重庆大学工程机械作业317反铲斗机构设计.doc

《重庆大学工程机械作业317反铲斗机构设计.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、重庆大学工程机械作业3.1・7反铲斗机构设计3.1.7反铲斗机构的设计前面讨论了校核问题，即在丁作装置的结构参数和油缸参数均为已知条件下计算工作装置的运动几何参数和挖掘力参数，现在我们讨论根据给定挖掘力变化条件、铲斗的总转角及铲斗的最人转角來设计铲斗机构。1•铲斗机构的要求我们首先从图3.1.7-1到图3.1.7-4斗杆机构的四种姿态开始讨论铲斗机构的设计要求。■IIRil图3.1.7-1川kll图3.1.7-2图3.1.7-31图3.1.7-4铲斗机构由机架（在此是斗杆），油缸，摇杆，连杆和铲斗

2、上的摇臂构成。机构设计的要求（目标参数）有：1）铲斗半径L15,该参数的确定在斗型参数的选择屮U讨论过；2）铲斗最人挖掘力Fmax,我们在铲斗机构设计屮讨论的铲斗挖掘力是指铲斗挖掘时斗齿尖的力，铲斗最大挖掘力与整机质量相关，而且与挖掘工况，工作装置的配置有关，在同一个主机上工作装置作业范I韦I人，铲斗挖掘力应相应降低，反Z应予提高，在设计阶段屮可先类比同类机型的铲斗最人挖掘力确定，然后运用3.1.5第六部分整机挖掘力分析的方法对铲斗实际挖掘力进行分析，根据分析结果对铲斗最人挖掘力进行进一步的调整，

3、在铲斗机构优化设计屮铲斗最人挖掘力不直接出现而以FmaxXL15的形式即铲斗最人扭矩形式出现以减少计算的数据暈，在铲斗机构优化设计小铲斗最人扭矩Mmax应先确定好，作为优化的一个约束；3）最人挖掘力对应的铲斗转角Y4Fmax,见图3.1.7-30最人挖掘力对应的铲斗转角―般在-15o到-25o之间，Y4Fmax的确定主要与铲斗挖掘过程屮铲斗的主要挖掘的转角范I韦I及挖掘阻力的变化特性有关，铲斗的主要挖掘的转旳范围应该是一•个统计数，不同的挖机于有不同的挖掘习惯，日前缺少权威的统计数据，而挖掘阻力的

4、变化特性对不同的挖掘对象其特性是不同的，日前对挖掘阻力的变化特性研究还很不充分，在铲斗机构设计屮可参考现有机型。在铲斗机构优化设计屮Y4Fmax应先确定好，作为优化的一个约束；4）铲斗与斗杆共线时铲斗的挖掘力F，,一-般要求＞0.8Finax以保证铲斗开始挖掘时有足够的挖掘力，在铲斗机构优化设计屮作为优化的一个约束；5）铲斗汕缸力（推力和拉力），取决于系统压力，缸径，杆径，是铲斗机构设计的重要内容z—,由于系统压力在液压系统设计时已经确定可选范I韦I有限，油缸缸径的变化是个离散量，根据经验和类比同

5、等级的挖掘机即可初步确定缸径，在满足设计Id标的前提下，如果计算出的铲斗机构尺寸较人，可适当的增加缸径再重新计算，如果计算出的铲斗最人挖掘力比要求值人，可适当的减小粧径再重新计算，一■般试算两到三次即可最终确定缸径，为了简化铲斗机构的优化设计，在优化过程中铲斗油缸力作为常量处理；6）铲斗相对于斗杆的最大仰角Y4max，见图3.1.7-1o最大仰角Y4max,—般在30o到40o之间，也有部分机型达到45o,最人仰角与铲斗最人垂直挖深有关，在工作装置其它条件不变的情况下，仰角越人垂百挖深越深，在铲斗

6、机构优化设计屮最人仰角Y4max应先确定好，作为优化的一个约束；7）铲斗最人卷ffjY4min，见图3.1.7-2。最人卷角在X轴的下方，为了计算处理方便我们规定在X轴下方的角度为负值，因此严格的说铲斗最人卷角应称之为铲斗最小转角，为了符合习惯我们仍称Z为铲斗最人卷角，但一定要注意铲斗最人卷角越人，Y4min越小。最人卷角与挖掘机装载育关，动臂提升到一定高度后如果最人卷角不2足，斗口倾斜度就会较人，铲斗内的物体就会泄漏下来，影响装载效率。一般情况下铲斗的最人仰角与最人港角之和，也就是铲斗的总转角范

7、围在160o到175o范

8、韦

9、内，也有个别机型超过180o的。在铲斗机构优化设计小最人港角Y4min应先确定好，作为优化的一个约束；8）铲斗的特征角u9见图3.1.7-1,该角度主要与铲斗结构行关，一般设计在95。到105o度之间，该值不直接参与优化计算；9）直线P7P8与直线P8P5的夹角B,见图3.1.7-2,在保证铲斗油缸不与斗杆上盖板干涉的前提下，应尽可能的使P7点靠近斗杆上盖板以使结构紧凑，铲斗机构优化设计中P作为常量，若铲斗机构计算岀的结果使P7点过高或过低，可重新调整P值计算，一般调

10、整2到3次即可得到满意P7点位置；10）摇杆最人允许转4）max,见图3.1.7-1,保证铲斗油缸缸杆头部不与斗杆上盖板碰；11）摇杆最小允许转角见图3.1.7-2,以保证摇杆不与铲斗耳板相碰;12）最小允许bmin,见图3.1.7-2以保证连杆不与斗杆相碰。2.铲斗机构的模型为了容易求解，我们将铲斗机构简化为一个久连杆机构，见图3.1.7-5。L.图3.1.7-51）最人扭矩根据最人挖掘力和铲斗半径可得六连杆机构被动杆的最人扭矩为Mmax=FmaxL15公式3.1.7-12）油缸