【《某小型履带式液压挖掘机工作装置的运动学分析案例》2500字】

某小型履带式液压挖掘机工作装置的运动学分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u15000某小型履带式液压挖掘机工作装置的运动学分析案例 1208731.1工作装置的构成 2288531.2动臂油缸与铲斗油缸的布置 4103421.3动臂及斗杆的结构形式 4159091.4铲斗与油缸的连接方式 443841.5铲斗的结构选择 4152261.6基本参数的确定 5293731.6.1斗杆和动臂的长度比 524151.6.2铲斗斗容与主参数的选择 5126932工作装置的运动学分析 6203262.1动臂运动分析 6251812.2斗杆的分析 858022.3铲斗的分析 9232582.2.1传动比的计算 9125282.2.2铲斗相对于斗杆的摆角φ3 10135492.2.3斗齿尖运动分析 1129862.2.4特殊工作位置计算 131.1工作装置的构成液压挖掘机机构的工作循环过程主要包括以下几个环节:将液压掘进机移动到适合作业的位置上;运用回转机构对转台进行转动，使其处于合理的作业位置上;对挖掘机的铲斗进行调整，使其处于即将要挖掘作业的位置上;运用铲斗和斗杆实施相应的挖掘工作;升起动臂，驱动转台使其转动到预定的卸土位置上;完成土方卸载以后，循环重复之前的动作REF_Ref10742\r\h[1]。本次设计的液压挖掘机的基本结构如图2-1所示。反铲由动臂2、铲斗5、连杆9、斗杆11和的液压缸组成。旋转平台与动臂的下铰点连接，通过动臂伸缩。在这种工作状态下，整个将围绕动臂下臂旋转。斗杆会在斗杆油缸的作用下绕位于动臂上的铰接转动，斗杆前段装铲斗，在连杆和杆液压缸作用下绕斗杆前面的点转动。在液压挖掘机反铲工作装置的设计上，除了要满足基本的工作尺寸、作业范围、最大挖掘力等要求以外，还要满足结构强度、刚度要求、经济行要求等其他性能要求REF_Ref10742\r\h[1]。在挖掘的期间，转盘的电动机启动。转盘开始转动，挖掘机的挖掘臂将旋转到指定的工作位置。动臂的腔压缩液压缸以降低工装的位置，铲斗将接触地面。驾驶人员将控制铲斗油缸或斗杆油缸。动臂液压缸的被流入的液油拉伸。此时，铲斗将被挖掘并装卸，铲斗满载后，铲斗缸以及斗杆缸停止当前动作。之后，在动臂液压缸腔体内注满油，动臂处于上升状态，旋转电机相应连接，使工装整体旋转到卸载位置，铲斗缸缩回铲斗以向上翻转以去除装载介质。但是，在实际的挖掘和应用工作中，由于受多种因素的影响，铲斗反向安装装置的多个液压缸在工作中的循环作用可以协调和多样。但综上所述，上述工作条件是理想的。挖掘机工装的铲斗臂和动臂为变截面箱梁结构，铲斗由较薄的钢板制成，并带有折弯机和焊接。每个油缸工作时仅考虑张力压力。图2-2工装图图2-3结构图1.2动臂油缸与铲斗油缸的布置正常情况下，油缸安装在动臂前部的下部位置，下部支撑点基本上布置在转盘中心上方的转盘上，这种布置有利于增加反铲挖掘机的挖掘深度。因此该方案将使动臂支点更加向前。当铲斗的容量为0.2时，双液压缸才能符合要求，结构1.2图：1.3动臂及斗杆的结构形式动臂的形状一般都是弯的，很少有直的，这种结构常常应用于形状较小的挖掘机。这种臂架结构不像组合臂架那样复杂，刚度符合要求。棒子有整体式和组合式两种。根据传统的类型选择。此外，这种设计方阿布简单方便。