挖掘裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)

挖掘裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的是熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，提高理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。挖掘機(jī)是一種重要的工程機(jī)械，它的廣泛應(yīng)用對(duì)于減輕勞動(dòng)量，保證工程質(zhì)量，加快工程進(jìn)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率起了巨大的作用。反鏟工作裝置由動(dòng)臂，斗桿，動(dòng)臂液壓缸，斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸組成。關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)工作裝置ABSTRACTThemainpurposeofthetopicofdesignprojectforgraduationistobefamiliarwiththegeneralprocessofmechanicaldesignandtoenhancethecomprehensivecapacityofusingtheoreticalandpracticalknowledge.Excavatorisanimportantengineeringmachinery.Itswideapplicationplayedatremendousroletoreducingthevolumeoflaborandtoensuringprojectqualityandtoacceleratingprogressandtoincreasingproductivity.Backhoeworkingdevicesismadeupofamovingarmandafightingpoleandshovelandahydraulictankofmovingarmandahydraulictankoffightingpoleandahydraulictankofshovel.Keywords:ExcavatorWorkingdevices前言單斗液壓挖掘機(jī)是一種重要的工程機(jī)械，廣泛應(yīng)用在房屋建筑，道路工程，水利建設(shè)，農(nóng)田開發(fā)，港口建設(shè)，國(guó)防公事等的土方施工機(jī)械和礦山采掘工業(yè)中，對(duì)減輕繁重的體力勞動(dòng)，保證工程質(zhì)量，加快建設(shè)速度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率起到巨大作用。單斗挖掘機(jī)分機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種。機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)已有一百多年歷史。近一二十年來(lái)，隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)在工程機(jī)械上的廣泛應(yīng)用，單斗液壓挖掘機(jī)有了迅速發(fā)展，在中小型單斗挖掘機(jī)中，液壓挖掘機(jī)幾乎取代了機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)，大型單斗液壓挖掘機(jī)也應(yīng)用日廣，這是由于液壓挖掘機(jī)具有重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，挖掘力大，傳動(dòng)平穩(wěn)，操縱簡(jiǎn)便，以及容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速和自動(dòng)控制等一系列優(yōu)點(diǎn)。單斗液壓挖掘機(jī)是一種采用液壓傳動(dòng)并以一個(gè)鏟斗進(jìn)行挖掘作業(yè)的機(jī)械。是目前挖掘機(jī)中重要的品種。