反铲式挖掘机设的计.docxVIP

专业：城轨一班姓名：王波学号导教师：温亚莲第一章:绪论1.1:设计题目及简介设计题目：反铲液压挖掘机工作装置设计A反铲式是我们见过最常见的，向后向下，强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘，基本作业方式有：沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。反铲装置是液压挖掘机重要的工作装置，是一种适用于成批或中小批量生产的、可以改变动作程序的自动搬运和操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合图1.1：挖掘机设计数据与要求题号铲斗容量挖掘深度挖掘高度挖掘半径卸载高度铲斗挖掘力A0.8m34.39m4.64m5.52m2.66m52KN设计任务1、绘制挖掘机工作机构的运动简图，确定机构的自由度，对其驱动油缸在几种工况下的运动绘制运动线图；2、根据所提供的工作参数，对挖掘机工作机构进行尺度综合，确定工作机构各个杆件的长度；3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。4、?编写设计计算说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。1.2：反铲式挖掘机简介挖掘机的动力臂、斗杆臂、铲斗、液压缸等都是用铰链方式连接的。因为，铰链连接方式使被连接部件只具有一个“自由度”绕销轴中心旋转。首先，挖掘机的工作机构是利用“三角形稳定性”原则设计，根据杠杆原理进行力学计算，根据双作用液压缸的工作特性选型、安装而成。双作用液压缸：伸出力比较大、速度慢，收缩力比较小、速度快，工作平稳，操控比较精准。??工作臂：作为阻力臂进行计算，力矩为两销轴之间的距离。液压缸：作为动力臂进行计算，力矩为工作臂原点销至液压缸动点?销。力学计算：系统压力：是提供液压缸工作的最大工作动力。液压缸：活塞面积是动力大小的关键数据，F=P*A。活塞杆直径，是影响液压缸反工况力学参数的关键数据。??D越小，反工况力越大，速度越慢，活塞杆刚度越低；??D越大，方工况力越小，速度越快，活塞杆刚度越高。??注意：液压缸安装位置与工作臂具有较大的夹角，这是为力提高液压缸工作力的效率，同时，尽可能降低液压缸行程，从而降低整机成本，实现工作机最大效能——臂展长度、最大挖掘力、最大挖掘深度、最大挖掘速度等等性能参数。图1.2：挖掘机简图第二章：挖掘机机械原理2.1：计算挖掘机的自由度图：2.1 挖掘机工作装置简图自由度分析：可动构件11个，低副15个，有一个复绞2.2：挖掘机工作原理动臂下铰点铰接在转台上，通过动臂缸的伸缩，使动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动。依靠斗杆缸使斗杆绕动臂的上铰点转动，而铲斗铰接于斗杆前端，通过铲斗缸和连杆则使铲斗绕斗杆前铰点转动。挖掘作业时，接通回转马达、转动转台，使工作装置转到挖掘位置，同时操纵动臂缸小腔进油使液压缸回缩，动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和装载工作。铲斗装满后，铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油，使动臂抬起，随即接通回转马达，使工作装置转到卸载位置，再操纵铲斗缸或斗杆缸回缩，使铲斗翻转进行卸土。图2.2 反铲式挖掘机执行机构1-斗杆油缸；2- 动臂； 3-油管； 4-动臂油缸； 5-铲斗； 6-斗齿； 7-侧板；8-连杆； 9-曲柄： 10-铲斗油缸； 11-斗杆2.3：几个特殊位置的确定图2.3：反铲挖掘机工作范围图2.3.1：最大挖掘深度图2.4：最大挖掘深度示意图反铲最大挖掘深度是指动臂油缸全缩，FQV三点共线且垂直与基准面时，斗齿尖距基准面的垂直距离。2.3.2：最大挖掘高度图2.5 最大挖掘高度示意图反铲最大挖掘高度是指动臂油缸全伸，斗杆油缸全缩以及铲斗油缸全缩时斗齿尖距离基准地面的距离。2.3.3：最大卸载高度图2.6、：最大挖掘深度计算图反铲挖掘机的最大卸载高度是指斗杆油缸全缩，动臂油缸全伸时，QV连线处于垂直状态时，斗齿尖距离停机面的垂直距离。2.3.4：最大挖掘半径R图2.7：最大挖掘半径反铲最大挖掘半径是指斗杆油缸全缩，C、Q距离最大且C、Q、V三点一线并平行于基准地面时斗齿尖距离回转中心线的最大距离，此时动臂油缸和铲斗油缸的长度不在极限长度上。2.4：工作装置参数的确定图2.8：工作装置图2.9 参数图2.4.1：铲斗各参数的确定图2.10：铲斗液压挖掘机基本参数是表示和衡量挖掘机性能的重要指标，本文主要计算和验证铲斗、动臂、斗杆的尺寸。铲斗的主要结构参数有斗容量q、转角挖掘半径和平均斗容宽b，它们与铲斗装满转角之间存在如下的数学关系：式中为松散系数，与土的类别及其状态有关。参考文献，对三级土，其范围在之间，可选=。式（1）中挖