液壓挖掘機工作裝置PPT課件

1、 二、斗桿二、斗桿 斗桿結(jié)構(gòu)型式斗桿結(jié)構(gòu)型式 整體式動臂： 組合式動臂： 可通過更換斗桿或設(shè)置24個鉸接孔來改變長度 不常用 斗桿液壓缸的布置斗桿液壓缸的布置 三、鏟斗與鏟斗液壓缸的連接方式三、鏟斗與鏟斗液壓缸的連接方式 直接連接方式：鏟斗、斗桿與組成四連桿機構(gòu) 六連桿方式：鏟斗液壓缸通過搖桿1與連桿2與鏟斗相連 六連桿方式二：活塞桿端接于搖桿兩端之間 （有更大的鏟斗轉(zhuǎn)角，但其平均挖掘力較?。?得到較大的得到較大的 鏟斗轉(zhuǎn)角，鏟斗轉(zhuǎn)角， 改善機構(gòu)的改善機構(gòu)的 傳動傳動特性特性 四、整機作業(yè)范圍四、整機作業(yè)范圍 斗齒尖的坐標方程 斗齒尖的坐標值是三組液壓缸長度L1、L2、L3的函數(shù) 。 2.特殊

2、工作尺寸 當下置式動臂液壓缸全縮或懸掛式動臂液壓缸全 伸，F(xiàn)QV三點共線并處于垂直狀態(tài)時有最大挖深。 最大挖掘深度最大挖掘深度 最大卸載高度最大卸載高度 當下置式動臂液壓缸全伸或懸掛式動臂液壓缸全 縮，斗桿液壓缸全縮，QV連線處于垂直狀態(tài)時有 最大卸載高度。 最大挖掘半徑最大挖掘半徑斗桿液壓缸全縮，鏟斗液壓缸全縮，CV水平時有 最大挖掘半徑。 停機面最大挖掘半徑停機面最大挖掘半徑 當斗桿液壓缸、鏟斗液壓缸處于最大半徑 狀態(tài)而鏟斗斗齒尖V靠在停機面上時得到 停機平面最大挖掘半徑。 挖掘力的計算方法挖掘力的計算方法 一、工作液壓缸的理論挖掘力 液壓缸外伸時由該液壓缸理論推力液壓缸理論推力所能產(chǎn)生的

3、斗齒切向挖掘力斗齒切向挖掘力稱為 工作液壓缸的理論挖掘力。 鏟斗挖掘時鏟斗液壓缸的理論挖掘力： 13 33 23 oD rr PPPi rl 稱為傳動比 鏟斗液壓缸的理論推力 斗桿液壓缸的理論挖掘力 6 5 2 r r PP oG 二、整機的理論挖掘力 1.工作液壓缸的閉鎖能力； 2.整機的工作穩(wěn)定性； 3.整機與地面的附著性能； 4.土壤的阻力； 5.工作裝置的結(jié)構(gòu)強度。 液壓挖掘機處于某一工況下工作液壓 缸的主動挖掘力能否實現(xiàn)主要取決于 下列條件：下列條件： 求整機挖掘力假設(shè)條件求整機挖掘力假設(shè)條件 考慮整機自重，有相對運動的構(gòu)件重量分別計算 ； 在挖掘過程中斗中土的重心與鏟斗重心一致；

4、不考慮液壓系統(tǒng)和連桿機構(gòu)的效率； 不考慮液壓缸小腔背壓； 不考慮土壤阻力和工作裝置結(jié)構(gòu)強度的限制； 不考慮其他因素如停機面坡度、風力、慣性力、動載等的影響。 例：當考慮自重后，鏟斗液壓缸產(chǎn)生的挖掘力P03 ，挖掘阻力W03 3 6633 3 l rGrG PP QQ oDo 鏟斗加土和連桿自重對Q點的力矩 在挖掘阻力的作用下， 斗桿液壓缸受壓，動臂 液壓缸受拉，這一阻力 還產(chǎn)生使整機繞I點逆時 針方向傾翻的力矩，并 使整機有沿著向前滑移 的趨勢。 假設(shè)動臂液壓缸不被拉長的條件所限制的挖掘力為W01，對C點取矩： CWCi i ix rWrGeP 01 6 1 1 1 動臂液壓缸小腔閉鎖力動臂液