它的作業(yè)過(guò)程是以鏟斗的切削刃（通常裝有斗齒）切削土壤并將土裝入斗內(nèi)，都裝滿后提升，回轉(zhuǎn)至卸土位置進(jìn)行卸土，卸空后鏟斗再轉(zhuǎn)回并下降到挖掘面進(jìn)行下一次挖掘。當(dāng)挖掘機(jī)挖完一段土后，機(jī)械位移以便繼續(xù)工作，因此，是一種周期作業(yè)的咨詢式土方機(jī)械。按行走裝置的不同，液壓挖掘機(jī)分為履帶式，輪胎式，汽車式，懸掛式及托式等種類。汽車式，懸掛式是以汽車及拖拉機(jī)為基礎(chǔ)機(jī)械（底盤）裝設(shè)挖掘或裝載工作裝置的小型挖掘機(jī)。按回轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)角的不同，液壓挖掘機(jī)有全回轉(zhuǎn)和半回轉(zhuǎn)兩類。大部分液壓挖掘機(jī)是全回轉(zhuǎn)式的，小型液壓挖掘機(jī)如懸掛式等工作裝置僅能作180°左右的回轉(zhuǎn)，為半回轉(zhuǎn)式。由于我的水平有限，對(duì)單斗液壓挖掘機(jī)的研究不夠深入，說(shuō)明書中難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇切地希望老師批評(píng)指正。目錄第一章設(shè)計(jì)任務(wù)………………………6第二章工作裝置總體方案的選擇………………7第一節(jié)工作裝置選擇總原則…………………7第二節(jié)動(dòng)臂和斗桿總體方案的選擇………8第三節(jié)鏟斗總體方案的選擇…………………9第三章工作裝置的主要參數(shù)選擇及驗(yàn)算………10第一節(jié)反鏟工作裝置自身幾何參數(shù)…………10第二節(jié)斗型參數(shù)的選擇………11第三節(jié)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇……………………12第四節(jié)斗桿機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇……………………17第五節(jié)鏟斗機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇……………………19第六節(jié)各主要工作尺寸驗(yàn)算…………………20第四章工作裝置各部件運(yùn)動(dòng)及受力分析………23第一節(jié)動(dòng)臂液壓缸的作用力計(jì)算……………23第二節(jié)液壓缸的閉鎖壓力計(jì)算………………25第五章斗桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核…………34第一節(jié)斗桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………34第二節(jié)斗桿機(jī)構(gòu)的校核………41第六章動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核……………48第一節(jié)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………48第二節(jié)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)的校核………53第七章其他重要部件的計(jì)算及校核……………60第一節(jié)銷的強(qiáng)度計(jì)算及校核………………60第二節(jié)搖桿和連桿的強(qiáng)度計(jì)算及校核……61第三節(jié)鏟斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………63參考文獻(xiàn)……………………65致謝…………………………66第一章設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目：6.5t懸掛式液壓挖掘裝載機(jī)反鏟挖掘工作裝置設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容：工作裝置機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)設(shè)計(jì)各主要工作尺寸驗(yàn)算工作裝置各部件運(yùn)動(dòng)及受力分析、工作裝置挖掘性能分析各液壓缸閉鎖力驗(yàn)算動(dòng)臂機(jī)構(gòu)、斗桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6、動(dòng)臂、斗桿強(qiáng)度校核研究方法：采用靜力學(xué)原理和機(jī)構(gòu)幾何學(xué)原理，對(duì)挖掘工作裝置進(jìn)行應(yīng)用研究。