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挖掘机手臂设计【3张CAD图纸+毕业说明书论文】

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编号:658543    类型:共享资源    大小:1.28MB    格式:RAR    上传时间:2016-06-08 上传人:好资料QQ****51605 IP属地:江苏
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资源描述:

摘要

    单斗挖掘机采用单斗来挖泥土或矿石自行开采由回转工作台和行走装置,斗臂斗杆完全放电尖端放电后的土壤,空桶面临落后于业务的周期。在建筑施工,道路工程,水电工程,农田改造,以及军事工程和露天,开放式存储和挖掘,到工作装置广泛使用,点反铲,铲挖,把握铲(也叫抢)和斗杆与其他铰链,由动臂支撑,从下往上,斗齿尖轨迹往往采用弧线行动,停止适用于开挖面以上的土壤机器。反铲挖掘机铲斗和斗杆铰链,挖掘行动通常是由斗齿向下的轨迹呈圆弧线,适用于向下跌破铲挖掘机铲斗下,动臂沿着边缘移动,可移动的土壤挖掘手臂在固定位置,在一条直线上斗齿轨,从而能够获得直采工作面,适用于开挖边坡,沟渠,或平挖掘机铲斗簸箕形,罐底部前端装入桶,在铸造采掘工作面向外桶,重切斗齿借到土壤中,然后通过牵引拖铲挖,用绳子升斗升降,转台期满后挖转身卸土,挑流鼻坎能向下挖掘表面以下的土壤卸土,也为水下开采,大范围的挖掘,开采,但精度铲挖掘机铲斗的两个或两个以上的下巴盘铰链,下颚打开阀门组成,扔在采掘工作面,叶片瓣切成土壤,使用钢丝绳或液压缸轮,挖钳口阀可以卸载基坑或水下采矿,挖掘也可用于装载颗粒中常用小型和中型挖掘机,其工作装置可左右移动,更换不同的铲斗,可以不同也被转换成一台起重机,打桩机,篡改,故称一般(IPS)或地雷司机一般只配备了工作装置,单操作,因此使用单斗挖掘机。


关键词:单斗挖掘机; 矿业机构; 创造性思维; 多用的功


Abstract


Single bucket excavator using a single bucket digging soil 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 录


绪论 1

第一章 单臂挖掘机反铲工作装置介绍 2

第二章 挖掘机手臂的工作设置 4

2.1动臂的结构形式: 4

2.1.1组合式动臂与整体式动臂相比各有优缺点 4

2.2确定斗杆的安装形式和铲斗的结构形式 4

2.2.1斗齿安装方式: 5

2.2.2铲斗的结构形式: 5

2.3设计步骤及参数选择: 6

2.4斗型设计 7

2.4.1铲斗参数设计: 7

2.4.2斗型计算 7

2.5动臂的参数选择: 8

2.6斗杆参数计算: 11

2.7摇杆连杆参数设计: 13

第三章 液压元件的选择及系统的计算 14

3.1主要参数的设定: 14

3.2铲斗油缸作用力的确定: 14

3.3斗杆油缸作用力的确定 16

3.4动臂油缸作用力计算 17

3.5液压系统计算 17

3.5.1液压传动计算 18

第四章 强度校核计算 20

设计结论 25

结论 26

参考文献 27

致  谢 29



绪论

    液压挖掘机开发的机械工作过程的基础上,是一种尖端切割土壤和铲斗装满提升,转向卸土的位置,清空铲斗挖掘位置和下后再次启动,液压后,挖掘机是一种土方机械的运行周期。

    液压挖掘机的机械传动,工业与民用建筑,交通,水利建设,露天开采和军队现代化建设,在工程广泛的应用,并且是不可缺少的各种建设条件是一个重要的机械设备。在建项目,可用于苦坑,排水沟,拆除的旧建筑,平坦的地方,在使用工作装置中,可卸可装,安装,打地基,脱出其根源。在水利建设,水库,运河,水坝可用于基坑,排水和灌溉沟渠,疏浚和深挖原有的渠道,等开挖在铁路,公路,土石方,路基建设,平整场地,用来挖掘道路开挖水渠的建设。

