在滿足使用要求的前提下力求替換構(gòu)件種類少，結(jié)構(gòu)簡單，換裝方便。⑥運輸或停放時工作機構(gòu)應有合理的姿態(tài)，使運輸尺寸小，行駛穩(wěn)定性好，保證安全可靠,并盡可能使液壓下盡量減輕結(jié)構(gòu)自重。⑤作業(yè)條件復雜，使用情況多變時應考慮工作機構(gòu)的通用性.采用變鉸點構(gòu)件或配套構(gòu)件時要注缸卸載或減載。⑦工作機構(gòu)液壓缸設(shè)計應考慮三化。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工作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式和布置使于裝拆和維修,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.2.２液壓系統(tǒng)設(shè)計方案分析按照挖掘機各個機構(gòu)和機構(gòu)的傳動要求,把各種液壓元件用管路有機連接起來的組合體叫做挖掘機的液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的功能是把發(fā)動機的機械能以油液為介質(zhì)，利用液壓泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗苓M行傳送，然后通過液壓缸和液壓馬達等執(zhí)行元件轉(zhuǎn)返為機械能，實現(xiàn)各種動作。２。2。1單斗液壓挖掘機作業(yè)過程簡介液壓挖掘機的作業(yè)過程包括下列幾個間歇動作：動臂升降、斗桿收放、鏟斗裝載、轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)、整機行走,以及其它輔助動作，除輔助動作不需要功率驅(qū)動外，其它都是挖掘機的主要動作，要考慮全功率驅(qū)動。由于挖掘機的作業(yè)對象和工作條件變化較大，主機的工作有兩項特殊要求：①實現(xiàn)各種主要動作時，阻力與作業(yè)速度隨時變化。因此，要求液壓缸和液壓馬達的壓力和流量也能相應變化.②為了充分利用發(fā)動機功率和縮短作業(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行，叫做復合動作,這兩項要求需要由液壓系統(tǒng)來保證.2.2。2液壓系統(tǒng)工作要求液壓挖掘機的動作復雜，機構(gòu)經(jīng)常啟動、制動、換向,負載變化大,沖擊和振動頻繁，而且野外施工作業(yè)，溫度變化和地理條件差別大，因此，應根據(jù)液壓挖掘機的工作特點和環(huán)境特點,對其液壓系統(tǒng)提出一些有別于其他應用的基本要求。液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)應滿足的作業(yè)動作要求如下。①保證液壓挖掘機動臂、斗桿和鏟斗可以各自單獨動作，也可以相互配合實現(xiàn)復合動作。②保證工作機構(gòu)的動作與回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)動作既能單獨動作,又能作復合動作，以提高液壓挖掘機的作業(yè)效率。③履帶式液壓挖掘機的左、右履帶應能分別驅(qū)動，使挖掘機行走轉(zhuǎn)彎方便靈活,并能實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，以提高挖掘機的機動性.④保證液壓挖掘機工作安全可靠,對各機構(gòu)及液壓執(zhí)行元件應具有完善的安全保護措施。例如，對回轉(zhuǎn)機構(gòu)和行走機構(gòu)有可靠的制動和限速;防止動臂因自重而下降過快；防止機器下坡行駛時超速溜坡等。2．２.2液壓系統(tǒng)的基本要求根據(jù)液壓挖掘機的作業(yè)動作和環(huán)境特點，對液壓系統(tǒng)提出如下要求。