原始參數(shù)：表1-1原始參數(shù)表名稱值名稱值整機(jī)重6.5t最大挖掘深度4.0m斗容量0.2m3最大挖掘半徑5.5m發(fā)動(dòng)機(jī)功率18KW最大卸載高度3.0m液壓系統(tǒng)壓力14MPa技術(shù)指標(biāo)：對(duì)工作裝置的參數(shù)和幾何構(gòu)進(jìn)行研究；對(duì)液壓缸閉鎖力進(jìn)行驗(yàn)算，采用合適的方法調(diào)整使其達(dá)到要求；主要工作尺寸誤差不得大3%；對(duì)動(dòng)臂、斗桿進(jìn)行強(qiáng)度校核，應(yīng)滿足。第二章工作裝置總體方案的選擇第一節(jié)工作裝置選擇總原則設(shè)計(jì)合理工作裝置應(yīng)滿足以下要求：主要工作尺寸及工作范圍滿足使用要求。在設(shè)計(jì)反鏟裝置時(shí)要考慮與同類型機(jī)器相比的先進(jìn)性，考慮國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并注意到運(yùn)動(dòng)參數(shù)受機(jī)構(gòu)碰撞限制等的可能性。整機(jī)挖掘力的大小及其分布情況應(yīng)滿足使用要求，并且有一定的先進(jìn)性。功率利用盡可能好，理論工作循環(huán)時(shí)間盡可能短。定鉸點(diǎn)布置結(jié)構(gòu)形式和截面尺寸形狀是盡可能使受力狀態(tài)有利，在保證強(qiáng)度，剛度和連結(jié)剛性的條件下盡量減輕結(jié)構(gòu)自重。作業(yè)條件復(fù)雜，使用情況多變時(shí)應(yīng)考慮工作裝置的通用性，采用變鉸點(diǎn)結(jié)構(gòu)或配套機(jī)構(gòu)時(shí)，要注意分清主次。要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(jiǎn)單，換裝方便。運(yùn)輸或停放時(shí)，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，并盡可能使液壓缸卸載或減載。工作裝置液壓缸應(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。工作裝置結(jié)構(gòu)形式和布置要便于裝卸和維修，尤其應(yīng)便于易損件的更換。要采取合理措施來(lái)滿足特殊使用要求。第二節(jié)動(dòng)臂和斗桿總體方案的選擇動(dòng)臂是工作裝置中的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往取決于動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)形式。反鏟動(dòng)臂可分為整體式和組合式兩類。整體式動(dòng)臂有直動(dòng)臂和彎動(dòng)臂兩種。直動(dòng)臂構(gòu)造簡(jiǎn)單，輕巧，布置緊湊，主要用于懸掛式挖掘機(jī)。整體式動(dòng)臂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉，剛度相同時(shí)結(jié)構(gòu)重量較組合式動(dòng)臂輕。動(dòng)臂液壓缸的布置方案如圖2—1所示，動(dòng)臂液壓缸裝于動(dòng)臂的上方或后方，稱為“懸掛式液壓缸”。這個(gè)方案的特點(diǎn)是動(dòng)臂下降幅度較大，在挖掘時(shí)，尤其在挖掘深度較大時(shí)動(dòng)臂液壓缸往往處于受壓狀態(tài)，閉鎖能力較強(qiáng)。盡管在動(dòng)臂提升時(shí)液壓缸小腔進(jìn)油，提升力矩一般尚夠用，提升速度也較快。