1、时间。挖掘时间取决于挖掘速度的高低合理值约为.，过高的挖掘速度将增加操作人员的紧张和疲劳程度。为减少运行时间和返回时间应在允许的情况下尽量减小回转角。回转角的合理范围般为，最佳角度为。回转角度过小时，由于达不到最大回转速度，不能充分利用发动机的功率，从而增加运行和返回时间。卸载时间主要取决于铲斗的结构和土壤性质。其它性能要求液压挖掘机的工作装置除了满足上述基本设计要求之外，还需要满足其它的般性能要求。例如，通过实现零部件的标准化组件化和通用化，降低挖掘机的制造成本提高液压挖掘机各功能部件的工作可靠性和耐久性，以满足液压挖掘机作业条件恶劣的要求降低振动和噪声，重视其作业中的环保性等。.液压挖掘机工作装置的设计原则对于液压挖掘机工作装置的设计，般。

2、的制动与锁定，要满足接地比压要求，并保证合适的停放运输尺寸姿态及其特殊的检查姿态，图挖掘机姿态调整保持工况图.液压挖掘机工作装置设计要求液压挖掘机工作装置由动臂机构斗杆机构铲斗机构三部分组成，是种具有多自由度的工程机械。这些主要机构经常启动制动换向，外负载变化很大，工作条件恶劣，冲击和振动多，因此对液压挖掘机的工作装置提出了较高的设计要求。根据液压挖掘机的工作特点，其工作装置的设计需要满足以下要求。几何尺寸要求液压挖掘机工作装置的几何尺寸要求满足定的作业范围和合适的运输尺寸，挖掘机作业范围图如图，几何尺寸之间要求不要干扰。图挖掘机作业范围主要挖掘区域最大挖掘半径最大挖掘深度工作装置的几何尺寸要求满足合理的挖掘力分布特性，在整个作业范围内的任何。

3、常不在负荷最大部位，而是应力集中部位。为减少应力集中，应使焊缝与应力集中部位错开，在主要受力铰接支承处采用铸钢件。经济性要求液压挖掘机经济性评价指标有能量指标作业循环时间减小机重轻延长维修周期和挖掘机寿命周期加快维修进度和降低维修费用司机操作的舒适性等。能量指标即消耗于单位土方的能量虽不宜作为评价土方机械技术经济效率的通用准则，但由于工作装置单位重量和价格相对整机而言都较小，常用能量指标来表征工作装置结构现代化的程度，这种符合能量指标的工作装置应能完全满足技术与使用要求，且足够可靠。从能量指标角度来看，要求液压挖掘机的挖掘力大，工作装置的重量轻，挖掘速度高。决定挖掘机生产率的基本因素是工作循环时间包括挖掘时间向卸载点运行时间卸载时间向工作面返。

4、在行走的过程有可能要求对作业装置液压元件如回转机构动臂斗杆和铲斗进行调整。在双泵系统中，个油泵为左行走马达供油另个油泵为右行走马达供油，此时如果液压元件动作，使油泵分流供油，就会造成侧行走速度降低，影响直线行驶性，特别是当挖掘机进行装车运输或上下卡车行走时，行驶偏斜会造成事故。为了保证挖掘机的直线行驶性，在三泵供油系统中，左右行走马达分别由个油泵单独供油，另个油泵向其它液压作用元件如动臂斗杆铲斗和回转供油。对于双泵系统，目前采用以下供油方式个油泵并联向左右行走马达供油，另个油泵向其他液压作用元件供油，其多余的油液通过单向阀向行走马达供油双泵合流并联向左右行走马达和作业装置液压作用元件同时供油。姿态调整与保持工况液压挖掘机工作装置及其他功能运动。

5、工作装置设计的关键之，工作装置的结构和所承受的载荷是十分复杂的。要求满足工作装置各部分的受力的情况下，保证工作装置的强度和刚度特性。在设计液压挖掘机的工作装置时，要求尽可能减少焊缝和变形，这不仅增加了构件强度，而且缩短制造周期，降低了成本。要求动臂下支点及动臂油缸支承在平台主梁的整块钢板上，这不仅增加构件强度而且减少焊接，而且防止焊接变形。斗杆要求采取整块钢板下料。为了减少焊接变形及焊接应力，要求采用型钢及压型等结构。在结构件设计中为求等强度，要求采取局部加强的措施。动臂斗杆要求改为焊铸结构，在应力较高的部位以铸代焊，这样大大提高了结构件的冲击和疲劳强度。为确保焊接强度，要求所有铰接部均采用铸钢件。结构件的破坏主要是由于冲击疲劳，因此实际破坏。

6、考虑以下几个原则位置特性满足主要工作尺寸及作业范围的要求，在设计时应考虑与同类机型相比时的先进性，性能与主参数应符合国家标准之规定。运输或停放时应有合理的姿态。运动特性功率利用情况好，理论工作循环时间短。动力特性满足整机挖掘力大小及分布情况的要求应考虑到整机稳定性。结构特性确定各铰点布置，结构形状应尽可能使受力状态有利，在保证刚度和强度的前提下，重量越轻越好工作装置应安全可靠，拆装维修方便液压缸设计应尽量采用系列参数。特殊使用要求附属装置如破碎捶等。工作装置运动学分析.动臂运动分析动臂油缸的最短长度动臂油缸的伸出的最大长度动臂油缸的下铰点动臂油缸的上铰点动臂的下铰点.图动臂摆角范围计算简图是的函数。动臂上任意点在任时刻也都是的函数。如图所示，。