    在石油,电力,通信基础设施和市政建设,电缆和管道等的挖掘采矿在开放领域,可用于剥离矿石或煤炭,也可用于队旗,装载和钻井作业。在军事工程,或用于道路建设,挖战壕和掩体,建有各类军事结构。因此,液压挖掘机品种的工程机械是最重要的一条,减少繁重的体力劳动,提高施工机械化水平,加快建设进度,推进工程建设的发展,起着很大的施工部门统计,一1.0立方米液压挖掘机挖斗容量Ⅰ〜Ⅳ埋在土壤中,每类相当于生产率工作。因此每天约300〜300名工人,发展液压挖掘机,以提高劳动生产率加快国民经济的发展具有十分重要的意义。


内容简介:
沈阳化工大学 科亚学院 学士学位 论文 文献 综述 1 沈阳化工大学科亚学院毕业论文文献综述 挖掘机手臂设计 实验装置设计文献综述 姓名: 王卓 班级:机制 1102 指导教师: 赵艳春 摘要: 单斗挖掘机利用单个铲斗挖掘土壤或矿石的自行式挖掘机械。由工作 置转台和行走装置等组成。作业时,铲斗挖掘满斗后转向卸土点卸土,空斗返转挖掘点进行周期作业。广泛应用在房屋建筑施工、 筑路工程、 水电建设、农田改造和军事工程以及露天矿场、露天仓库和采料场中。 根据工作装置,分正铲反铲、刨铲、拉铲、抓铲(也称抓斗)等形式。 正铲挖掘机 的铲斗铰装于斗杆端部,由动臂支持,其挖掘动作由下向上,斗齿尖轨迹常呈弧线,适于开挖停 机面以上的土壤。 反铲挖掘机 的铲斗也与斗杆铰接,其挖掘动作通常由 上 向 下斗齿轨迹呈圆弧线,适于开挖停机面以下的土壤。刨铲挖掘机的铲斗沿动臂下 缘移动,动臂置于固定位置时,斗齿尖轨迹呈直 线 ,因而可获得平直 的挖掘 面 ,适于开挖斜坡、边沟或 平整场地 。拉铲挖掘机的铲斗呈畚箕形,斗底前缘装斗齿。工作时 ,将铲斗向外抛掷于挖掘面上 ,铲斗齿借斗重切入土中,然后由牵引索拉曳铲斗挖土,挖满后由提升索将斗提起,转台转向卸土点,铲斗翻转卸土可挖停机面以下的土壤,还可进行水下挖掘,挖掘范围大,但挖掘精确度差。抓铲挖掘机的铲斗由两个或多个颚瓣铰接而成 ,颚瓣张开 ,掷于挖掘面时,瓣的刃口切入土 中 ,利用钢索或液压缸收拢颚瓣 ,挖抓土壤。松开颚瓣即可卸土。用于基坑或水下挖掘, 挖掘深度大。也可用于装载颗粒物料 。 土方工程中常用的中小型挖掘机,其工作装置可以拆换,换装上不同铲斗,可进行不同作业。还可改装成起重机、 打桩机 、夯土机等,故称通用(多能)挖掘机。采掘或矿用挖掘机一般只配备一种工作装置,进行单一作业,故称专用挖掘机。 反铲装置作为单斗挖掘机工作装置的一种主要形式 , 在工程实践 中 占有重要地 位 反铲装置的各组成部分有各种不同的外形,要根据设计要求选用适合的沈阳化工大学 科亚学院 学士学位 论文 文献 综述 2 结构并对其作运动分析。然后在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算,确定各机构尺寸参数,确定挖掘机反铲装置的基本轮廓。 挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘机性能参数的重要性能指标,对其分析计算至关重要。挖掘阻力主要与挖掘对象及自身尺寸参数有关,而挖掘力则受众多条件限制,危险工况的分析是关键点。在挖掘力分析基础上,可对各杆件铰接点进行力的分析计算,并进行机构设计的合理性分析。 本文设计主要包括:挖掘机手臂各个部件的结构设计 , 斗杆、动 臂长度的选取,以及斗杆和动臂的应力要求计算 。 (1)机构部分的设计主要是考虑到各个部件能否很好的安装和定位, 以及安装和定位后能否按照要求正常工作 (2)各个部件主要是通过销轴来连接的,所以就应校核销轴的强度要求 (3)液压挖掘机的动力元件是液压缸。 关键字: 单斗挖掘机;反铲装置;运动分析;力学分析;强度校核 挖掘机手臂设计 实验装置及发展 置基本组成 : 单斗挖掘机的动力装置有柴油机驱动、电驱动(称电铲)、蒸汽机驱动和复合驱动等。其传动有机械传动和液压传动等。其行走装置有履带式、轮胎式、轨道 式、步行式和浮式。