河南科技大学毕业设计（论文）
第二章 工作装置设计
该挖掘机工作装置为反铲装置，采用如下结构方案： 一、采用整体式弯动臂，动臂油缸下置式。 二、采用整体式斗杆。
三、动臂与斗杆的长度比，采用中间方案，即特性参数k1=取k1=1.889。
l1在1.5~2之间。l2
§2.1动臂机构
§2.1.1动臂机构参数选择
最大挖掘半径一般与动臂长、斗杆长和铲斗长的和值相等，按经验公式取其值R1=l1?l2?l3?7.6446米
如图，在三角形CZF中，取：动臂弯角?1=120°，特性参数k3=1.2。 得： l41?l1=2.197 （米）
21?k3?2k3cos?1l42?k3l41=2.637 （米） ?ZFC??3922l42?l12?l41?cos()=27°
2?l42?l1?1可得到，在图2-1三角形CZF中，?ZCF?33°，?BCZ?5°，
?BCF??2?28°。
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ZBCFQVA
图2-1
取k4?0.96,?11=60?基本用于反铲。斗杆全缩时?CFQ为最大值，取为160°。考虑结构尺寸、运动余量、稳定性构件运动幅度等因素，取?1?1.7,?1min?30 因：k4?sin?1max
?1sin?1min得：?1max?125°
?2?1??2) 又因： ?1min?cos(2??1?1max22?2?1??1??cos()
2??1,??2.1065 得： ??2.9129符合下列几何条件：??1??,1?????
即得： YA?H0?l5?sin?11?0.977（米）
l7?l5??1.939（米） L1min?l5?=1.403（米） L1max??1L1min=2.384（米）
这样，动臂机构的全部参数初步选出。 §2.1.2 校核动臂力矩特性
一、最大挖掘深度时动臂油缸的闭锁能力P1'X足以克服正常挖掘阻力W1J 即： P1'Xl7l5sin?1min?MG?W1J（H1max?YC）
L1min５
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式中为工作装置重量时c点的力矩。工作装置重量参照表２－７估计如下表所示：
表2-1工作装置重量估计值
重 量（吨） 动臂 斗杆 铲斗 斗杆缸 铲斗缸 连杆摇杆 G1 1 G2 G3 G4 0.17 G5 0.11 G6 0.1 0.4 0.42 代入数据后计算可得：左＝43?42.6＝右，即满足要求。 二、满斗处于最大半径时动臂油缸应有足够的提升力矩。 即：MT?2e1P1?MZ
估计土重GT?1.7?q?1020吨，载荷力矩的近似表达式：
MZ?G1?4?0.5?l1?GG?D(l1?0.7l2)?GT(l1?l2?0.5l3)=14.224 （吨/米） 如图2-2示，三角形FCQ中?CFQ?160°，可得：
图2-2
2l23?CQ?l12?l2?2l1l2cos?CFQ?6.324（米）
ZBCVAFQ?3422l12?l23?l2??FCQ?cos()=6.9°
2l1l23?1?ACB??11??34??2=94.9° 又有在三角形ABC中，
AB?l1?l72?l52?2?l7l5cos?ACB?2.1032（米）
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22l?L1?l7?CAB?cos?66.7°
2l5L12?15得： e1=l5sin?CAB?0.6116（米）
取动臂油缸直径D=125毫米，工作压力p?250公斤/厘米2。
D12?=122.656 （厘米2）， 则动臂油缸大腔作用面积：F1= 4油缸的推力：P1?pF1=30.664 （吨） 油缸提升力矩：MT=39.024（吨/米）>MZ
满足要求。
（3）满斗处于最大高度时的动臂缸应该有足够的提升力。
按（2）同类方法计算可得：e1?l7l5sin?1max1L1max=14.124 （米）
显然，满斗处于最大高度时的载荷力矩要小于满斗处于最大半径时的值， 故MT=28（吨/米）>MZ，满足要求。 §2.2 斗杆机构
根据斗杆挖掘阻力计算，并参考国内外同类型机器斗杆挖掘力值，取最大挖掘力为80KN或8t，斗杆油缸直径D=125毫米，工作压力p?250公斤/厘米2。
D2?=122.656 （厘米2） 则：斗杆油缸大腔作用面积：F2= 4油缸的推力：P2?pF2=30.664 （吨） 最大作用力臂：e2max?l9?如图2-3：
PGmax(l2?l3)=0.867 （米）
P2７
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L2maxL2minDE0EZF
图2-3
取斗杆摆角?2?90°，?2?1.7。
2l9sin?2则：L2min?2?1.592（米） ?2?12l8?L2?l2MIN9?2L2minl9cos(???2max2)?2.249（米）
斗杆上?EFQ=138°，?DFZ=5°。
§2.3 铲斗机构的参数选择
一、基本参数的选择 如图2-4：
GHMFNQKV0V
图2-4
在铲斗连杆机构中可取F、N、Q三点一直线。取k2?0.34,?10??KQV?105°。
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