7、置都要求实现最大挖掘力并不经济，而要求挖掘机在主要挖掘区内能实现最大挖掘力。主要挖掘区是指用最合理最经常的挖掘方式，最经常进行挖掘的区域。对液压挖掘机来说最合理最经常的挖掘方式是指挖掘地面以下，由下向上，向机身运动的挖掘方式，用这种方式挖掘充斗效率高，循环时间短，也便于卸土，装车，司机视野无阻，因此生产率高而又安全。最经常的挖掘区域大致为图的灰色部分。作业范围图如图所示有部分区间深入到挖掘机停机点地下，这范围的土壤虽能挖掘，但可能引起土壤的崩塌而影响挖掘机的稳定和安全工作，除有条件的挖沟作业以外般不使用。此外，工作装置的几何尺寸还必须满足停放和行走时的整机稳定性要求。运动和动力特性要求液压挖掘机各功能运动的动力特性要求和常见复合运动要求，如表。

8、。当铲斗油缸长度分别取和时，可分别求得铲斗的最大和最小转角和，于是得铲斗的瞬间转角铲斗的摆角范围式图铲斗连杆机构传动比计算简图斗齿尖运动分析见图所示，斗齿尖点的坐标值和，是的函数只要推导出和的函数表达式，那么整机作业范围就可以确定，现推导如下由点知式在三角形中由后面的设计确定，在确定后则有式式在三角形中图齿尖坐标方程推导简图则可以得斗杆瞬间转角式在设计中确定。由三角形知式由三角形知式由点知式在三角形中式在三角形中式在三角形中式在四边形式，其在后面的设计中确定。在列出以上的各线段的长度和角度之间的关系后，利用矢量坐标我们就可以得到各坐标点的值。.特殊工作位置计算最大挖掘深度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。

9、所示。表各功能运动的动力特性要求览表功能运动名称应用工况功率需求变速要求制动及锁定要求铲斗正转挖掘姿势调整大不大铲斗反转卸载姿势调整不大不大最好有锁定斗杆正转挖掘姿势调整大高最好有锁定斗杆反转姿势调整不大较高最好有锁定动臂举升举升姿态调整较大高动臂下降姿态调整辅助作业般较高回转运动挖掘与卸载转位高高行走运动场内转位调整作业位置高高表常见复合运动要求览表复合运动应用工况特点与要求说明铲斗正转斗杆正转复合挖掘功率需求大变速要求高铲斗反转斗杆反转卸载功率需求较小斗杆正转动臂举升平整土地要求操纵兴性能好动臂举升回转运动挖掘与卸载转位功率需求大，变速要求高，动力分配可调整动臂下降回转运动返回向挖掘处两者载荷差别大速度要求高结构强度要求液压挖掘机结构强度。

10、式则斗杆的作用力臂式显然斗杆的最大作用力臂，此时，.铲斗的运动分析铲斗相对于坐标系的运动是的函数，现讨论铲斗相对于斗杆的运动，如图所示，点为铲斗油缸与斗杆的铰点，点为斗杆与动臂的铰点点为铲斗与斗杆的铰点，点为铲斗的斗齿尖点，点为连杆与铲斗的饺点，点为曲柄与斗杆的铰点，点为铲斗油缸与曲柄的铰点，点为曲柄与连杆的铰点。铲斗连杆机构传动比利用图，可以知道求得以下的参数在三角形中式在三角形中式在三角形中式在四边形中式铲斗油缸对点的作用力臂式连杆对点的作用力臂式而由，有连杆机构的总传动比式显然式中可知，是铲斗油缸长度的函数，用代入可得初传动比，代入可得终传动比。铲斗相对于斗杆的摆角铲斗的瞬时位置转角为式其中，在三角形中式暂时未定，其在后面的设计中可以得。

11、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.图最大挖掘深度计算简图如图示，当动臂全缩时,三点共线且处于垂直位置时，得最大挖掘深度为式最大卸载高度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最大卸载高度计算简图如图所示，当斗杆油缸全缩，动臂油缸全伸时，连线处于垂直状态时，得最大卸载高度为式水平面最大挖掘半径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停机面最大挖掘半径计算简图如图所示，当斗杆油缸全缩时，三点共线，且斗齿尖和铰点在同水平线上，即，得到最大挖掘半径为式。

12、中动臂油缸的最短长度动臂油缸的伸出的最大长度动臂油缸两铰点分别与动臂下铰点连线夹角的最小值动臂油缸两铰点分别与动臂下铰点连线夹角的最大值动臂油缸的下铰点动臂油缸的上铰点动臂的下铰点。则有在三角形中式在三角形中式由图所示的几何关系，可得到的表达式式当点在水平线之下时为负，否则为正。点的坐标为式点的坐标为式动臂油缸的力臂式显然动臂油缸的最大作用力臂，又令,。这时式.斗杆的运动分析如下图所示，点为斗杆油缸与动臂的铰点点，点为动臂与斗杆的铰点，点为斗杆油缸与斗杆的铰点。斗杆的位置参数是，这里只讨论斗杆相对于动臂的运动，即只考虑的影响。斗杆油缸与动臂的铰点点动臂与斗杆的铰点斗杆油缸与斗杆的铰点斗杆摆角.图斗杆机构摆角计算简图在三角形中式由上图的几何关系。

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