5、壓缸小腔閉鎖力 )( 1 6 1 1 101Ci i ix CW rGeP r W 如果 0103 WW則動臂液壓缸可鎖住，否則動臂液壓缸將被拉長 對F點取矩： )( 1 665533222 202FFFFD FW rGrGrGrGeP r W 斗桿液壓缸大腔閉鎖力斗桿液壓缸大腔閉鎖力 如果 0302 WW則斗桿液壓缸可鎖住，否則斗桿液壓缸將被壓縮 對傾翻支點對傾翻支點I取矩取矩，則整機穩(wěn)定條件所允許的最大挖掘阻力： )( 1 06ISSIGG Iw rGrG r W 附著條件所限制的挖掘阻力值W04 ： 38 04 cos G W 工作裝置總重 機體重量 動臂液壓缸作用力和各液壓缸閉鎖力的確

6、定動臂液壓缸作用力和各液壓缸閉鎖力的確定 一、動臂液壓缸作用力一、動臂液壓缸作用力 動臂液壓缸應(yīng)保證在任何位置上都能提起帶有滿載鏟斗的工作 裝置到達最高和最遠的位置 計算位置計算位置 1.從最大挖掘深處提起滿載斗 2.最大挖掘半徑時舉起滿載斗 3.最大卸載高度時提動滿載斗 在各位置所需的動臂液壓缸作用力： 1 6 1 1 / )(erGrGP tii i i 斗內(nèi)土重斗內(nèi)土重 二、液壓缸的閉鎖力二、液壓缸的閉鎖力 計算位置I： 動臂處于最低，斗桿呈垂直狀態(tài)，鏟斗挖掘，且 作用力臂最大時。 對Q點取矩得： 鏟斗液壓缸挖掘力： 3 53 32 313 1 l rG lr rrP W 假設(shè)法向力：

7、12 2 . 0 WW 對F點取矩，得斗桿液壓缸所受的被動作用力 ： 2 P 2 82716253 2 e rWrWrGrG P 對C點取矩，得動臂液壓缸所受的被動作用力： 1 142181131112103 1 e rWrWrGrGrG P 計算位置計算位置I 動臂處于最低，斗桿絞點F， 鏟斗絞點Q及斗尖V三點共線， 斗桿缸進行挖掘，其作用力 臂最大時。 計算位置II 對C點取矩，得動臂液壓缸閉鎖力： 1 142181131112103 1 e rWrWrGrGrG P 對Q點取矩，得鏟斗液壓缸閉鎖力： 3521 3 31 Gr rW P ir r 對F點取矩，得挖掘力： 2223 1 7

8、(,) F FQ P eMG G W rl 21 0.2WW 計算位置III： 動臂處于最低，F(xiàn)、Q、V三點共線 垂直，鏟斗挖掘深度最大時，要求 它能克服平均挖掘阻力 閉鎖壓力與工作壓力之間的比值：閉鎖壓力與工作壓力之間的比值： 高壓系統(tǒng)不超過高壓系統(tǒng)不超過1.25，中高壓在，中高壓在 1.25以上以上 工作裝置的載荷分析和強度計算工作裝置的載荷分析和強度計算 內(nèi)容：工況及計算位置的選擇，載荷的分析和計算簡圖內(nèi)容：工況及計算位置的選擇，載荷的分析和計算簡圖 一、斗桿的計算一、斗桿的計算 斗桿強度主要為彎矩所控制斗桿危 險斷面最大應(yīng)力發(fā)生在鏟斗挖掘 計算位置計算位置I 動臂最低 斗桿液壓缸作用力

9、臂最大 F、Q、V共線 側(cè)齒遇障礙作用有橫向力Wk 工作裝置的作用力有：工作裝置的作用力有： 各部分的重量、作用于斗齒上的挖掘阻力 對Q點取矩 )( 1 53 2 31 7 1 rG r rr P r W d 取工作裝置為隔離體，對C點取矩： ),( 1 1813211 18 2 rWGGGMeP r W CB 取斗桿和鏟斗隔離體，對F點取矩： 鏟斗液壓缸推力 動臂液壓缸閉鎖力 )7( 1 2431 1 gFQ b g rGrGrlW l P 斗桿液壓缸作用力 橫向挖掘力Wk由回轉(zhuǎn)機構(gòu)制動器承受： r M W T k 取鏟斗為研究對象，對Q點取矩可求出RkM 取鏟斗為研究對象，根據(jù)力平衡方程或