①液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)應具有較高效率，以充分發(fā)動機的動力性和燃油經(jīng)濟性.②液壓系統(tǒng)和液壓元件在大負載和劇烈振動沖擊作用下,應具有足夠的可靠性.③選擇輕便、適用、耐振的冷卻散熱系統(tǒng),減少系統(tǒng)總發(fā)熱量,使液壓系統(tǒng)工作溫度及溫升在規(guī)定范圍內(nèi).④由于液壓挖掘機作業(yè)現(xiàn)場塵土多，液壓油被污染，因此液壓稭密封性能要好，整個液壓系統(tǒng)要設(shè)置濾油器和防塵機構(gòu)。⑤在必要時采用液壓先導或電液伺服操作機構(gòu)，提高液壓挖掘機操作的舒適性，減輕操作人員的勞動強度。⑥在液壓系統(tǒng)中采用先進的自動控制技術(shù)，提高液壓挖掘機的技術(shù)性能指標，使液壓挖掘機具有節(jié)能、高效和自動適應負載變化的特點。3工作機構(gòu)的設(shè)計計算3.1動臂、斗桿、鏟斗結(jié)構(gòu)形式的確定3。1。1動臂結(jié)構(gòu)形式的確定動臂是反鏟工作機構(gòu)的主要部件,斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往取決與動臂的機構(gòu)形式。目前采用得多的是整體式動臂,組合式動臂用在作業(yè)工況復雜、多變的場合,現(xiàn)一般作為特殊配置。如圖3－１、3-2所示。整體式動臂的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,輕巧,質(zhì)量輕而剛度大.其缺點是更換的工作機構(gòu)少，通用性較差。多用于長期作業(yè)條件相似的挖掘機上。整體式動臂又可分為直動臂和彎動臂兩種。其中的直動臂結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、制造方便，主要用于懸掛式液壓挖掘機，但它不能使挖掘機獲得較大的挖掘深度，不適用于通用挖掘機；彎動臂是目前應用最廣泛的結(jié)構(gòu)型式,與同長度的直動臂相比,可以使挖掘機有較大的挖掘深度，但降低了卸土高度，這正符合挖掘機反鏟作業(yè)的要求。經(jīng)比較，選擇整體彎動臂.圖３－1整體直動臂圖3－2整體彎動臂3.1。2斗桿結(jié)構(gòu)形式的確定斗桿也有整體式和組合式兩種，大多挖掘機都采用整體式斗桿，當需要調(diào)節(jié)斗桿長度或杠桿比時采用更換斗桿的辦法,或者在斗桿上設(shè)計2－４個可供調(diào)節(jié)的孔.經(jīng)比較,選擇整體式斗桿。如圖3－３、３－4所示圖３－3整體式斗桿圖３－4組合式斗桿３。1。3鏟斗結(jié)構(gòu)形式和斗齒的裝配基本要求1)鏟斗的縱向剖面形狀應適應挖掘過程各種物料在斗中運動規(guī)律，有利于物料的流動，使裝土阻力最小，有利于將鏟斗充滿。2)裝設(shè)斗齒，以增大鏟斗對挖掘物料的線比壓，斗齒及斗形參數(shù)具有較小的單位切削阻力,便于切入及破碎土壤.斗齒應耐磨、易于更換。3）為使裝進鏟斗的物料不易掉出,斗寬與物料直徑之比應大于4：1.4）物料易于卸凈，縮短卸載時間，并提高鏟斗有效容積。反鏟用的鏟斗形狀、尺寸與其作業(yè)對象有很大關(guān)系.為了滿足各種挖掘作業(yè)的需要,在同一臺挖掘機上可配以多種結(jié)構(gòu)型式的鏟斗,圖3—5、圖3－6分別為反鏟用鏟斗的基本形式和常用形式。鏟斗的斗齒采用裝配式，其形式有橡膠卡銷式和螺栓連接式,如圖3－7所示,經(jīng)比較,選擇a安裝形式圖3-5反鏟用鏟斗基本形式圖3-６反鏟用鏟斗常用結(jié)構(gòu)圖３—7斗齒安裝形式3。1．4鏟斗與鏟斗液壓缸的連接形式鏟斗與液壓缸連接的結(jié)構(gòu)型式有四連桿機構(gòu)和六連桿機構(gòu),如圖3—8所示。