普通挖掘机反铲装置的结构设计与研究大学论文 - 图文(4)

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在挖掘过程中物料向铲斗中的流动；太大又不利铲斗挖掘力的正常发挥，并太大还会导致铲斗的斗容量过大。

对于铲斗的结构形状：①铲斗的内壁、外壁要光滑；②一般铲斗的前部比后部略宽，斗口比斗底，其倾角一般在2-5度；③为了使铲斗内的物料不掉出，设计时应尽量让铲斗的弯曲弧度大一些。 2.3.3、动臂机构的设计

2.3.3.1、动臂的结构形状及动臂机构上铰接点位置的设计

如图2-3所示，根据查阅资料知动臂弯角

?1的取值范围一般在110-140度，

小的动臂弯角有利于增大挖掘深度，但挖掘高度会降低且对结构不利，因为弯曲部位会产生应力集中；

?1越小造成的应力集中现象就会越容易出现并且应力的

值也会比较大；图中的比值k2=UF/UC能够确定B点的位置。U、B一般不重合，

k2取值范围为1.1-1.3；l1/l2=1.1-1.3。

前面已经知道选择的动臂油缸的伸缩比为1.6-1.7。

图2-3 动臂上各位置示意图

通过观察各种型号的挖掘机我们知道动臂与回转平台的铰接点C一般设置在位于A的后面并且低于高于A的水平面，

?11?40~50，从挖掘机的设计手

00册我发现l5的取值是取动臂油缸最短长度的0.5-0.6长。B点一般选择取在动臂弯曲部位的下方。

2.3.3.2、动臂的几何参数的确定

参考WY200型号的挖掘机和设计手册初选

?=，伸缩比为1.65，动11200全套设计（图纸）加扣扣 194535455

臂油缸数目为2，缸径D1=140mm,活塞杆直径d1=90mm,确定U点的位置：

l1= lUC?lUF?2lUClUFcos?1 （2-3）

22根据k2=UF/UC得： lUC?l211?k2?2k2cos?1 （2-4）

取lUC=2175mm，则lUF=3864mm 2.3.4、反铲斗杆参数的确定

2.3.4.1、斗杆的结构形状及斗杆结构上各铰接点位置的布置

如图2-4中为斗杆油缸在此种情况下产生最大挖掘力所在的姿态；此时，斗刃与斗齿的运动曲线相切，相切后角度为零，则阻力臂按数学公式如下：

图2-4 斗杆油缸产生最大挖掘机

rG2?l3cos(2??)?（2-5）

?l2?(l3sin(2??)))2?2?l3sin??l(l3cos?)222

式中β-平面内斗刃与QV连线的夹角，一般在60左右。 根据力矩平衡公式推导出l9得： l9?0FGmaxFrG?4F22(l?n[DpGmax232sin??0l2?(l2cos))22222?(D2?d2)p]2 （2-6）

斗杆油缸的行程与斗杆的摆角?2max范围及l9有关，其中摆角可按参照同类机

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型初选，其参考范围在105~125。减小其值会减小挖掘机在挖掘过程中的作业范围；增大其值会增加斗杆的结构条件限制，使平均挖掘力减小。斗杆的实际挖掘转角（1/2-2/3）?2max之间，查阅资料得到D=140mm，d=90mm的斗杆可获得的最大挖掘力FGmax为82kN得到l9=1.3m。

2.3.4.2、确定D点的位置

按图2-5所示的几何关系，推导斗杆油缸和动臂的铰接点D与斗杆和动臂的铰接点F的距离l8的数学表达式如下：

00图2-5 斗杆结构参数

l8??l9?L2maxsin22max （2-7）

22参阅资料的得到公式：

2?2l9sin?2max2 （2-8） L2max??2?1其中，

?2为伸缩比为1.6-1.7，得到l8=2756mm

00 参考WY200型号的挖掘机和挖掘机设计手册，?EFQ?130~170，斗杆油缸伸缩比为1.6-1.7与前面选择的一样，为的是便于更换，斗杆数目为1，缸径为D1=140mm，活塞杆直径d1=90mm,摆角2.3.5、铲斗连杆结构的设计 2.3.5.1、铲斗连杆机构的设计要求： （1）要让铲斗在挖掘的过程中有足够转角。

?2max?105~125。

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（2）能够让挖掘机铲斗上的斗齿产生满足挖掘时所需的挖掘力，并且其力在挖掘时的变化曲线尽量跟挖掘阻力的变化曲线一致。 （3）机构不能发生干涉。 2.3.5.2、铲斗连杆机构的设计

根据前面铲斗的主要结构参数：如铲斗挖掘回转半径R（l3）、铲斗平均宽度b、铲斗上两铰点距离KQ、?KQV以及转斗挖掘装满转角2?铲铲斗连杆机构的尺寸参数。

根据前面除了铲斗的结构参数外，确定铲斗连杆结构还有其他结构主要参数如下：根据WY200机型和挖掘机设计手册知道，铲斗油缸的油缸直径D3=140mm,d3=90mm，铲斗油缸的伸缩比为1.6-1.7，如图2-6，根据相关文献，按以下数学公式关系选则铲斗连杆机构的主要尺寸参数：

max，从而初选反

图2-6 铲斗连杆结构等的示意图

KQ=1/3l3或KQ=（0.3-0.38）l3 （2-9） MN?KQ，HN?（1-1.5）MN，HK?HN，NQ?(0.7-0.8)MN，?MNH?0~10 根据式2-1、2-2、2-9以及同类机型与设计手册得KQ=476mm，?MNH=0，NQ=573mm，MN=577mm，HK=577mm 2.3.6、反铲工作装置设计的混合法

如图2-7所示，根据前面所选的参数，绘制机体外形尺寸、整机坐标系，标出主要工作尺寸（最大挖掘深度H1，最大挖掘高度H2，最大卸料高度H3，最大挖掘半径R1）、回转中心位置、回转底盘G1重心位置、平台重心G2位置及

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回转平台个高度h1。

图2-7 普通反铲工作工作装置设计基准参数

根据前面得到的的铲斗回转半径l3、铲斗平均斗宽b和铲斗挖掘转角2?max（100~110），在最大卸料高度H3之上标出铲斗与斗杆铰接点Q的最高位置水平线平线

300pp，最大挖掘深度H1之上标出铲斗与斗杆铰接点Q的最低位置水

784pp，如图2-8所示。