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厦工xg804液压反铲挖掘机工作.doc

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机械设计 PAGE PAGE 23 课程名称:机械设计 设计题目: 厦工XG804履带式小型液压挖掘机 工作装置设计 院 系: 机械工程系 专 业: 工程机械 班 级: 10级1班 学 号: 姓 名: 李俊超 西南交通大学峨眉校区 2013年6月 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 一、设计题目简介 2 二、? 设计任务 2 三:设计内容 3 1、反铲挖掘机工作装置构成 3 2、运动简图 5 3、自由度 5 4、反铲挖掘机设计过程 5 4.1、特殊工作位置的计算 5 4.2、基本尺寸的确定 8 4.2.2、动臂机构参数的确定 9 4.2.3斗杆机构基本参数的确定 12 5.有限元分析 5.1动臂有限元分析………………………………………………… 5.1.1铲斗有限元分析: 16 五、总结 26 参考文献: 27 三:设计内容 1、反铲挖掘机工作装置构成 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. 图1-1 工作装置组成图 图1-1为液压挖掘机工作装置基本组成及传动示意图,如图所示反铲工作装置由铲斗5、连杆9、斗杆11、动臂2、相应的三组液压缸1、4、10等组成。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。卸完后,工作装置再转至挖掘位置进行第二次挖掘循环。 在实际挖掘作业中,由于土质情况、挖掘面条件以及挖掘机液压系统的不同,反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的、随机的。上述过程仅为一般的理想过程。 挖掘机工作装置的大臂与斗杆是变截面的箱梁结构,铲斗是由厚度很薄的钢板焊接而成。各油缸可看作是只承受拉压载荷的杆。根据以上特征,可以对工作装置进行适当简化处理。则可知单斗液压挖掘机的工作装置可以看成是由动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸及连杆机构组成的具有三自由度的六杆机构,处理的具体简图如1-2所示。进一步简化得图如1-3所示。 图1-2工作装置结构简图 1-动臂油缸;2-斗杆油缸;3-铲斗油缸 图1-3 工作装置结构简化图 2、运动简图 3、自由度 4、反铲挖掘机设计过程 4.1、特殊工作位置的计算 4.1.1、最大挖掘深度 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地面时,斗齿尖距基准地面的垂直距离。 图3-1 最大挖掘深度示意图 注:1、对于,当F点在水平线下方时为负值,否则为正值; 2、为负值。 4.1.2 图3-2 最大卸载高度示意图 卸载高度是指当斗杆油缸全缩,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。 4.1.3、最大挖掘高度 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。 图3-3 最大挖掘高度示意图 4.1.4、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。 图3-4 最大挖掘半径示意图 4.2、基本尺寸的确定 4.2.1 铲斗斗形主参数的确定 铲斗的主要结构参数有斗容量、转角挖掘半径和平均斗容宽,它们与铲斗挖掘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1.24~1.3之间,初选可近似取其中间值。式(1)中,挖掘转满转角是指铲斗从开始接触土壤到挖掘过程结束并脱离土壤的转角,并非铲斗的整个转角范围。试验和统计结果显示,该值一般在~之间,初选取。而为了满足挖掘,铲斗的总转角一般达到左右。根据相关
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