其中的四連桿機構(gòu)方式是鏟斗直接鉸接于液壓缸，使鏟斗轉(zhuǎn)角較小，工作力矩變化較大；六連桿機構(gòu)連接方式的特點是,在液壓缸活塞桿行程相同條件下,鏟斗可獲得較大轉(zhuǎn)角,并改善機構(gòu)的傳動特性。圖3—８a為直接連接,鏟斗、斗桿與鏟斗液壓缸組成四連桿機構(gòu).圖3—8ｂ中鏟斗液壓缸通過搖抨１和連桿２與鏟斗相連，與斗桿組成六連桿機構(gòu)。圖3-8ｄ與圖3-8b類似,區(qū)別在于前者液壓缸與活塞桿端鉸接于搖桿兩端之間．經(jīng)比較：選用b結(jié)構(gòu)。雖然．六連抨中方式ｂ和ｄ在液壓缸行程相同時，后者能得到更大的鏟斗轉(zhuǎn)角,但其鏟斗挖掘力的平均值較小。鏟斗液壓缸一般都只有一個，因為傳動比小,單油缸作用力足以保證斗齒所需作用力.圖3-8鏟斗的連接形式3。２動臂、斗桿、鏟斗油缸的鉸點布置３.2.1動臂油缸的布置動臂液壓缸的連接,一般有兩種布置方褒.第一種如圖3—9ａ和b所示,動臂液壓缸裝于動臂的前下方，動臂下支承點（即與轉(zhuǎn)臺的鉸點>可以設(shè)在轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)中心之前。，并稍高于轉(zhuǎn)臺平面，也可以設(shè)置在轉(zhuǎn)臺之后,改善受力狀況。a圖中，鉸點設(shè)在動臂箱體下方的凸緣上,ｂ圖中，設(shè)在動臂箱體中間，鉸點布置a不削弱動臂結(jié)構(gòu)強度，但影響動臂下降幅度，ｂ則與之相反,但對動臂雙液壓缸則較合適。C和ｄ動臂、動臂液壓缸位于動臂的上方或后方,有的稱之為“懸掛式液壓缸”.由此,選定方案ａ為動臂油缸的布置方案。圖3—９動臂油缸的布置３。2．２斗桿油缸的布置確定斗桿油缸鉸點、行程及斗桿力臂比時應該考慮下列因素。①保證斗桿油缸產(chǎn)生足夠的斗齒挖掘力。即油缸從最短長度開始推伸時和油缸最大伸出時產(chǎn)生的斗齒挖掘力應該大于正常挖掘阻力。油缸全伸時的偷稅漏稅力矩應該足以支承滿載鏟斗和斗桿靜止不動.油缸力臂最大時產(chǎn)生的最大斗齒挖掘力應大于要求克服的最大挖掘范圍可以取得越小一些。②保證斗桿的擺角范圍。斗桿擺角范圍一般取１0０°～1３0°。在斗桿油缸和轉(zhuǎn)斗油缸同時伸出最長時，鏟斗前壁和動臂之間的距離應大于１０cｍ。一般來說,斗桿越長，則其擺角范圍可以取得越小一些。鉸點位置的確定需要反復進行.在計算中初定鉸點位置,如不夠合理,應進行適當修改.反鏟斗桿油缸的布置如圖3－10所示。圖3-10斗桿油缸的布置3．2.3鏟斗油缸的布置確定鏟斗油缸鉸點應考慮以下因素。①保證轉(zhuǎn)斗挖掘時產(chǎn)生足夠大的斗齒挖掘力,即在鏟斗油缸全行程中產(chǎn)生的斗齒挖掘力應大于正常工作情況下的挖掘阻力。當鏟斗油缸作用力臂最大時，所產(chǎn)生的最大斗齒挖掘應能使?jié)M載鏟斗靜止不動②保證鏟斗的擺角范圍。鏟斗的擺角范圍一般?。?0°~16０°，在特殊作業(yè)時可以大于180°，擺角位置可以按圖３—12布置.當鏟斗油缸全縮時，鏟斗與斗桿軸線夾角(在軸線上方）應大于10°,常取1５°～25°,鏟斗油缸全伸、鏟斗滿載回轉(zhuǎn)時，應使土壤不從斗中撒落。③鏟斗從位置Ⅰ到位置Ⅱ時（圖3－11），鏟斗油缸作用力臂最大，這里能得到斗齒最大切削角度的1／2左右，即當鏟斗挖掘深度最大時,正好斗齒挖掘力也最大。實際上鏟斗的切削轉(zhuǎn)角是可變的.在許多情況下,特別是進行復合動作挖掘時,鏟斗的切削轉(zhuǎn)角一般都小于100°,而且鏟斗也不一定都在初始位置Ⅰ開始挖掘.因此,目前一般取位置Ⅰ至位置Ⅱ的轉(zhuǎn)角為3０°～50°，在這個角度范圍內(nèi)可以照顧到鏟斗在挖掘過程中能較好地適應挖掘阻力的變化，又可以使鏟斗在開始挖掘時就有一定的挖掘力圖3-１１鏟斗擺角范圍３。3動臂、斗桿、鏟斗機構(gòu)參數(shù)的選擇3。３．