圖2—1動(dòng)臂液壓缸的布置方案為了統(tǒng)一缸徑和液壓缸的閉鎖能力，雙動(dòng)臂液壓缸的方案采用漸多。有些懸掛式動(dòng)臂液壓缸布置時(shí)考慮到不破壞動(dòng)臂箱型截面，且不與斗桿液壓缸碰撞，也采用雙缸，斗桿液壓缸一般只用一個(gè)。但大多數(shù)動(dòng)臂液壓缸還是采用單缸。本設(shè)計(jì)采用在上方布置的單動(dòng)臂液壓缸。第三節(jié)鏟斗總體方案的選擇鏟斗與鏟斗液壓缸的連接有三種形式，如圖2—2所示，其區(qū)別主要在于液壓缸活塞桿端部與鏟斗的連接方式不同。圖a為直接連接，鏟斗，斗桿與液壓缸組成四連桿機(jī)構(gòu)。圖b中鏟斗液壓缸通過(guò)搖桿1和連桿2與鏟斗相連，它們與斗桿一起組成六連桿機(jī)構(gòu)。圖d與圖b類似，區(qū)別在于前者液壓缸活塞桿端鉸接于搖桿兩端之間，圖c的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比與b差不多，但鏟斗擺角位置向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)角度。圖2—2鏟斗與鏟斗液壓缸的連接形式六連桿方式與四連桿方式相比在同樣的液壓缸行程下能得到較大的鏟斗轉(zhuǎn)角，改善了機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性。六連桿中方式b和d在液壓缸行程相同時(shí)，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。鏟斗液壓缸一般用一個(gè)，因傳動(dòng)比小，單液壓缸作用力足以保證斗齒所需的挖掘力。本設(shè)計(jì)采用共點(diǎn)六連桿，如圖b。總體方案如圖2—1。工作裝置的主要參數(shù)選擇及驗(yàn)算第一節(jié)反鏟工作裝置自身幾何參數(shù)第一類參數(shù)是決定運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的必要參數(shù)，稱原始參數(shù)，主要為長(zhǎng)度參數(shù)；第二類參數(shù)為推導(dǎo)出來(lái)的參數(shù)，稱推導(dǎo)參數(shù)；第三類參數(shù)是作方案比較所需的其它特征參數(shù)。表3-1反鏟機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)參數(shù)分類機(jī)構(gòu)參數(shù)組成鏟斗斗桿動(dòng)臂機(jī)體符號(hào)意義原始參數(shù)L3=QV，L2==MHL13=MN，L114=HNL24=QK，L225=KVL2=KHL2=FQ，L9=CCDL10=FG，L111=EGL15=GN，L116=FNL21=NGL1=CF，L6=CCDL7=CB，L8=DDFL22=BF.L4=CP，L5=CCAL17=CI，L119=CTL30=CS，L338=JTL39=JI推導(dǎo)參數(shù)α9=∠NMH，α10=∠KQVVα4=∠EFG，α5=∠GNFα6=∠GFNα7=∠NQFα8=∠NFQα2=∠BCFα3=∠DFCα11=∠CAPα12=∠TCP特性參數(shù)K2=L24/L3，L3K5=L2/L9，L2K3=L42/L411，L1α1=∠CEFσ=L7/L5α11K1=L1/L2備注L2為斗桿長(zhǎng)L1為動(dòng)臂長(zhǎng)α1為動(dòng)臂轉(zhuǎn)角懸掛式α11=∠ACV反鏟機(jī)構(gòu)自身幾何何參數(shù)的計(jì)算算簡(jiǎn)圖反鏟工作液液壓缸運(yùn)動(dòng)參參數(shù)液壓缸種類參數(shù)意義特性參數(shù)參數(shù)符號(hào)動(dòng)臂液壓缸L1/E1L1min/E100L1max/E1zz=L1max/LL1min斗桿液壓缸L2/E2L2min/E200L2max/E2zz=L2max/LL2min鏟斗液壓缸L3/E3L3min/E300L3max/E3zz=L3max/LL3min第二節(jié)斗型參參數(shù)的選擇斗容量qq，平均斗寬B，轉(zhuǎn)斗挖掘掘半徑R和轉(zhuǎn)斗挖掘掘裝滿轉(zhuǎn)角（令令=max）是鏟斗的四個(gè)主要要參數(shù)。