转台可作 360 全回转或局部回转。土木建筑施工中常用的为柴油机驱动、全回转、液压传动挖掘机。 2. 挖掘机手臂的工作原理: 机械传动单斗挖掘机利用齿轮、 链条、 钢索滑轮组等传动件传递动力的挖掘机。常见的为正铲挖掘机,其动臂中间装有特种轴承(称鞍式轴承),斗杆支承于此轴承上,可绕其转动,并利用齿轮齿条或钢索进行伸缩。作业时,以动臂为支承,斗杆伸出,将斗齿强制压入挖掘面,同时由起升索提升铲斗进行挖土。铲斗底部可以开启,以进行卸土。转台回转借齿轮传动,并采用滚球式或滚柱式回转支承,大型机也常采 用滚轮式回转支承,但摩擦阻力矩大。整机行走由发动机通过链条和齿轮传动来完成。轮胎式行走装置由于底盘结构和沈阳化工大学 科亚学院 学士学位 论文 文献 综述 3 承载能力的限制,只适用于中小型挖掘机。机械传动挖掘机的主要技术参数是铲斗容量,常据以计算机械生产率和估算运土车辆的车斗大小。此种挖掘机由于重量大、机构性能不能很好地满足作业要求、操纵不轻便,故中小型机已基本上被液压传动挖掘机所取代。 液压传动单斗挖掘机利用油泵、液压缸、液压马达等元件传递动力的挖掘机。油泵输出的压力油分别推动液压缸或马达工作,使机械各相应部分运转。常见的是反铲挖掘机 (见彩图 )。反铲作业时, 动臂放下 ,作为支承,由斗杆液压缸或铲斗液压缸将铲斗放在停机面以下并使之作弧线运动,进行挖掘和装土 ,然后提起动臂 ,利用回转马达转向卸土点,翻转铲斗卸土。整机行走采用左右液压马达驱动,马达正逆转配合,可以进、退或转弯。轮胎行走也有由发动机经变速箱、主传动轴和差速器传动的,但机构复杂。中小型机多采用双泵驱动,也有再添设一泵单独驱动回转机构的,可以节省功率。液压传动挖掘机的主要技术参数是铲斗容量,也有以机重或发动机功率为主要参数的。此种挖掘机结构紧凑、重量轻,常拥有品种较多的可换工作装置,以适应各种作业需要,操作轻 便灵活,工作平稳可靠 ,故发展迅速 ,已成为挖掘机的主要品种。3 单项 挖掘机 装置发展概况 : 最早的挖掘机设备室用于十六世纪 意大利威尼斯运河的疏浚工作。 随着工业发展,科学技术的进步,单斗挖掘机也由于新技 术、新工艺的采用而不断地发展改进 ,但它的基本工作原理至今未变。动力装置以及控制方式的不断革新,基本上反映了挖掘机发展的以下几个阶段: (1)蒸汽机驱动的挖掘机,从发明到广泛应用,大约经历了 100年。当时主要用于开挖运河和修建铁路。结构型式由轨道行走的半回转式,发展到履带行走的沈阳化工大学 科亚学院 学士学位 论文 文献 综述 4 全回转式。 (2)挖掘机传动型式的液压化,是挖掘机由机械传动型式的传统结构发展到现代结构的一次跃进。随着液压传动技术的迅速发展,四十年代至五十年代初挖掘机开始应用于液压传动,并且由半液压发展到全液压传动。产量日益增长,六十年代初期液压挖 掘机产量占挖掘机总产量的 15%,发展到七十年代初期占总产量 90%左右,近年来,西欧市场出售的挖掘机几乎己全部采用液压传动。与此同时,斗轮挖掘机、轮斗挖沟机等工作装置和臂架升降等部分也采用了液压传动。大型矿用挖掘机在基本传动型式不变的情况下,其工作装置也改为液压驱动。 (3)控制方式的不断革新,使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操作和电气控制,无线电遥控。最近又出现了电子计算机综合程序控制,控制人员可在远离施工现场的集中控制室内通过工业电视监视数台挖掘机工作。 (4)现在的挖掘机 趋向于 大型化、微型化、多能化和专用化。大型矿用挖掘机将继续增大斗容量以降低挖方单价。结合城市和农村建设需要,则发展轻便灵活的微型机。产量大的中小型机趋向于一机多能,发展多种工作装置,以便进行不同作业。为解决特殊施工,还要发展低比压、低噪声、水下专用、水陆两用等特种专用挖掘机。 