1反鏟機構(gòu)總體方案的確定反鏟方案選擇的主要依據(jù)是設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的使用要求,據(jù)以決定工作機構(gòu)是通用或是專用的。以反鏟為主的通用機構(gòu)應保證反鏟使用要求，并照顧到其它機構(gòu)的性能.專用機構(gòu)應根據(jù)作業(yè)條件決定結(jié)構(gòu)方案,在滿足主要作業(yè)條件要求的同時照顧其它條件下性能。反鏟機構(gòu)總體方案的選擇包括以下方面：１．動臂及動臂液壓缸的布置確定用組合式或整體式動臂,以及組合式動臂的組合方式或整體式動臂的形狀.確定動臂液壓缸的布置為懸掛式或是下置式。前面已確定采用整體式動臂，動臂液壓缸的布置為下置式.２。斗桿及斗桿液壓缸的布置確定用整體式或組合式斗桿，以及組合式斗桿的組合方式或整體式斗桿是否采用變鉸點調(diào)節(jié)。前面已確定采用整體式桿。3．確定動臂與斗桿的長度比,即特性參數(shù)＝。對于一定的工作尺寸而言,動臂與斗桿之間的長度比可在很大內(nèi)選擇。一般當＞2時，(有反鏟取>３)稱為長動臂短斗桿方案，當<1.５葉屬于短動臂長斗桿方案。在１。5~２之間稱為中間比例方案。要求適用性較強而又無配套替換構(gòu)件或可調(diào)結(jié)構(gòu)的反鏟常取中間比例方案.相反，當用配套替換構(gòu)件或可調(diào)連接適應不同作業(yè)條件時，不同的配置或鉸點連接情況可組成各種比例方案.在使用條件單一,作業(yè)對象明確的條件下采用整體式動臂和斗桿固定鉸接，值由作業(yè)條件確定.從作業(yè)范圍看，在挖高、挖深與挖掘半徑均相同的條件下，愈大作業(yè)范圍愈窄，從挖掘方式看大宜用于斗桿挖掘為主,因其剛度較易保證。而值小宜用于以轉(zhuǎn)斗挖掘為主。本設(shè)計采用中間比例方案，取＝1。8。4．確定配套鏟斗的種類、斗容量及其主參數(shù),并考慮鏟斗連桿機構(gòu)傳動比是否需要調(diào)節(jié)。５．根據(jù)液壓缸系統(tǒng)壓力、流量、系統(tǒng)回路供油方式、工廠制造條件和三化要求等確定各液壓缸缸數(shù)、缸徑、全伸長度與全縮長度之比?？紤]到結(jié)構(gòu)尺寸、運動余量、穩(wěn)定性和構(gòu)件運動幅度等因素一般?。?．6～１.7,個別情況下因動臂擺角和鉸點布置要求可以取≤1．７5,而取=1．6～1.７，＝１.６~１。7。3.3．2機構(gòu)幾何參數(shù)的確定機構(gòu)自身幾何參數(shù)有三類，第一類是決定機構(gòu)運動特性的必要參數(shù),稱原始參數(shù)，本次設(shè)計主要選擇長度參數(shù)作為原始參數(shù)；第二類是由第一類參數(shù)推算出來的參數(shù),稱推導參數(shù),多為運算中需要的角度參數(shù);第三類是作方案分析比較所需要的其它特性參數(shù)。反鏟機構(gòu)自身幾何參數(shù)的計算圖式及有關(guān)符號于圖3—12所示。反鏟機構(gòu)各部分原始參數(shù)、推導參數(shù)和部分特性參數(shù)見表3-1所示。圖３—12反鏟機構(gòu)幾何參數(shù)的計算簡圖表3－1反鏟機構(gòu)幾何參數(shù)表參數(shù)分類機構(gòu)組成鏟斗斗桿動臂機體符號意義原始參數(shù)l３=QＶ,l12=MHｌ13＝MN,l１4=HNｌ24=ＱK，l25＝KＶｌ２9=ＫHl2＝FＱ，ｌ９＝ＥFｌ1０＝FＧ，l１1＝ＥGl15=ＧＮ,l16=ＦＮl２１=NQｌ1=CF，l6=CＤl７=CB,l８=DＦl２2=BFl4=CP，l5=CAl1７=CＩ，l１9=ＣTｌ3０＝CＳ,l3８=JTl39=ＪI推導參數(shù)α9=∠NＭHα１０=∠KQVα４=∠EFGα5=∠ＧＮＦα6=∠GＦNα7＝∠ＮQFα8＝∠NFＱα2=∠ＢＣFα3=∠DＦCα11=∠CAPα9=∠TＣP特性參數(shù)Ｋ2＝，l3K2＝，l3K２＝，l３α1＝∠CZＦσ=α11Ｋ1=備注ｌ-斗桿長ｌ1—動臂長α1—動臂彎角懸掛式α1１=∠ACＵ各液壓缸運動參數(shù)的意義見表3-2３。