1.4铲斗与油缸的连接方式与传统的布置相比，这种布置可以在油缸长度设定为一定值时获得较大的工作角度，提高工装在工作时的传动特性。在这种布置下，杆1和2的铰接方式减小了铲斗的角度，能给挖斗足够的力。如下图所示。斗杆连杆斗杆连杆铲斗铲斗33图2-4铲斗连接图1.5铲斗的结构选择选择铲斗时也有一定的要求，要符合下面几种要求：1.物料可以自由流动。内壁应尽可能光滑平整，不得有突出的棱角。铲斗的底部形状应符合各种材料的流动物理规律。1.在卸载的时候应使物料卸载殆尽。3.考虑到工作中会发生抖动，为了防止物料滑出，物料粒度与铲斗宽度的比例应小于。4.当大于50时，不需要考虑粒度。根据上述要求，选择的铲斗如图2-5所示。图2-5铲斗斗齿的连接与安装如2-6所示。图2-6结构示意图1-卡销；2–橡胶卡销；3–齿座；4–斗齿1.6基本参数的确定1.6.1斗杆和动臂的长度比本设计是一种适应性强的液压挖掘机，工作装置通常不会更换，因此可以选择中间方案，取K1值介于1.3和1.0之间。如果K1的值很大，则工具的结构重心将更靠近车身。K1=1.46，即。1.6.2铲斗斗容与主参数的选择根据经验公式和类比法，平均宽度取B=750毫米，切削半径取R=800毫米。对动臂缸进行测量，将其内径确定下来，为，对其活塞杆进行测试并确定其直径，为，斗杆缸内径与活塞杆直径分别为、。铲斗缸的内径已经确定，为，活塞50毫米。根据经验，选择每个延伸长与整个收缩长的比:根据要求，工作和闭锁两大压力分别为。2工作装置的运动学分析2.1动臂运动分析图3-1摆角范围简图；B、C分别代表的是油缸下铰点、上铰点、动臂下铰点。在三个点所构成的三角形ABC中：3-1图3-2F、C点坐标计算简图在动臂的三个基本位置点构成的三角形FCB中：（3-2）由图3-2可得到ɑ21的表达式：（3-3）F点的坐标为（3-4）C点的坐标为（3-5）动臂油缸的力臂e1（3-6）可得最大作用力臂2.2斗杆的分析在三个铰点构成的三角形DEF中（3-7）从以上关系中，我们可以得到动臂的摆动范围φ2max（3-8）则斗杆的作用力臂（3-9），。2.3铲斗的分析在这个图中铲斗上每个点的运动可以看作是L1，L2，L3的函数关系，但我们只需考虑铲斗相对斗杆的运动，如3-4图所示。图3-4传动比计算简图2.2.1传动比的计算首先我们对上图进行简要分析，简单计算后，可以算出以下数据：在几何图形△HGN内在△QHN中（3-11）在△GJM中（3-12）在四边形GDCH中（3-13）铲斗油缸在N点的力臂（3-14）HK在N点的力臂r2（3-15）HK在Q点的力臂r3（3-16）总传动比（3-17）2.2.2铲斗相对于斗杆的摆角φ3挖斗某一瞬间工作位置的转角为（3-18）在△QFN中（3-19）（3-20）2.2.3斗齿尖运动分析见图3-5所示，由斗齿尖V点的坐标值做出如下推导由F点知：（3-21）在三角形中（3-21）（3-22）（3-23）在三角形中图3-5齿尖方程推导图斗杆转交的计算（3-24）通过知：（3-25）通过知：（3-26）由Q点知：（3-27）通过中：（3-28）通过中：（3-29）通过中：（3-30）通过：（3-31）=∠KQV2.2.4特殊工作位置计算1.以作为最大挖掘深度图3-6最大挖掘深度计算简图见图3，可以看到如果杆全部处于收缩状态，则可以看到F、Q、V的状态，即三点共线，垂直时，对最大挖掘深度进行计算:=YC+l1Sin（）-l2-l3（3-32）2.最大卸载高度H3max图3-7计算简图通过下面的公式进行计算，确定最大高度:（3-33）2