10、圖解法求出RQ。 取搖桿MN為研究對象，根據(jù)力平衡方程或圖 解法求出RN。 側(cè)向力引起的彎矩： 2 r 27 b WWM kQ 2 1 b WM kp 扭矩： 作內(nèi)力圖：內(nèi)力有作內(nèi)力圖：內(nèi)力有N，斗桿平面內(nèi)、外彎矩，斗桿平面內(nèi)、外彎矩Mx、My，剪力，剪力Qx、Qy，扭矩，扭矩 Mkp 危險截面：鉸點所在斷面、外形突變處、內(nèi)力較大的斷面危險截面：鉸點所在斷面、外形突變處、內(nèi)力較大的斷面 計算位置計算位置II： 動臂位于動臂液壓缸對鉸點C有最大作用力臂rBmax處 斗桿液壓缸作用力臂最大 正常挖掘，無側(cè)向力 F、Q、V共線，或鏟斗位于發(fā)揮最大挖掘力位置。 對Q點取矩 )( 1 53 2 31 7

11、 1 rG r rr P r W d 鏟斗液壓缸推力 取工作裝置為隔離體，對C點取矩： ),( 1 1813211 18 2 rWGGGMeP r W CB 動臂液壓缸閉鎖力 當鏟斗位于藍線位置時，W2還受斗桿液壓缸閉鎖力的限制，取斗桿 和鏟斗為對象，對F點取矩： ),( 1 2132 2 WWGGM e P Fg 作內(nèi)力圖：內(nèi)力有作內(nèi)力圖：內(nèi)力有N，Mx、Qx 二、動臂的計算二、動臂的計算 計算位置計算位置I 動臂最低 F、Q、V共線且鉛錘 側(cè)齒遇障礙作用有橫向力Wk 計算位置計算位置II 斗桿液壓缸作用力臂最大 正常挖掘，無側(cè)向力 鏟斗位于發(fā)揮最大挖掘力位置。 動臂位于動臂液壓缸對鉸點C有

12、最大作用力臂rBmax處 工作裝置作用的載荷：各部件重量工作裝置作用的載荷：各部件重量G1、G2、G3，斗齒力，斗齒力W1、W2、Wk 液壓缸工作狀態(tài)：鏟斗缸工作，斗桿缸和動臂缸被動閉鎖。液壓缸工作狀態(tài)：鏟斗缸工作，斗桿缸和動臂缸被動閉鎖。 斗齒力的計算：斗齒力的計算：0 Q M 1 W 0 C M 2 W 0 F M g P 斗桿鉸點斗桿鉸點F的支反力：取鏟斗和斗桿為隔離體，圖解求的支反力：取鏟斗和斗桿為隔離體，圖解求RF 動臂鉸點動臂鉸點C的支反力：取動臂為隔離體，在的支反力：取動臂為隔離體，在RF、Pg、PB及自重及自重G1的的 作用下圖解求得。作用下圖解求得。 作內(nèi)力圖作內(nèi)力圖 整體式

13、彎動臂強度計算按曲梁驗算：整體式彎動臂強度計算按曲梁驗算： ) 1 1 ( ry y kFr M F N dF ry y F k 1 支座支座C的反力的反力Rc分解，分解， 橫向力橫向力Wk引起動臂的彎矩和扭引起動臂的彎矩和扭 矩可用支座反力矩可用支座反力T、Q代替：代替： a M T ZA a M Q KC 支座支座C處的橫向彎矩處的橫向彎矩 支座支座C處的扭矩處的扭矩 距動臂支座距動臂支座X的截面的截面Nx的內(nèi)力：的內(nèi)力： 垂直平面的彎矩：垂直平面的彎矩： xQ R M CZ N ) 2 ( 橫向彎矩：橫向彎矩：h R TxWM Cx kNZ ) 2 ( 軸向力：軸向力： sincos) 2 ( k Cx WT R N 工作裝置結(jié)構(gòu)件的安全系數(shù)工作裝置結(jié)構(gòu)件的安全系數(shù) 動臂部分