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该工况的具体简图如图所示。
取工作装置为研究对象,如图所示。
在该工况下存在的力有工作装置各部件所受到的重力作用在铲斗上的挖掘阻力,包括切向阻力法向阻力侧向阻力。
摇臂连杆动臂下铰点动臂油缸下铰点动臂与动臂油缸铰点动臂上铰点斗杆油缸上铰点斗杆下铰点铲斗油缸下铰点铲斗下铰点铲斗上铰点铲斗斗齿尖图斗杆第工况时的工作装置简图当斗杆油缸全缩时,通过前面可以得出,由图可知的向量可以表示为由前面的章节计算结果知,并初选。
在中解得在矩形中在前面已经初定为则连杆摇臂摇臂与斗杆的铰接点斗杆与铲斗的铰接点图铲斗受力分析简图由式可则可得此时铲斗的理论挖掘力初选该工况下铲斗重心到铰点的水平距离取铲斗为研究对象,如图所示,并对点取矩,则有工作装置所受重力对点取矩有到点的距离到点的距离法向阻力决定于动臂油缸的闭锁力,取整个工作装置为研究对象,则有则有得斗杆有油缸作用力的求解向量在轴上的模值如图所示,取斗杆带斗和连杆机构为研究对象,则有而此时的斗杆闭锁力,略大于,说明闭锁力足够。
横向挖掘力由回转机构的制动器所承受,即的最大值决定于回转平台的制动力矩。
故要先计算出制动力矩。
地面附着力矩其中摇臂连杆铲斗油缸的推力连杆的作用力摇臂的作用力图连杆机构计算简图在所设计的液压挖掘机中采用的是液压制动,由经验公式可求得回转机构的最大制动力矩取连杆机构为研究对象,如图所示,则有得如图所示,取整个铲斗为研究对象,以点为新坐标的原点,为轴,过点与垂直的直线为,建立坐标,则有点作用力与作用力矩的求解取曲柄和连杆为研究对象,如图所示,则有摇臂连杆铲斗油缸的推力连杆的作用力摇臂的作用力沿连线上的分力摇臂的作用力沿连线垂直方向上的分力第二工况位置的受力分析在这个工况位置下斗杆可能存在最大弯矩,受到的应力也可能最大。
具体简图如图所示。
取工作装置为研究对象,如图所示。
在该工况下存在的力有工作装置各部件所受到的重力作用在铲斗上的挖掘阻力,包括切向阻力法向阻力。
图曲柄和连杆受力图同第工况的分析样,可以得到以下向量则同理也可以求得在该工况下作用在斗杆和铲斗上的力,其分别为结构尺寸的计算由前面的挖掘机反铲上作装置优化设计机械产品与科技,顾虹,迟永滨液压挖掘机运动仿真建筑机械,董玉平,应华等液压挖掘机反铲工作装置的运动仿真工程机械,,,附录零件截图铲斗铲斗连杆铲斗连杆动臂斗杆液压缸缸体装配图受力分析知,在第二工况下所受到的弯矩和内力均要比第工况中要小,故用第工况进行计算,而用第二截面校核。
由前面的受力分析知,在通过点且与斗杆下底板垂直的截面所受到的应力最大,是危险截面。
故首先要对该截面进行计算,然后以此为基础再求解其它尺寸。
斗杆宽度钢板厚度许用应力的选取由经验统计和其它同斗容机型的测绘,处取斗杆的宽度。
挖掘机所用钢板的厚度在我国般为,初选底板厚度,如图所示。
在挖掘机中选用的结构钢材般为,其有足够大的屈服极限和良好的机械性能。
其屈服极限。
在斗杆中取安重大民生大计另方全系数,则斗杆的许用安全应力为摇臂连杆动臂下铰点动臂油缸下铰点动臂与动臂油缸铰点动臂上铰点斗杆油缸上铰点斗杆下铰点铲斗油缸下铰点铲斗下铰点铲斗上铰点铲斗斗齿尖图第二工况下工作装置计算简图铲斗的设计铲斗斗形尺寸的设计反铲的铲斗的斗形与尺寸,有较常用的经验统计公式,用户可以根据实际需要进行配制。
由经验公式初选,则下底板的斗形方程为上顶板的斗形方程为同理计算出铲斗抛物线部分的方程为铲斗斗齿的结构计算铲斗的结构设计按最大弯矩进行设计,由力学分析知在与铲斗斗体连接处的弯矩最大,如图所示,由公式有斗齿厚度斗齿宽度挖掘阻力斗齿尖到斗体的距离铲斗的厚度斗齿的许用应力代入值解得斗齿厚度挖掘阻力斗齿尖到斗体的距离铲斗的厚度图斗齿计算简图销轴与衬套的设计销轴的设计由于销轴与衬套的配合间隙较小,故以剪应力强度作为销轴的基本尺寸的设计,抗压强度与抗弯强度用于校核用。
由有在设计计算时,应以所有工况中销轴所受到的剪应力最大值对销轴进行设计。