R,B及三者與q之間有以下下幾何關(guān)系（3—1）式中—標(biāo)準(zhǔn)斗容量量即堆尖斗容容，；—平平均斗寬，查查表2—6參考文獻(xiàn)[1]75頁(yè)，選??；參考文獻(xiàn)[1]75頁(yè)—轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)斗挖掘半徑徑；—土壤松散系數(shù)，取取1.25；—挖掘裝滿角，全面面考慮有關(guān)因因素，可以取取=90o～100o，取2=96o。將以上各值代入式式(3—1)，計(jì)算得。鏟斗上兩個(gè)鉸點(diǎn)KK和Q的間距太大將將影響鏟斗機(jī)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特特性，太小則則影響鏟斗結(jié)結(jié)構(gòu)剛度，一一般取特性參參數(shù)。取。則一般地，取，取第三節(jié)動(dòng)臂機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇擇確定動(dòng)動(dòng)臂與斗桿的的長(zhǎng)度比，即即特性參數(shù)。對(duì)于一定定的工作尺寸寸而言，動(dòng)臂臂與斗桿的長(zhǎng)長(zhǎng)度比可以在在很大的范圍圍內(nèi)選擇。由由樣機(jī)，初選選。據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)，最大挖掘掘半徑值一般與的和和值很接近。因因此由要求的的，已定的和可按下列近近似經(jīng)驗(yàn)公式式初選和：(3—2)由原始參數(shù)給定最最大挖掘半徑徑為，代入公式（3—22）得=18110mm，=26100mm。動(dòng)臂液壓缸全伸與與全縮時(shí)的力力臂比按不同同情況選取，以以反鏟為主的的通用挖掘機(jī)機(jī)要適當(dāng)顧及及其他換用裝裝置要求在地地面以上作業(yè)業(yè)時(shí)有足夠的的提升力矩可可取=0.88~1.1。初選=0.9。的取值值對(duì)參數(shù)特性性，最大挖掘掘深度有影響響。加大會(huì)使使減小或使增大大，這正符合合反鏟作業(yè)要要求。因此基基本用作反鏟鏟的小型機(jī)取取＞60°，有的甚至至取＞80°。初選=800°。根據(jù)液液壓系統(tǒng)工作作壓力，流量量，系統(tǒng)回路路，供油方式式，工廠制造造條件和三化化的要求等確定液壓缸的伸伸縮比λ。增大液壓壓缸伸縮比可可以增大動(dòng)臂臂的轉(zhuǎn)角，但但由于受油缸缸穩(wěn)定性的限限制，一般取1.6~11.7。初選動(dòng)臂臂液壓缸的伸伸縮比=1..67。由機(jī)體體尺寸和工作作尺寸經(jīng)驗(yàn)系系數(shù)表參考文獻(xiàn)[1]47頁(yè)及線尺尺寸參數(shù)公式參考文獻(xiàn)[1]47頁(yè)（3—3）由公式（3—3）可可得=AC==560mmm如圖3—1。圖3—1AC計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖動(dòng)臂及動(dòng)臂液壓缸缸鉸點(diǎn)的幾何何關(guān)系可按圖圖3—2用公式表達(dá)達(dá)：由樣機(jī)，初選無(wú)因因次比例系數(shù)數(shù)ρ=0.5，則由可得=11220mm,動(dòng)臂在上極限位置置時(shí)由△得（3—4）令（3—5）圖3—2動(dòng)臂和動(dòng)臂臂液壓缸鉸點(diǎn)點(diǎn)位置的幾何何關(guān)系由樣機(jī)，初選無(wú)因因次比例系數(shù)數(shù)ρ=0.5，則由可得=11220mm,動(dòng)臂在上極限位置置時(shí)由△得（3—4）令（3—5）動(dòng)臂在下極限位置置時(shí)由△得（3—6）令（3—7）又由△得由△得于是動(dòng)臂在上，下下極限位置時(shí)時(shí)液壓缸作用用力臂相應(yīng)為為力臂比=0.9（3—8）取無(wú)因次比例系數(shù)數(shù)，，把它們代代入式（3—5）和式（3—7），得出（3—9）將式（3—9）代代入式（3—8）得由式（3—9）（3—6）（3—7）得從△和△中可以看到之間的的關(guān)系：＞；＜1。符合要求大于，此時(shí)＞。