4:现拥有单斗挖掘机的厂家 : 深圳玉工机械有限公司 沈阳化工大学 科亚学院 学士学位 论文 文献 综述 5 沃尔华集团 式液压挖掘机 小松 掘机 三一重工股份有限公司 型挖掘机 沈阳化工大学 科亚学院 学士学位 论文 文献 综述 6 卡特 ) 313D 系列 2 液压挖掘机 徐工集团 藤挖掘机 阳化工大学 科亚学院 学士学位 论文 文献 综述 7 龙工挖掘机 掘机 厦工机械股份有限 公司 带式液压挖掘机 沈阳化工大学 科亚学院 学士学位 论文 文献 综述 8 沃尔沃 240 挖 掘 机 设计总结 : 挖掘机手臂是由液压缸控制的因此要对液压传动 、 液压缸 和液压泵 的运作做逐一了结。 液压传动原理 以油液作为工作介质,通过密封容积的变化来传递运动,通过油液内部的压力来传递动力。 1、 动力部分 将原动机的机械能转换为油液的压力能(液压能) 2、 执行部分 将液压泵输入的油液压力能转换为带动工作机构的机械能。 3、 控制部分 用来控制和调节油液的压力、流量和流动方向。 4、 辅助部分 将前面三部分连接在一起,组成一个系统,起贮油、过滤、测量 和密封等作用。 沈阳化工大学 科亚学院 学士学位 论文 文献 综述 9 在一定体积的液体上的任意一点施加的压力 ,能够大小相等地向各个方向传递 每个液压缸将按各自的速度拉或推 ,而这些速度取决于移动负载所需的压力 . 在液压缸承载能力范围相同的情况下 ,承载最小载荷的液压缸会首先移动 ,承载最大载荷的液压缸最后移动 以达到载荷在任一点以同一速度被顶升 ,一定要在系统中使用控制阀或同步顶升系统元件 . 然而液压泵则 为液压传动提供加压液体的一种液压元件 其 工作原理是运动带来泵腔容积的变化,从而压缩流体使流体具有压力能。 参考文 献 (1)冯培恩,邱清盈,潘双夏等;机械产品的广义优化设计进程研究;中国科学( 1999 (2)石来德,袁礼平等;机械参数电测技术; 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矿业机构 ; 创造性思维 ; 多用的功 a or by at of in in to of by to of on in a in a or is at in by by of to of is of or in of of or in be or be in be be be a or a 目 录 绪论 . 1 第一章 单臂挖掘机反铲工作装置介绍 . 2 第二章 挖掘机手臂的工作设置 . 4 臂的结构形式: . 4 合式动臂与整体式动臂相比各有优缺点 . 4 定 斗杆的安装形式和铲斗的结构形式 . 4 齿安装方式 : . 5 斗的结构形式 : . 5 计步骤及参数选择: . 6 型设计 . 7 斗参数设计 : . 7 型计算 . 7 臂的参数选择: . 8 杆参数计算: . 11 杆连杆参数设计: . 13 第三章 液压元件的选择及系统的计算 . 14 要参数的设定: . 14 斗油缸作用力的确定: . 14 杆油缸作用力的确定 . 16 臂油缸作用力计算 . 17 压系统计算 . 17 压传动计算 . 18 第四章 强度校核计算 . 20 设计结论 . 25 结论 . 26 参考文献 . 27 致 谢 . 29 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 绪论 1 绪论 液压挖掘机开发的机械工作过程的基础上,是一种尖端切割土壤和铲斗装满提升,转向卸土的位置,清空铲斗挖掘位置和下后再次启动,液压后,挖掘机是一种土方机械的运行周期。 液压挖掘机的机械传动,工业与民用建筑,交通,水利建设,露天开采和军队现代化建设,在工程广泛的应用,并且是不可缺少的各种建设条件是一个重要的机械设备。在建项目,可用于苦坑,排水沟,拆除的旧建筑,平坦的地方,在使用工作装置中,可卸 可装 ,安装,打地基,脱出其根源。在水利建设,水库,运河,水坝可用于基坑,排水和灌溉沟渠,疏浚和深挖原有的渠道,等开挖在铁路,公路,土石方,路基建设,平整场地,用来挖掘道路开挖水渠的建设。 在石油,电力,通信基础设施和市政建设,电缆和管道等的挖掘采矿在 开放领域,可用于剥离矿石或煤炭,也可用于队旗,装载和钻井作业。