挖掘机的典型作业流程

1、挖掘机的典型作业流程(1) 整机移动至合适的工作位置(2) 回转平台，使用工作装置处于挖掘位置(3) 动臂下降，并调整斗杆、铲斗至合适位置(4) 斗杆、铲斗挖掘作业(5) 动臂升起(6) 回转工作装置至卸载位置(7) 操纵斗杆、铲斗卸载主机的工作有两项特殊要求：实现各种主要动作时，阻力与作业速度随时变化，因此，要求液压缸和液压马达的压力和流量也能相应变化；为了充分利用发动机功率和缩短作业循环时间，工作过程中往往要求有两个主要动作(例如挖掘与动臂、提升与回转)同时进行复合动作。液压挖掘机一个作业循环的组成和动作的复合主要包括：(1) 挖掘:通常以铲斗液压缸或斗杆液压缸进行挖掘，或者两者配合进行挖

2、掘，因此，在此过程中主要是铲斗和斗杆的复合动作， 必要时，配以动臂动作。(2) 满斗举升回转：挖掘结束，动臂液压缸将动臂顶起，满斗提升，同时回转液压马达使转台转向卸土处，此时主要是动臂和回转 的复合动作。(3) 卸载：转到卸土点时，转台制动，用斗杆液压缸调节卸载半径，然后铲斗液压缸回缩，铲斗卸载。为了调整卸载位置，还要有 动臂液压缸的配合，此时是斗杆和铲斗的复合动作，间以动臂动作。(4) 空斗返回：卸载结束，转台反向回转，动臂液压缸和斗杆液压缸配合，把空斗放到新的挖掘点，此时是回转和动臂或斗杆的复合动作。(5) 整机移动工况：将整机移动至合适的工作位置。(6) 姿态调整与保持工况：满足停放、运

3、输、检修等需要。(7) 其他辅助作业工况：辅助工作装置作业工况。SWE50I液压挖掘机的主要参数整机重量(kg)4680标准斗容(m30.18履带板宽(mm350高/宽/长(mm2593/1950/5321推土铲宽x高(mm)1960x300铲斗挖掘力(kN)44斗杆挖掘力(kN)26.7最大牵引力(kN)45.2动臂偏转角度（）50（左）75（右）行走速度（km/h）4.5/2.4爬坡能力（）30接地比压（kPa）31.3回转速度（rpm）10.1发动机YANMAR4TNV88-SSU最大扭矩（Nm）144排量（L）2.19功率/转速（kW/rpm）27.1/2200燃油箱容量（L）99主泵

4、类型2个变量柱塞泵,1个齿轮泵压力（Mpa24.5最大流量（L/min ）45.8 X2齿轮泵压力（Mpa21最大流量（L/min ）37液压油箱容量（L）73表2.2 SWE50H型液压挖掘机的作业参数最大挖掘高度4943mm最大卸载高度3389mm最大挖掘深度3302mm最大垂直挖掘深度2432mm最大挖掘半径5504mm最大停机面挖掘距离5373mm轮距1950mm履带总长2502mm平台离地间隙708mm底盘宽度1200mm履带宽度350mm底盘离地间隙313mm履带高度602mm运输长度3180mm司机室顶高2593mm运输宽度2080mm此时动臂油缸作用力（N）为:Fb(2.1)(

5、Gdt|dAGg lg A Gb|bA)13式中IdA-铲斗质心到动臂下铰点A的水平距离（m）IbA 动臂质心到动臂下铰点A的水平距离（m）|gA-斗杆质心动臂下铰点A的水平距离（m）l 3 动臂油缸作用力对铰点的力臂（m）Gg 斗杆所受重力（N）Gb -动臂所受重力（N）Gt -铲斗及其装载土壤的重力(N选取 Gdt = 1.5 103 N+mgGg = 4.3 103n, Gb = 5.14 103n, |dA = 3.8m,I gA=2.8m,|bA=1.2m, | 3 =0.55m.3其中铲斗的重力为1.5 10 N,根据公式msV(2.2)VVRkS(2.3)ks(2.4)式中 m

6、装载土壤的质量（kg)sV -平均有效斗容量（3-铲斗充满系数（m3）,根据工作环境，选择充满系数为1-自然情况下土壤的密度，根据工作环境，选择1750 kg mS -疏松后的土壤密度ks 土壤的松散系数，根据工作环境，取 ks 1.35代入数据，求得:FA，此时液压缸无杆腔工作面积 Ai应为有杆腔工作面积A的两倍。p.P 260000(13聲106=47.62 Cm2D=77.9mm d=0.707D=55.07mm(2.6)当按GB/T2348- 1993将这些直径圆整成就近标准值时得：D=80mm , d =63mm由此求得液压缸两腔的实际有效面积为 液压缸行程的确定GB/T2348-1