在本设计中,销轴所选用的材料为,其耐磨,在热处理后有着良好的综合机械性能。
由于销轴在重载的较恶劣工况中工作,故选择。
代入式有动臂各销轴的尺寸。
,斗杆各销轴的尺寸,衬套的设计为使衬套耐磨减震与润滑性能好,选择衬套的材料为铜基合金衬套的厚度选择为,与销轴和圆筒分别采用间隙和过盈配合,则各销轴的尺寸为动臂各衬套的尺寸。
,斗杆各衬套的尺寸,至此,已对液压挖掘机的主要工作装置结构进行设计和校核。
结论本论文以挖掘机反铲装置为研究对象,从反铲装置的工作特点开始,介绍了工作装置的主要部件动臂斗杆连杆机构铲斗并对其进行了详细的运动学分析。
并在运动学分析的基础上,对反铲装置各机构参数进行了分析计算。
讨论了复合挖掘方式下限制挖掘力发挥的各种情况,并对该工况下机构铰接点进行了铰点力的分析计算。
本文主要工作和研究结论如下首先对反铲装置进行了运动学分析,建立了动臂斗杆和铲斗转角范围与对应液压缸的关系式及各关键点的坐标描述,通过对整机作业范围的分析,建立了反铲装置特殊工作位置的数学表达式。
通过铲斗参数的计算,确定了铲斗结构形式及尺寸通过动臂机构斗杆机构及铲斗机构的参数计算确定了各机构的结构参数,为下步的结构设计提供了数据支撑。
用比例法和经验公式计算选择出工作装置各部分的基本尺寸。
取查表得平均斗宽,可计算出挖掘半径。
确定斗杆油缸的最大作用力臂,由已知数据可得油缸最大作用力臂为。
由最大挖掘高度和最大卸载高度可计算铲斗转角范围度,转角太大会使斗齿挖掘力降低。
对销轴和衬套进行了材料的选择和尺寸的计算,由于销轴与衬套的配合间隙小,故以剪应力强度作为销轴的基本尺寸设计,抗压强度与抗弯强度用于校核。
挖掘机工作装置是挖掘机的核心部分,其结构的力学分析和计算较复杂,难度也较大,而作者本身的设计知识也十分有限,不足之处还望各位老师同学指正,以使设计不断摩擦物,将是十分置的受面,坯根据表,由,可得导料板厚度为根据选取始用挡料销规格长,厚度的始用挡料销装置,规格为始用挡料销块弹簧弹簧芯柱材料块根据表,选取材料为钢,弹簧芯柱根据为热处理块硬度导料板根据凹模,始用导料销查标准,选规格为长度,宽度,厚度,材料为的导料板,即导料板,热处理如图所示其余图始用挡料销块图始用挡料销弹簧芯柱淬硬导正销使用导正销的目的是消除送料时用挡料销和导料板等定位零件作粗定位时的误差,保证冲件在不同工位上冲出的内形与外形之间的相对位置公差要求导正销主要用于级进模,也可用于单工序模导正销通常设在落料凸模上,与挡料销配合使用,因此我们采用导正销,其中型用于导正的孔,安装处按配合查表,根据型导正销可得出导正销,如图,所示其余其余图型导正销图型导正销其余图导料板设计和选用卸料与出件零件卸料以固定板卸料,出件是以凸模往下冲即可,因此不用设计出件零件固定卸料板的平面外形尺寸般与凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的倍,所以卸料板的,卸料板在此仅起卸料作用,凸模与卸料板间的双边间隙般取,这里取,根据表,材料为由以上根据凸模和凹模可设计出卸料板如图图卸料板选择模架及其它模具零件选择模架根据,由凹模周界,及安装要求,选取凹模周界,闭合高度,上模座下模座,导柱导套,由以上可得模架及其零件如图所示图只是草图,具体零件参阅模具标准汇编图模架模柄由压力机的型号可查得模柄孔的直径为,深度为,由装配要求,模柄与模柄孔配合为并加销钉防转,模柄长度比模柄孔深度小,由于采用固定卸料,上模座回程时受力较大,因此选用压入式模柄较合理,所以根据得图所示垫板垫板的作用是承受并扩散凸模传递的压力,以防止模座被挤压损伤,因此在与模座接触面之间加上块淬硬磨平的垫板垫板的外形尺寸与凸模固定板相同,厚度可取,这里设计时,由于压力较大,根据选取规格为承料板根据,选取规格为其余图模柄凸模固定板凸模固定板的外形尺寸与凹模的外形尺寸致,厚度为凹模的,为凹模的厚度,这里取,即,根据核准选取板的规格为凸模与凸模固定板的配合为,装配可通过个销钉定位,个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