05-单斗挖掘机.ppt

第三节 单斗液压挖掘机 一、组成 转台及转台上部机构、底架及行走系、工作装置等三大部分； 第三节 单斗液压挖掘机 五个工作动作：动臂升降、斗柄转动、挖斗转动、转台回转及挖掘机行走，由液压传动实现； 比之机械传动有许多优点：无级调速且调速范围大(最高与最低速度之比可达1000：1)；能得到较低的稳定转速(采用柱塞式油马达，稳定转速可低到1r/min)；转动惯量较小，加减速过程较快；传动平稳，结构简单，吸收冲击和振动；操纵省力，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化等。 由于调速范围大，可增加挖掘力(约30％)；由于结构简单，使机重减小(约减少30％以上)；由于各元件相互位置无严格要求，可使结构紧凑、外形美观、布置方便。 因此，斗容量不大时，单斗液压挖掘机已大量取代了机械传动式单斗挖掘机。 第三节 单斗液压挖掘机 二、工作装置 （一）工作装置的结构形式 标准式和伸缩臂式： 标准式工作装置为常规的结构，即由动臂、斗柄、挖斗(或其他作业装置)、油缸和其他杆件组成，如下图所示。 第三节 单斗液压挖掘机 伸缩臂式工作装置为单斗挖掘机工作装置的另一种型式，出现较晚； 动臂由两节套装而成。由伸缩机构控制伸缩臂相对于主动臂作往复伸缩动作，代替了一般结构上斗柄与动臂间的铰接(滑动副代替回转副)。 其余动臂摆动与挖斗转动则与一般的液压挖掘机动作相同。 伸缩式动臂的断面有三角形的、矩形的和圆形的，以三角形断面为多； 大量的液压挖掘机装标准式工作装置，适用于土方工程的各种挖掘作业。装伸缩臂式工作装置的液压挖掘机，主要用于平整边坡(刷坡)和清理作业。 第三节 单斗液压挖掘机 第三节 单斗液压挖掘机 动臂的两种结构形式： 单节整体式动臂；双节可调式动臂。 单节整体式：弯曲外形，箱形断面，制造简单，重量轻，成本低； 双节可调式：上动臂＋下动臂，可得到不同的工作参数； 第三节 单斗液压挖掘机 （二）工作装置的静载分析与强度计算 反铲 是主要形式，其动臂和斗柄均为箱形断面； 1、挖掘力的确定： 转动挖斗挖掘，转动斗柄挖掘； 斗齿上的挖掘力取决于油缸的力以及各构件的相对位置，并且受限于整机稳定性以及行走装置对地面的附着力； 第三节 单斗液压挖掘机 （1）转动挖斗挖掘: Ph e A f P1 Ps c B C b d PL PL Pt Pu Pt a 满足正常挖掘的条件： 第三节 单斗液压挖掘机 （2）转动斗柄挖掘: 满足正常挖掘的条件： Ph e A f Ps c B C b d PL PL Pt Pu Pt a P1 第三节 单斗液压挖掘机 单斗液压挖掘机斗齿作用力的大小和方向在挖掘过程中，随传力构件位置而变。 最大挖掘力是指额定油压时能发挥的最大斗齿作用力。 第三节 单斗液压挖掘机 2、反铲斗柄的计算 计算位置：斗柄某断面出现最大弯矩时； 动臂处于最低位置； 斗柄油缸中心线与斗柄尾部轴线互成90°； 用转斗方式进行挖掘； 斗柄在其与动臂的铰接点B附近出现最大弯矩。 第三节 单斗液压挖掘机 A PB l2 Pb Pd P1 P2 B Pg r1 r2 r3 r4 r C 而 近似的取力P1引起的弯矩全由斗柄本身承受，得： 转台回转导致的水平力： 第三节 单斗液压挖掘机 如果挖掘时发生一侧斗齿偏载受力，将使斗柄产生附加扭矩： 计算时，考虑弯扭组合应力。 第三节 单斗液压挖掘机 3、反铲动臂的计算位置 最大挖掘深度； 转斗油缸挖掘。 步骤：根据P1、P2计算斗柄的支反力，然后据此计算动臂上最大受载断面处的应力。 第三节 单斗液压挖掘机 三、回转支承装置 单斗挖掘机以及其他工程机械，作业时要求其上部的转台可相对于其下部的底架作360 °的回转，并要求回转时轻便灵活，因此采用了回转支承装置。 承受轴向力、倾覆力矩和径向力。 回转支承装置现已普遍地采用结构先进的回转滚盘，主要承受轴向力及倾覆力矩引起的轴向荷载。 回转滚盘主要有交叉滚柱滚盘、单排滚珠滚盘、双排滚珠滚盘、多排滚柱滚盘等。 第三节 单斗液压挖掘机 1、交叉滚柱滚盘 接触角为45 °，滚动体为圆柱形滚柱或圆锥形滚柱。 滚柱的长度稍小于滚柱的直径，交叉排列在滚道内，以传递不同方向的载荷。 第三节 单斗液压挖掘机 交叉排列比例；滚柱与滚道的接触形式；滚动平面。 第三节 单斗液压挖掘机 交叉滚柱滚盘对相邻构件的刚度及安装精度要求较高，否则滚盘受载变形，会使滚柱与滚道出现边缘载荷，线接触变成点接触，引起应力集中； 划破滚道面、产生噪音、并降低使用寿命； 优点：结构紧凑、平面滚道加工方便，重量轻，高度小，使转台重心稍微降低，可提高整机稳定性。 第三节 单斗液压挖掘机 2、单排滚珠滚盘 滚道为圆弧形曲面，四点接触。 接触角一般为45°，也可以有较大的接触角(60～70