在军事工程,或用于道路建设,挖战壕和掩体,建有各类军事结构。因此,液压挖掘机品种的工程机械是最重要的一条,减少繁重的体力劳动,提高施工机械化水平,加快建设进度,推进工程建设的发展,起着很大的施工部门统计,一 埋在土壤中,每类相当于生产率工作。因此每天约 300 300名工人,发展液压挖掘机,以提高劳动生产率加快国民经济的发展具有十分重要的意义。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 单臂挖掘机反铲工作装置介绍 2 第一章 单臂挖掘机反铲工作装置介绍 图中为反铲工作装置为单臂挖掘机时 的一种主要工作 结构 , 单臂反铲工作装置是由 1动臂、 2动臂液压缸、 3斗杆液压缸、 4斗杆、 5铲斗液压缸、 6铲斗、 7连杆和 8摇杆组成。单臂挖掘机特点是因为各构件之间都运用的是铰接连接,并通过改变各液压的运动缸运行周期来改变工作过程中的各个动作。动臂 1通过 动 臂 液压缸 2的支撑 将下铰点 与 回转平台铰接 ,动臂 的升降是由动臂的倾角大小决定的, 只有改变动臂液压缸的运动周期即可改变动臂倾角。动臂的上端和斗杆 4铰接于,斗杆绕铰点转动,斗杆与动臂的相对转角由铲斗液压缸 5控制,当斗杆液压缸运作时,斗杆通过绕动臂的上铰点转动来 改变转角 。斗杆 4 的末端与铲斗 6铰接,因此铲斗绕铰点转动是由铲斗液压缸 5的伸缩来控制。为了便于增大铲斗的转角,铲斗液压缸一般由连杆7和摇杆 8连接再与铲斗连接。液压挖掘机反铲工作装置主要用于挖掘停机面以下的土壤,如基坑等,其挖掘轨迹是由各液压缸的运动及其组合来控制。然而反铲液压挖掘机的工作过程,则是先将动臂放置至挖掘位置,然后转动斗杆连接铲斗,当挖掘至装满铲斗时,便提起动臂使铲斗离开土壤,边回转边提升至卸载位置,使转斗卸出土壤,然后再回周而复始转至工作装置开始下一次作业。动臂液压缸主要作用是调整工作装置的挖掘位置,一般 不可单独挖掘土壤;而斗杆挖掘可获得较大的挖掘行程,使挖掘力小一些。转斗挖掘的行程较短,为使铲斗在转斗挖掘结束时装满铲斗,需要较图 1 1 整 体 式 弯 动 臂沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 单臂挖掘机反铲工作装置介绍 3 大的挖掘力以保证能挖掘较大厚度的土壤,因此挖掘机的最大挖掘力一般由转斗液压缸实现的。工作效率 因采矿和开采的行程很短,所以转向挖掘可用于消除障碍或提高实践,熟练运用的液压挖掘机的人员可根据实际情况,从而合理的控制液压缸,准确运用所有的液压缸液压气缸,以达到最有效的挖掘。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 4 第二章 挖掘机手臂的工作设置 井架是在工作单元的主要成分,所述斗杆的结构通常依赖于可动臂的分 为两类,积分和模块化的结构。简单的直动臂结构,重量轻,紧凑的布局,它主要用于悬挂挖掘机,挖土装置整体的可动臂的常见的形式是有用的,以获得更大的采矿转动可动臂在弯曲结构的形状和强度,值得指出的是,有时采用臂的三个变化是有益的,以减少弯曲的应力集中。积分斗臂结构简单,价格优廉,相同的结构结合可动臂是光缺点是替代能力低,差为了扩大其机械通用性,增加其需要配几套普通工作装置,用于类似于长期的操作是更合适的积分可动臂结构。 合并的可动臂通常用于弯曲所述臂是两种的结合,有辅助连杆(或液压缸)连接,另一种抽苔。 合式动臂与整体式动臂相比各有优缺点 定斗杆的安装形式和铲斗的结构形式 将合并的可动臂的主要优点是: 0分钟,通过液压缸连接时可以调节来调整。 后简单地解决的主要更换设备的统一的问题越多,更换也一般情况下,动臂装置要求能适应各种作业,也不需要改变。 由于上述优点,结合可动臂的结构比和对可动臂理解 的 更复杂性,但它已被越来越广泛地在小型和中型一般的液压挖掘机的操作条件时,使 用组合的可动臂是比较合适的。 设计操作条件是单一的,因此选择整体动臂。