懸懸掛式動(dòng)臂連連接方案即屬屬于此類。由式（3—4）和和（3—6）得顯然，動(dòng)臂的擺角角為斗桿液壓缸全縮時(shí)時(shí)最大，常選選。初選。當(dāng)懸掛式動(dòng)臂液壓壓缸全縮，斗斗桿液壓缸全全縮，QV連線處于垂垂直狀態(tài)時(shí)可可以得到最大大卸載高度狀狀態(tài)，如圖3—3。由圖知最大卸載高高度的表達(dá)式式為：（3—10）初選，則圖3—3最大卸載高度計(jì)算算簡(jiǎn)圖由正弦定理得，，因因此將以上所得代入式式（3—10）可得當(dāng)懸掛式動(dòng)臂液壓壓缸全伸，F(xiàn)QV三點(diǎn)同直線線并處于垂直直狀態(tài)時(shí)可以以得到最大挖挖掘深度狀態(tài)，如圖3——4。由圖知最大挖掘深深度的表達(dá)式式為：圖3—4最大挖掘深度計(jì)算算簡(jiǎn)圖第四節(jié)斗桿機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇擇確定斗桿桿液壓缸的鉸鉸點(diǎn)位置，行行程及力臂比比時(shí)應(yīng)考慮以以下因素：保證斗桿液壓缸產(chǎn)產(chǎn)生足夠的斗斗齒挖掘力。一一般來(lái)說(shuō)希望望液壓缸在全全行程中產(chǎn)生生的斗齒挖掘掘力始終大于于正常挖掘阻阻力；液壓缸缸全伸時(shí)的作作用力矩應(yīng)足足以支承滿載載斗和斗桿靜靜止不動(dòng)；液液壓缸作用力力臂最大時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生的最大斗斗齒挖掘力應(yīng)應(yīng)大于要求克克服的最大挖挖掘阻力。保證斗桿液壓缸有有必要的閉鎖鎖能力。對(duì)于于以轉(zhuǎn)斗挖掘掘?yàn)橹鞯闹行⌒⌒头寸P，選選擇斗桿機(jī)構(gòu)構(gòu)參數(shù)時(shí)必須須注意轉(zhuǎn)斗挖挖掘時(shí)斗桿液液壓缸的閉鎖鎖能力，要求求在主要挖掘掘區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)斗液液壓缸的挖掘掘力能得到充充分的發(fā)揮。保證斗桿的擺角范范圍。斗桿擺擺角范圍大致致在105°~~125°之間。在滿滿足工作范圍圍和運(yùn)輸要求求的前提下此此值應(yīng)盡可能能取的小些。一一般說(shuō)斗桿愈愈長(zhǎng)，其擺角角范圍也可稍稍小。當(dāng)斗桿桿液壓缸和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)斗液壓缸同同時(shí)伸出最長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)，鏟斗前前臂與動(dòng)臂之之間的距離應(yīng)應(yīng)大于10cm。斗桿上的的大小取決于于結(jié)構(gòu)因素，并并考慮到工作作范圍一般在在之間。本設(shè)計(jì)取。參考國(guó)內(nèi)同類機(jī)型型機(jī)器斗桿挖挖掘力值，按按要求的最大大挖掘力確定定斗桿液壓缸缸的最大作用用力臂。初選選斗桿液壓缸缸缸筒內(nèi)徑為為140mm，桿徑為80mm，伸縮比?？煽刹榈茫簤簤焊椎耐屏闉?15.446KN，拉力為145.004KN。（3—11）則斗桿的擺角在之間間，取斗桿液壓缸初始力力臂與最大力力臂之比是斗斗桿擺角的余余弦函數(shù)。設(shè)，則可見(jiàn)已定時(shí)愈大，和就愈小。如如圖3—5所示，平均均挖掘力也就就越小。圖3—5斗桿機(jī)構(gòu)構(gòu)參數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖由圖3—5，取，求得=1185mm，則則1978..5mm(3—12)將所得結(jié)果代入式式(3—12)得挖掘機(jī)在最大卸載載高度處，斗斗桿液壓缸全全縮,此時(shí)第五節(jié)鏟斗機(jī)機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇擇作機(jī)構(gòu)參參數(shù)選擇時(shí)，已已知待選的參數(shù)還有77個(gè)（見(jiàn)圖3—6）即。