3。３鏟斗參數(shù)的確定a。鏟斗主要參數(shù)的選擇斗容量、平均斗寬，轉(zhuǎn)斗挖掘半徑和轉(zhuǎn)斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角（這里令=）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(圖３－1３）。=(３－1)其中:—0。2m其中：＝0．2m3（已知），鏟斗斗容量；—鏟斗挖掘半徑，單位ｍ；-鏟斗斗寬,根據(jù)反鏟斗平均斗寬統(tǒng)計值和推薦范圍，查表，取=0.7５m；—鏟斗挖掘裝滿轉(zhuǎn)角，一般取=90°～１００°,?。剑?°=１.6５8rａｄ把、、代入式（3—1)得:０.2=××0．７5×（1。6５８－ｓin95°）×解得：=0.80３ｍ圖3-１3鏟斗主要參數(shù)示意圖鏟斗上兩個鉸點與的間距（圖3-１2）太大將影響鏟斗傳動特性，太小則影響鏟斗結(jié)構(gòu)剛度，一般取特性＝＝0.3~0．3８，?。?．34＝=＝０.３4，＝０。８03m,得出=0．2７3ｍ。當轉(zhuǎn)角較大時取較小值，取=95°～115°,取=105°。表３—2鏟工作液壓缸運動參數(shù)表液壓缸種類參數(shù)意義特性參數(shù)參數(shù)符號動臂液壓缸λ=斗桿液壓缸λ＝鏟斗液壓缸λ＝b。斗形尺寸計算根據(jù)鏟斗主要參數(shù)可進一步設(shè)計計算斗形其尺寸,如圖3—1４所示。圖中三角形為等腰三角形，段為直線,弧段為拋物線。點至直線的距離為，拋物線定點高度為，一般?。?。斗尖角取值范圍一般為20°～30°，斗側(cè)壁角為取30°~50°，包角取108°.常見鏟斗斗形參數(shù)參考表3-1。改變?nèi)切蔚男螤羁梢垣@得不同的形狀的斗形.斗形尺寸根據(jù)比擬法=0.75m(已知）、=０．803ｍ(已知）,得出：=0。294m；＝0．５３4m；=0。8７；＝0．７324ｍ；=０.０7０6m；＝４0°;=23°；=1０8°=＝0。５6m。圖3-1４反鏟鏟斗計算尺寸c.初選斗齒的幾何形狀鏟斗的幾何形狀應對挖掘比阻力達到最小值。鏟斗及切削時的主要參數(shù)，如圖3-１5所示，圖中鏟斗容量q、長度L、寬度Ｂ、高度H、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。斗齒在鏟斗上的布置（齒寬和齒距)也是一個重要參數(shù)為使斗側(cè)壁不參與切削,鏟斗應裝有側(cè)齒。一般齒寬=0．１1=0。１1×=０．064m；齒長＝0.26＝０.26×=0．1５2m；斗前臂與切削面的間隙?。?．7=0．0４48m又由于鏟斗寬度B=０。７５m，齒寬與齒距之和為０．０６4+0。18=0。24＝=3.07因此鏟斗裝有3個齒。另外齒尖應保持銳利,否則挖掘阻力將急劇增加.新鑄（或鍛）的齒只有一個小的圓弧尖連續(xù)工作后,齒尖將逐漸磨損,并變鈍。通常,挖掘Ⅱ～Ⅲ級土壤,齒尖顯著磨鈍后，挖掘阻用將增加50～10０％.因此，為避免這種超載挖掘，應及時更換或在齒刃口上堆焊硬質(zhì)合金層。斗齒做成楔入式或組合式,以便快速更換和修補。切削角對切削阻力影響也很大.通常,挖Ⅰ～Ⅲ級土時,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°，后角不應小于5°，刃角取2５°。圖３—１5鏟斗的基本參數(shù)３。３.4動臂機構(gòu)參數(shù)的選擇由于鏟斗容量=0.2m３，根據(jù)國內(nèi)外液壓挖掘機有關(guān)設(shè)計標準,通過類比法，選出參數(shù)機重=５噸。又根據(jù)經(jīng)驗公式計算法，機體尺寸和工作尺寸經(jīng)驗系數(shù)：＝m得出:最大挖掘半徑—=3．