臂也具有整体的和模块化二,大部分的沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 5 挖掘机采取和,当需要调整或杠杆臂长度改变斗杆被使用,或在斗杆上设置 2 4为调整时,提供选择和可动臂孔端利用反铲结合斗杆。 齿安装方式 : 至今为止挖掘机安装的方式有两类,第一种 就是 大多采用螺栓连接 q二种使用橡胶卡销结构 q 由于本次设计斗容量 q=0.2 此斗齿安装方式为螺栓连接 斗的结构形式 : 合理选择的桶 参数和结构形状在挖掘机操作效果是非常铲斗操作目标是多方面的,不同的操作条件下,采用一个水桶,以适应任何困难的工作对象和为了满足具体的情况,尽可能提高了工作效率,一般挖土设备配备甚至十个不同桶的容量,桶的不同结构的形式。 至今为止,对于斗结构形式的研究尚处于现场试验,模型试验在实验室测试或阶段,没有建立例如某人的一次系统 表 不以反映的桶设计的合理性敏感,所以两种页岩的测试结果操作效果是不同的,切 割前中间稍微突起的桶中的一个,与没有横向齿,横向臂微凹,这些因素使得页岩开采电阻桶是相反。 对于各种桶结构中的一个统一的要求的形状是: 以不应该被铲斗内设置臂水平凸缘,如边缘与桶的底部的纵剖面形状应当适合于各种材料的运动。 此延长运转周期,减少使用铲斗容量如此有效地在国外已经被迫卸土泥桶。 宽度和材料的比例颗粒直径应大于 4: 1。当这个比例大于 50: 1不考虑的影响粒径,作为均质材料。 利于增加,以切断或损坏的阻力是很大的挖硬土或砾石从齿耙料出来的水桶和材料刚刚接触线挖掘的压力,形状,结构和安装尺寸参数是值得研究的,其主要的要求是采矿,阻力小,耐磨损,更换方便。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 6 表 2 作业条件 铲斗 编号 铲斗充满时间 ( s) 生产率 ( 10KN/h) 效率 ( %) 在页岩中 作 业 铲斗 1 铲斗 2 00 砂中 作 业 铲斗 1 铲斗 2 00 反铲装置总体方案包括以下几个方面: 确定与组合式或整体可动臂,并且可动臂的模块化组合或积分可动臂液压缸布置悬挂或类型下方的形状。 在所识别的积分可动臂,为下一个可动臂式液压缸装置的前面。 确保整体的或组合使用的斗杆,和合并的斗杆组合或独石斗杆是否可变转折点确定的积分杆。 设有参数 对于具有一定规模的工作中,动臂臂长比之间有很多时 2( 3)已呼吁反铲长动臂短臂,当 2的比例。本设计采用了中型解决方案,取= 桶的容量及主要参数,并考虑铲斗连杆传动比调整的需要与否。 量,系统循环注射方式,条件和达到制造诸如以确定液压缸,气缸,气缸的直径,总延伸率和的总收缩率的数量的要求结构尺寸,运动津贴,稳定性和因素如成分的运动的幅度一般取 = 别情况下为可动臂摆动角度和铰链点 置要求可以取 1 取 2 3 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 7 型设计 斗参数设计: 铲斗容量 q 、转斗挖掘半径 R ,斗宽 B 和转斗挖掘装满转角 2 (令 是铲斗的四个主要参数。 R 、 B 及 2 三者与 q 之间有以下几何关系 q =2s 1 2 (2 2) 其中: R 铲斗挖掘半径,单位 m; q 中: q =知 ),铲斗斗容量; B 铲斗斗宽,根据反铲斗平均斗宽统计值和推荐范 围,查表 2 6 ,取 B 2 铲斗挖掘装满转角,一般取 2 90 100,取 2 95 q 、 B 、 2 代入式 (3 1)得: 1 2R R 斗型计算 通过计算斗形尺寸来确定铲斗主要参数,常见铲斗斗形参数参考表 3。不同的形状的斗形是通过改变三角形 形状来 改变的 。 根据 比拟法得出斗形尺寸b =知 )、 知 ), 得到 : 1x =2x =3x =R =m = =40; =23; =108 H L = 斗齿几何形状 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 8 挖掘比阻力达到最小值是通过 改变 铲斗的几何形状。