圖3—6鏟斗機(jī)構(gòu)參參數(shù)選擇如前所述述，鏟斗在挖挖掘過(guò)程中的的轉(zhuǎn)角大致為為90°~1100°，為了要滿滿足開挖和最最后卸載及運(yùn)運(yùn)輸狀態(tài)的要要求，鏟斗的的總轉(zhuǎn)角往往往要達(dá)到150°~~180°，本設(shè)計(jì)初初選。如圖3—7所示，設(shè)時(shí)斗齒尖尖為，則肯能在FQ延長(zhǎng)線上，或或者在其上側(cè)側(cè)的0°~300°處，本設(shè)計(jì)計(jì)初選在其上上側(cè)15°處，此時(shí)為仰仰角。圖3—7鏟斗機(jī)構(gòu)參數(shù)選擇擇要求鏟斗液壓壓缸伸縮比應(yīng)應(yīng)當(dāng)在允許的的范圍內(nèi)，對(duì)對(duì)鏟斗機(jī)構(gòu)可可取。本設(shè)計(jì)計(jì)初選。由圖得，=5177mm，即轉(zhuǎn)斗液液壓缸的行程程。則則可測(cè)的。由結(jié)構(gòu)確定G點(diǎn)位位置，必須保保證鏟斗六連連桿機(jī)構(gòu)在全全行程中任一一瞬時(shí)都不會(huì)會(huì)被破壞，即即保證在任何何瞬時(shí)都成立立。全行程中中機(jī)構(gòu)都不應(yīng)應(yīng)出現(xiàn)死點(diǎn)，且且傳動(dòng)角應(yīng)在在允許的范圍圍內(nèi)。在任何何瞬間各構(gòu)件件之間都不應(yīng)應(yīng)有干涉，碰碰撞現(xiàn)象。第六節(jié)各各主要工作尺尺寸驗(yàn)算整個(gè)工作裝置，幾幾何尺寸確定定以后，應(yīng)校校核最大挖掘掘深度，最大大卸載高度及及最大挖掘半徑。最大挖掘深度：如如圖3—4所示最大卸載載高度：如圖圖3—5所示符合要求。最大挖掘半半徑：如圖3—8所示圖3—8最大挖掘半徑計(jì)算算簡(jiǎn)圖在中，根據(jù)余弦定理理第四章工作裝置置各部件運(yùn)動(dòng)動(dòng)及受力分析析動(dòng)臂液壓缸的作用用力計(jì)算動(dòng)臂液壓缸應(yīng)保證證反鏟作業(yè)過(guò)過(guò)程中在任何何位置上都能能提起帶有滿滿載鏟斗的工工作裝置達(dá)到到最高和最遠(yuǎn)遠(yuǎn)的位置?？煽蛇x用三個(gè)計(jì)計(jì)算位置：1.從最大挖掘深度處處提起滿載斗斗（圖4—1a）2.最大挖掘半徑時(shí)舉舉起滿載斗（圖4—1b）3.最大卸載高度時(shí)提提起滿載斗（圖4—1c）根據(jù)斗容量查課本本表2-7確定工作裝裝置各部分重重量：表4-1反鏟裝置置的構(gòu)造近似似質(zhì)量表斗容動(dòng)臂斗桿鏟斗斗桿缸鏟斗缸連桿搖桿動(dòng)臂缸0.20.2230.1790.0860.0550.0510.0170.0551.從最大挖掘深度處處提起滿載斗斗表4-2最大挖掘掘深度處各重重量的近似力力臂值表（mm）土動(dòng)臂斗桿鏟斗斗桿缸鏟斗缸連桿搖桿動(dòng)臂缸力臂1703125321631873161323232093743429由有：圖4—1動(dòng)臂液壓缸的作用用力計(jì)算簡(jiǎn)圖圖2.從最大挖掘半徑處處提起滿載斗斗表4-3最大挖掘掘半徑處各重重量的近似力力臂值表（mm）土動(dòng)臂斗桿鏟斗斗桿缸鏟斗缸連桿搖桿動(dòng)臂缸力臂4050120030104340154038304540490542由有：3.從最大卸載高度處處提起滿載斗斗表4-4最大卸載載高度處各重重量的近似力力臂值表（mm）土動(dòng)臂斗桿鏟斗斗桿缸鏟斗缸連桿搖桿動(dòng)臂缸力臂39537732393415394330434063193403由有：液壓缸的閉鎖壓力力計(jì)算確定合理的液壓缸缸閉鎖能力是是保證挖掘力力得到充分發(fā)發(fā)揮的條件之之一。在挖掘掘范圍內(nèi)當(dāng)工工作裝置處于于不同位置時(shí)時(shí)各液壓缸所所受到的被動(dòng)動(dòng)作用力值也也不同，要全全面地確定各各位置下的液壓缸被動(dòng)動(dòng)作用力，既既很繁瑣，又又無(wú)必要。一一般常選定幾幾個(gè)反鏟作業(yè)業(yè)主要工況作作為計(jì)算位置置來(lái)計(jì)算各液液壓缸應(yīng)有的的閉鎖力，使使之在該工況況下不發(fā)生液液壓缸被動(dòng)回回縮或伸長(zhǎng)的現(xiàn)象，從而保保證了工作液液壓缸作用力力的發(fā)揮。