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20T履帶挖掘機(jī)工作裝置零件圖與設(shè)計(jì)
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    2總體方案設(shè)計(jì)

    2.1 工作裝置構(gòu)成

    1-斗桿油缸;2- 動(dòng)臂; 3-油管; 4-動(dòng)臂油缸; 5-鏟斗; 6-斗齒; 7-側(cè)板;
    8-連桿; 9-曲柄: 10-鏟斗油缸; 11-斗桿.
    圖2-1 工作裝置組成圖
    圖2-1為液壓挖掘機(jī)工作裝置基本組成及傳動(dòng)示意圖,如圖所示反鏟工作裝置由鏟斗5、連桿9、斗桿11、動(dòng)臂2、相應(yīng)的三組液壓缸1, 4,10等組成。動(dòng)臂下鉸點(diǎn)鉸接在轉(zhuǎn)臺(tái)上,通過動(dòng)臂缸的伸縮,使動(dòng)臂連同整個(gè)工作裝置繞動(dòng)臂下鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。依靠斗桿缸使斗桿繞動(dòng)臂的上鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),而鏟斗鉸接于斗桿前端,通過鏟斗缸和連桿則使鏟斗繞斗桿前鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。
    挖掘作業(yè)時(shí),接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái),使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘位置,同時(shí)操縱動(dòng)臂缸小腔進(jìn)油使液壓缸回縮,動(dòng)臂下降至鏟斗觸地后再操縱斗桿缸或鏟斗缸,液壓缸大腔進(jìn)油而伸長(zhǎng),使鏟斗進(jìn)行挖掘和裝載工作。鏟斗裝滿后,鏟斗缸和斗桿缸停動(dòng)并操縱動(dòng)臂缸大腔進(jìn)油,使動(dòng)臂抬起,隨即接通回轉(zhuǎn)馬達(dá),使工作裝置轉(zhuǎn)到卸載位置,再操縱鏟斗缸或斗桿缸回縮,使鏟斗翻轉(zhuǎn)進(jìn)行卸土。卸完后,工作裝置再轉(zhuǎn)至挖掘位置進(jìn)行第二次挖掘循環(huán)[2]。
    在實(shí)際挖掘作業(yè)中,由于土質(zhì)情況、挖掘面條件以及挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的不同,反鏟裝置三種液壓缸在挖掘循環(huán)中的動(dòng)作配合可以是多樣的、隨機(jī)的。上述過程僅為一般的理想過程。
    挖掘機(jī)工作裝置的大臂與斗桿是變截面的箱梁結(jié)構(gòu),鏟斗是由厚度很薄的鋼板焊接而成。各油缸可看作是只承受拉壓載荷的桿。根據(jù)以上特征,可以對(duì)工作裝置進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化處理[3]。則可知單斗液壓挖掘機(jī)的工作裝置可以看成是由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸及連桿機(jī)構(gòu)組成的具有三自由度的六桿機(jī)構(gòu),處理的具體簡(jiǎn)圖如2-2所示。進(jìn)一步簡(jiǎn)化得圖如2-3所示。

    圖2-2 工作裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

    1-鏟斗;2-連桿;3-斗桿;4-動(dòng)臂;5-鏟斗油缸;6-斗桿油缸
    圖2-3 工作裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖
    挖掘機(jī)的工作裝置經(jīng)上面的簡(jiǎn)化后實(shí)質(zhì)是一組平面連桿機(jī)構(gòu),自由度是3,即工作裝置的幾何位置由動(dòng)臂油缸長(zhǎng)度L1、斗桿油缸長(zhǎng)度L2、鏟斗油缸長(zhǎng)度L3決定,當(dāng)L1、L2、L3為某一確定的值時(shí),工作裝置的位置也就能夠確定[2]。
    2.2 動(dòng)臂及斗桿的結(jié)構(gòu)形式
    動(dòng)臂采用整體式彎動(dòng)臂,這種結(jié)構(gòu)形式在中型挖掘機(jī)中應(yīng)用較為廣泛。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉,剛度相同時(shí)結(jié)構(gòu)重量較組合式動(dòng)臂輕[3],且有利于得到較大的挖掘深度。
    斗桿也有整體式和組合式兩種,大多數(shù)挖掘機(jī)采用整體式斗桿。在本設(shè)計(jì)中由于不需要調(diào)節(jié)斗桿的長(zhǎng)度,故也采用整體式斗桿。
    2.3 動(dòng)臂油缸與鏟斗油缸的布置
    動(dòng)臂油缸裝在動(dòng)臂的前下方,動(dòng)臂的下支承點(diǎn)(即動(dòng)臂與轉(zhuǎn)臺(tái)的鉸點(diǎn))設(shè)在轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)中心之前并稍高于轉(zhuǎn)臺(tái)平面[3],這樣的布置有利于反鏟的挖掘深度。油缸活塞桿端部與動(dòng)臂的鉸點(diǎn)設(shè)在動(dòng)臂箱體的中間,這樣雖然削弱了動(dòng)臂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,但不影響動(dòng)臂的下降幅度。并且布置中,動(dòng)臂油缸在動(dòng)臂的兩側(cè)各裝一只,這樣的雙動(dòng)臂在結(jié)構(gòu)上起到加強(qiáng)筋的作用,以彌補(bǔ)前面的不足。具體結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。
    ...
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