铲斗切削时的主要参数,如图 3中长度 L、铲斗容量 q、高度 H、宽度 B、切削角、刃角和后角等参数的选择都对挖掘比阻力有直接影响。 为使斗侧壁不参与切削, 铲斗应装有侧齿。 齿宽 b q = (2齿长 l q 齿距为: a =(3.5)b =(m,取 a =前臂与切削面的间隙取 f =由于铲斗宽度 B=宽与齿距之和为 因此铲斗装有 3个齿。 切削角 对切削阻力影响也很大。通常,挖 级土时,斗切削角为 20 35(较大值适用于硬土,小值适用于一般土),常用切削角为 30,本次设计取 30,后角 不应小于 5,切刃角取 25。 臂的参数选择: 铲斗容量 q 据单臂液压挖掘机的有关设计标准,通过类比法,选出参数机重 G 5吨。也可根据经验公式计算法,参考表 1,线尺寸参数 : 最大挖掘半径 R 1 =5 = (2最大挖掘深度 5 = (2 最大卸载高度 5 = (2据统计,最大挖掘半径 R 1 值一般与 l 1 + l 2 + 此由要求 R 1 ,已定的3K 可按下列经验公式初选 l 1、 l 2 : 311 ( 2 l 1 =K l 2 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 9 其中: R 1 =1K 经 计算得出: l 2 = l 1 = 1K l 2 = (2在三角形 1 、 l 1和3 其中: 1 动臂的弯角,采用弯角能增加挖掘深度,但降低了卸载高度,但太小对结构的强度不利,一般取 120 140,取 1 140; l 1前面已算出为 3K 动臂转折处的长度比 一般根据结构和液压缸铰点 B 的位置来考虑,初步设计取3K 3K 因此根据公式:可以算出 41l 、 42l 、3913231c o ( 2 39= 42241212422 ) 经计算得出: 1l = 42l = 39= 斗杆液压缸全缩时 =832 最大(图 3 12),常选 (832 )160 180 32 )170。 取决于液压缸布置形式,(图 3动臂液压缸结构中这一夹角较小,可能为零。单臂挖掘机 动臂液压缸 其铰点一般置于动臂下翼加耳座上, 的下面。初定 5,根据已知 ,解得 由图 3) 211m a a x3 s i n (s i 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 10 32118m a a 180s i n ( ( 2 由图 3深度绝对值的表达式为 1152m i a x1 s i n)s i n ( ( 2 将这两式相加,消去5l, 并令 A 11 2 , B A +8得到: H l 1 )- A) +2l )=0 式 ( 2 又特性参数: 4K ( 2 因此 14K 2124m K ) ( 2 将上式代入式( 3得到一元函数 f(=0。式中 经计算得出: 最后由式 ( 355l11m a i s s ( 2 70s 7s 其中: 1l =2l A 由于履带总高 35 似取 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 11 然后,解下面的联立方程,可求和:=72 )=2122 ) 72 )=2222 ) ( 2 于是: 5 x ( 2 1L = 经计算得出: l=上述结果联系实际 的到下列几何公式 : + = ; | - =1 杆参数计算: 斗杆挖掘过程中,切削行程较长,对于土 的切削能力 在挖掘过程中视为常数,通常取斗杆在挖掘过程中总转角g=50 80 ,在本次设计g 65,这时半齿的运行行程为:中:6r 斗杆挖掘时的切削半径,6r 取2 杆挖掘时的切土厚度 001 01 (2沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 12 式中0K 挖掘比阻力,由表 0 10 查得,0K 20(级土壤以下) 土壤松散系数近似值取 斗杆 2l 与铲斗3l和 间,为了满足下铲和最终卸载及运输状态的要求,铲斗的总转角往往要达到 150 180, 322m os (2 0 0 0K、 q 、g、3m a 232m a a (P )( m 其中:根据公式计算得出 2P 杆液压缸初始力臂20余弦函数。