根據(jù)廣州偉基機(jī)械械有限公司的的《液壓油缸缸標(biāo)準(zhǔn)系列目目錄》初選動(dòng)臂液壓缸一一支，缸徑140mm，桿徑80mm。則動(dòng)臂液液壓缸大腔推推力246.22KN，動(dòng)臂液壓壓缸小腔推力力165.88KN，初選斗桿液壓缸一一支，缸徑100mm，桿徑50mm。則斗桿液液壓缸大腔推推力125.66KN，斗桿液壓壓缸小腔推力力94.2KKN，初選鏟斗液壓缸一一支，缸徑100mm，桿徑50mm。則鏟斗液液壓缸大腔推推力125.66KN，鏟斗液壓壓缸小腔推力力94.2KKN，為確定各液壓缸的的閉鎖壓力，選選用以下三個(gè)個(gè)計(jì)算位置：：動(dòng)臂處于最低位置置，斗桿呈垂垂直狀態(tài)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)斗挖掘，其其作用力臂為為最大（圖4—2）。因此鏟鏟斗液壓缸產(chǎn)產(chǎn)生的挖掘力力為最大，挖挖掘阻力對(duì)動(dòng)動(dòng)臂鉸點(diǎn)C，斗桿鉸點(diǎn)F所造成的力力矩均接近最最大值，而動(dòng)動(dòng)臂液壓缸的的力臂值為最最小。表4-5第一種工工況時(shí)各作用用力的近似力力臂值表（mm）233269215127174148716771873200012333927253429418轉(zhuǎn)斗液壓缸挖掘力力可通過(guò)對(duì)Q點(diǎn)的力矩平平衡方程求得得：從可能出現(xiàn)的最不不利的情況出出發(fā)，假設(shè)存存在法向阻力力，其值取各力對(duì)F點(diǎn)取矩，可可得到斗桿液液壓缸所受的的被動(dòng)作用力力＇圖4—2第一種工工況液壓缸閉閉鎖壓力計(jì)算算簡(jiǎn)圖其中，—斗桿，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)斗液壓缸及及連桿機(jī)構(gòu)總總重＇使斗桿液壓缸受受壓縮（液壓壓缸的大腔為為高壓腔）。假假設(shè)此時(shí)限壓壓閥調(diào)定壓力力等于液壓缸缸的工作壓力力，則大腔的的閉鎖力等于于其作用力125.66KN，而小于＇=128KKN，顯然液壓壓缸會(huì)回縮。為了防止液壓缸回回縮，限壓閥閥的調(diào)定壓力力應(yīng)高于液壓壓缸工作壓力力，超出的百百分比為：同樣對(duì)動(dòng)臂在平臺(tái)臺(tái)上的支撐點(diǎn)點(diǎn)C取矩，求得得動(dòng)臂液壓缸缸所受的被動(dòng)動(dòng)作用力＇＇使動(dòng)臂液壓缸受受壓縮（液壓壓缸的大腔為為高壓腔）。假假設(shè)此時(shí)限壓壓閥調(diào)定壓力力等于液壓缸缸的工作壓力力，則大腔的的閉鎖力等于于其作用力246.22KN，而小于＇=249..7KN，顯然液壓壓缸會(huì)回縮。為了防止液壓缸回回縮，限壓閥閥的調(diào)定壓力力應(yīng)高于液壓壓缸工作壓力力，超出的百百分比為：2.動(dòng)臂處于最低位置置，斗桿與動(dòng)動(dòng)臂鉸點(diǎn)F，斗與斗桿桿鉸點(diǎn)Q，斗齒尖V三點(diǎn)共線，斗斗桿挖掘，其其作用力臂最最大（圖4—3）。這種情情況下斗桿液液壓缸產(chǎn)生最最大挖掘力，挖挖掘阻力對(duì)動(dòng)動(dòng)臂鉸點(diǎn)C的力矩接近近最大值，而而動(dòng)臂液壓缸缸的力臂值為為最小。表4-6第二種工工況時(shí)各作用用力的近似力力臂值表（mm）248282300133448318262024482268123316764621429480同理，對(duì)F點(diǎn)取矩矩得仍取圖4—3第二種工工況液壓缸閉閉鎖壓力計(jì)算算簡(jiǎn)圖對(duì)動(dòng)臂在平臺(tái)上的的支撐點(diǎn)C取矩：＇使動(dòng)臂液壓缸受受壓縮（液壓壓缸的大腔為為高壓腔）。假假設(shè)此時(shí)限壓壓閥調(diào)定壓力力等于液壓缸缸的工作壓力力，則大腔的的閉鎖力等于于其作用力246.22KN，而大于＇=236..72KN，顯然能鎖鎖住。富余的百分比為：：各力對(duì)Q點(diǎn)取矩，可可得到鏟斗液液壓缸所受的的被動(dòng)作用力力＇：＇使鏟斗液壓缸受受壓縮（液壓壓缸的大腔為為高壓腔）。假假設(shè)此時(shí)限壓壓閥調(diào)定壓力