7、993标准的液压缸行程，则根据液压缸行程主要依据机构的运动要求而定。但为了简化工艺和降低成本，应尽量采用 技术要求，取行程为630mm 2.7液压缸结构参数的计算 2.7.1缸筒壁厚的计算对于低压系统或 D /16时，液压缸缸筒厚度一般按薄壁筒计算，公式如下:PyD(2.8)2n式中液压缸缸筒厚度Py 试验压力(Mpa)，当工作压力P P16 Mpa时，Py=1.25P，当工作压力P 31.5Mpa 时，Py =1.15P,这里应取 Py =1.5P =19.5Mpa。D 液压缸内径(m)-缸体材料的许用应力(Mpa，可通过下面公式求得：b(2.9)nb 缸体材料的抗拉强度(Mpa)n 安全系

8、数，n =3.5 5，般取n =5但对于锻钢45的许用应力一般都取=110(Mpa)7.091mm2 11019.5 80根据机械设计手册，取液压外缸直径为 Di =100mm.2.7.2液压缸油口直径的计算液压缸油口直径应根据活塞最高运动速度 V和油口最高液流速度V0而定，公式如下：do 0.13XV/V。(2.10)式中 do 液压缸油口直径(m)D 液压缸内径(m)V 液压缸最大输出速度(m/min)V0 油口液流速度(m/min)，根据机械设计手册，取V0 =7m/min同时对于单杆油塞式液压差动联接时，活塞的外伸速度为 ：Q vV 60(2.ii)A3式中 V -液压缸差动联接时，活

9、塞外伸的速度，可视为油口液流的速度(m/min)Qv 液压泵流量(m/s), Qv = 2 45.8 37128.6L/minA3 -活塞杆面积，其公式如下：A3-d2(2.12)4式中d 活塞杆直径(m)所以A3d20.312 10 24代入数据，解析以上公式得：d0 0.138 102 128.6 103/(0.312 102 7)2.5 102m，故取d0 25mm2.7.3缸头厚度计算本设计采用的是螺钉联接法兰缸头，其厚度的计算公式为:3F(D。&p)、山(2.13)式中h 法兰厚度(m)dcp 法兰内径(m)，根据机械设计手册，取dcp=9mmD0 -螺钉孔分布圆直径(m)，根据机械

10、设计手册，取D 0=12.5mm法兰材料的许用应力(Mpa)，取45钢，=120 MpaF 法兰受力总和(N)，其计算公式为：F -d2P (dH2 d2)q(2.14)44d 密封环内径(m)，根据机械设计手册，取 d 6mm dH 密封环外径(m)，根据机械设计手册，取 dH 8mmP 系统工作压力(pa)， P 13106 paq 附加密封力(pa)，若采用金属材料时，q值取屈服点，此处取材料为45钢，则q=110Mpa代入数据，求出得：故取 h 30mm螺钉联接可采用高强度螺钉 M16K 1.5(GB/T70.1-2000)联接,两端数量均为24件，螺钉精度等级为10.9级，其强度校核

11、，公式如下：4kF拉应力：2 =7.7Mpa(2.15)Zd0k*Fd 0剪应力：3 =3.1Mpa(2.16)0.2zd13式中k :螺纹拧紧系数，此处取k=1.25k1:螺纹摩擦系数，一般取k1 =0.12d0 :螺纹外径，根据机械设计手册，取d0=16mmd1 :螺纹内径，根据机械设计手册，取d1 = d0-1.0825 x 1.5 = 14.4mmZ :数量为24B：b螺钉材料屈服强度，取45钢，则t = 110Mpa得:n .231.310.0Mpa ，符合工况要求，则验证合格，可取。2.7.5活塞杆柔度校核计算4 L活塞杆细比计算如下：入= 入(2.17)d 2此处：L为折算长度，导向套中心至吊头尺寸，约630mm活塞杆直径d=63mm入活塞杆许用细长比，按规定拉力杆此处入100. 计算得错误！不能通过编辑域代码创建对象。，故满足要求，则活塞杆长度和缸筒长度的取值合格 柴油发动机的选择取泵的总效率p =0.8，泵的总驱动功率为:Pp2qv2(5.1)=23.74KW考虑安全系数，故取25KW查机械设计手册发动机参数表得:发动机机型号 YANMA功率27.1KW转速2200r/min 蓄能器的选择根据蓄能器在液压系统中的功用，确定类型和主要参数。在本液压系统中，液压缸在短时间内快速运动，由蓄能器来补充供油，则计算公式为:(4.2)V KAi