持致,顶部与凸模铆接,因此必须倒角,由以上可得凸模固定板的零件图如图所示其余图凸模固定板凹模加工工艺过程公称压力根据公称压力的选取压力机型号为,它的压力为,所以压力得以校核滑块行程滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出这里只是材料的厚度,导料板的厚度及凸模冲入凹模的最大深度,即,所以得以校核行和次数行程次数为因为生产批量为中批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核工作台面的尺寸根据下模座,且每边留出,即,而压力机的工作台面,冲压件和废料从下模漏出,漏料尺寸,而压力机的孔尺寸为,故符合要求,得以校核滑块模柄孔尺寸滑块上模柄孔的直径为,模柄孔深度为,而所选的模柄夹持部分直径为,长度为故符合要个质的飞跃。
使我对冷冲模具设计的各种制造方法,成型零件的设计,成型零件的加工工艺,主要工艺参数的计算,产品缺陷及其解决办法,力分析在这个工况下斗杆可能存在最大弯矩,受到的应力也可能最大。
该工况的具体简图如图所示。
取工作装置为研究对象,如图所示。
在该工况下存在的力有工作装置各部件所受到的重力作用在铲斗上的挖掘阻力,包括切向阻力法向阻力侧向阻力。
摇臂连杆动臂下铰点动臂油缸下铰点动臂与动臂油缸铰点动臂上铰点斗杆油缸上铰点斗杆下铰点铲斗油缸下铰点铲斗下铰点铲斗上铰点铲斗斗齿尖图斗杆第工况时的工作装置简图当斗杆油缸全缩时,通过前面可以得出,由图可知的向量可以表示为由前面的章节计算结果知,并初选。
在中解得在矩形中在前面已经初定为则连杆摇臂摇臂与斗杆的铰接点斗杆与铲斗的铰接点图铲斗受力分析简图由式可则可得此时铲斗的理论挖掘力初选该工况下铲斗重心到铰点的水平距离取铲斗为研究对象,如图所示,并对点取矩,则有工作装置所受重力对点取矩有到点的距离到点的距离法向阻力决定于动臂油缸的闭锁力,取整个工作装置为研究对象,则有则有得斗杆有油缸作用力的求解向量在轴上的模值如图所示,取斗杆带斗和连杆机构为研究对象,则有而此时的斗杆闭锁力,略大于,说明闭锁力足够。
横向挖掘力由回转机构的制动器所承受,即的最大值决定于回转平台的制动力矩。
故要先计算出制动力矩。
地面附着力矩其中摇臂连杆铲斗油缸的推力连杆的作用力摇臂的作用力图连杆机构计算简图在所设计的液压挖掘机中采用的是液压制动,由经验公式可求得回转机构的最大制动力矩取连杆机构为研究对象,如图所示,则有得如图所示,取整个铲斗为研究对象,以点为新坐标的原点,为轴,过点与垂直的直线为,建立坐标,则有点作用力与作用力矩的求解取曲柄和连杆为研究对象,如图所示,则有摇臂连杆铲斗油缸的推力连杆的作用力摇臂的作用力沿连线上的分力摇臂的作用力沿连线垂直方向上的分力第二工况位置的受力分析在这个工况位置下斗杆可能存在最大弯矩,受到的应力也可能最大。
具体简图如图所示。
取工作装置为研究对象,如图所示。
在该工况下存在的力有工作装置各部件所受到的重力作用在铲斗上的挖掘阻力,包括切向阻力法向阻力。
图曲柄和连杆受力图同第工况的分析样,可以得到以下向量则同理也可以求得在该工况下作用在斗杆和铲斗上的力,其分别为结构尺寸的计算由前面的挖掘机反铲上作装置优化设计机械产品与科技,顾虹,迟永滨液压挖掘机运动仿真建筑机械,董玉平,应华等液压挖掘机反铲工作装置的运动仿真工程机械,,,附录零件截图铲斗铲斗连杆铲斗连杆动臂斗杆液压缸缸体装配图受力分析知,在第二工况下所受到的弯矩和内力均要比第工况中要小,故用第工况进行计算,而用第二截面校核。
由前面的受力分析知,在通过点且与斗杆下底板垂直的截面所受到的应力最大,是危险截面。
故首先要对该截面进行计算,然后以此为基础再求解其它尺寸。
斗杆宽度钢板厚度许用应力的选取由经验统计和其它同斗容机型的测绘,处取斗杆的宽度。
挖掘机所用钢板的厚度在我国般为,初选底板厚度,如图所示。
在挖掘机中选用的结构钢材般为,其有足够大的屈服极限和良好的机械性能。
其屈服极限。
在斗杆中取安重大民生大计另方