35×=5．728m;最大挖掘深度-＝３。05×=４。505m；最大卸載高度—＝1．55×＝2．６5m；據(jù)統(tǒng)計，最大挖掘半徑值一般與＋+的和值很接近。因此由要求，已定的和可按下列經(jīng)驗公式初選、：＝(3—2）=K其中:＝5.７2８ｍ；=1.８；經(jīng)計算得出：＝１。7５９m；==1。8×１．759＝3.１６6m在三角形CZＦ中,、和都可以根據(jù)經(jīng)驗初選出：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,但太小對結(jié)構(gòu)的強度不利,一般取120°~1４0°，取＝1４0°;-前面已算出為3。１6６ｍ;-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,初步設(shè)計?。?。1～1。３，?。?。2；因此根據(jù)公式：可以算出、、l＝l＝Kl（３－3）α＝∠ＺCF＝arｃcｏｓ（）經(jīng)計算得出：ZC＝=1.52９ｍ；ZＦ=＝1．834m;＝１７。9°如圖3—1６所示.動臂液壓缸全伸與全縮時的力臂比Ｋ4按不同情況選取，專用反鏟可?。?。8;以反鏟為主的通用機，=０.8~1．1;斗容量１ｍ3左右的通用機，則可取=1.本設(shè)計中取=１.的取值對特性參數(shù)、最大挖掘深度和最大挖高有影響。加大會使減小或使增大，這下符合反鏟作業(yè)要求，因此基本用作反鏟的小型機取＞60°。本設(shè)計中取＝７0°。斗桿液壓缸全縮時=最大（圖3—１2）,常選（)=160°~18０°.本設(shè)計中取（）=1７0°。取決于液壓缸布置形式,(圖3—16），動臂液壓缸結(jié)構(gòu)中這一夾角較小,可能為零。動臂單液壓缸在動臂上的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３－１7得最大卸載高度的表達式為(3—4）由圖3－１8得最大挖掘深度絕對值的表達式為（3－5)將這兩式相加,消去,并令=+，=+—，得到:+－［-—A）］+［－1]=０（3—6）又特性參數(shù)：=(３-７)因此==)(３-8）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)驗公式計算法求出,經(jīng)計算得出：＝29.6°；＝７３。５°最后由式(3—5）求為==０。638m（3－９）(其中:=3.166ｍ;=１．７59ｍ;=97.1°；由于履帶總高=0.3２·＝０。547，近似取＝0.６5ｍ）然后,解下面的聯(lián)立方程，可求σ和ρ：＝aｒcｏｓ(）＝arc（)＝arcoｓ()=arc（)（3—10)于是：＝=λx（3—1１）=σ·經(jīng)計算得出：＝１．63；＝0。67;=０。9５2m；=1.5２m；＝１。61m得到的結(jié)果符合下列幾何條件:＋=2.３6≥;｜—︳＝０．96≤１圖３-16動臂實際尺寸圖3－１7最大卸載高度時動臂機構(gòu)計算簡圖圖３－１８最大挖掘深度時動臂機構(gòu)計算簡圖3.3．5斗桿機構(gòu)參數(shù)的選擇第一步計算斗桿挖掘阻力：斗桿挖掘過程中，切削行程較長，切土厚度在挖掘過程中視為常數(shù)，一般取斗桿在挖掘過程中總轉(zhuǎn)角=5０°～80°,取＝６5°,在這轉(zhuǎn)角過程中，鏟斗被裝滿,這時半齒的實際行程為:其中:—斗桿挖掘時的切削半徑，；?。?１。759+０。803=2.5６２ｍ斗桿挖掘時的切土厚度可按下式計算：＝斗桿挖掘阻力為：（３－1２)式中—挖掘比阻力,由表查得，＝20(Ⅲ級土壤以下)—土壤松散系數(shù)近似值取1．２5.斗桿與鏟斗和之間，為了滿足開挖和最后卸載及運輸狀態(tài)的要求,鏟斗的總轉(zhuǎn)角往往要達到1５0°～180°，0。866＝計算得：=＝1．１37ｍ把、、、、代入式3—１2得=2。4８KN第二步確定斗桿液壓缸的最大