设20 ,则 9m a a c 2 (2由图 3 13,取20 ,求得 12s a 其中斗杆摆角范围大致在 105 125,取 105) 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 挖掘机手臂的工作设置 13 )2co s (2 m a i i = )2105c o s (2 =杆连杆参数设计: 通过对几何要求和结构分布的角度要求考虑,重要是保证铲斗六连杆机构在3保证 四边形 任何情况皆成立。根据铲斗六连杆机构的要求,凭借外界有力因素选出可行的方案: 阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压元件的选择及系统的计算 14 第三章 液压元件的选择及系统的计算 要参数的设定: 系统的工作压力,流速,以及两者的乘积,即液压动力的系统是液压系统设计的主要参数,常常选定的工作压力,同时根据所叙述的移动速度执行元件,来确定其流率。 由于本设计结构简单质量较轻所以选液压功率小于 40作压力取 p 16000 斗油缸作用力的确定: 为了容易观看 如图 4 1 所示 ,忽略土和斗的质量,同时忽略所有机构质量及器之间的工作效率影响因素,对铲斗油缸作用力为: l 3铲斗油缸作用力对摇臂与斗杆铰点的力臂(此位置为摇臂长度), cl 的力臂, m; 大铲斗挖掘阻力, N; 最大铲斗挖掘阻力为: 1 7 0 0 0)c o 012 a xm a (3式中 C 土壤硬实密实计打击次数,对级土壤, C 9 15, 对级土壤, C 16 35;本设计取 C 15。 铲斗与斗杆铰点齿尖距离,即铲斗的转斗切削半径, m; 挖掘过程中总转角的一半,即最大转斗挖掘力位置,已得出 k 切削刃宽度影响系数, 1 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压元件的选择及系统的计算 15 切削角变化影响系数,取 斗齿的影响系数,取 齿时取 1); 前边斗齿对地面倾斜角度的影响系数,取 得出: 因此把入式 4 1 得: N 而 此 时动臂油缸及斗杆均处于 关闭封锁 状态, 得出 斗杆油缸 的 闭锁力 gFl 2式中 斗杆油缸闭锁力 考图 4 1 由 的力臂,由 l 2F 对斗杆与动臂铰点 B 的力臂,由 2F 挖掘阻力的法向分力,取 2F ( 0.2) 2F 因此 臂油缸闭锁力应满足: 25l A 式中 5l 动臂油缸闭锁力 的力臂,5l 的力臂, 2F 对铰点 A 的力臂, 因此 阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压元件的选择及系统的计算 16 杆油缸作用力的确定 如图所示忽略所有机构 的重量 和连杆机构效率的影响,斗杆油缸作用力 gF式中: 由 由 图得, 得出:此时铲斗油缸及动臂油缸处于闭锁 状态,所以铲斗油缸闭锁力 dF 由 l 由 得出: 臂油缸闭锁力 2l A 式中 : 由 由 忽略不记; 5l 由 l 出: 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 液压元件的选择及系统的计算 17 臂油缸作用力计算 运动过程中中最大提升力,是由动臂油缸的作用力决定的,同时可以提高铲斗装满土壤时 的位置 至最佳卸载位置进行卸载,其计算简图 4 3所示,此时动
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本文标题:挖掘机手臂设计【3张CAD图纸+毕业说明书论文】
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