3kN微型裝載機設(shè)計-小型挖掘機
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設(shè)計課題:微型挖掘機的設(shè)計輔導(dǎo)老師:薛家國設(shè)計人:汪利兵一、緒論挖掘機械包括各種類型和功能的挖掘機,有單斗挖掘機和多斗挖掘機兩類。其共同特點是鏟斗按照一定順序、間歇或連續(xù)地進行挖掘、裝載、卸載和整機移動。由于機械具有許多優(yōu)點,在土方施工中得到廣泛應(yīng)用。單斗挖掘機是一種利用單個鏟斗挖掘或裝載土壤或石塊的機械,廣泛應(yīng)用在建筑施工、筑路工程、水電建設(shè)、港口工程、農(nóng)田改造、國防工事的土方施工和露天礦場的采掘作業(yè)中,對減輕繁重的體力勞動、加快施工速度、實現(xiàn)土方工程機械化、提高勞動生產(chǎn)率起了很大的作用。我設(shè)計的是一種微型單斗挖掘機,該挖掘機可用于煤礦井下狹小空間的清理、裝載、運輸工作,也可以用冶金、礦山、隧道建設(shè)等場合的工作。這類挖掘機的工作效率約為人工的6倍以上,使用這類挖掘機進行清理、運輸可為煤礦的安全生產(chǎn)提供有利的保障。本設(shè)計包括挖掘機的回轉(zhuǎn)裝置、行走裝置、工作裝置的設(shè)計計算,以工作裝置的設(shè)計計算為重點,設(shè)計的程序和過程如正文所示。二、設(shè)計方案論證1、行走裝置的選擇 按結(jié)構(gòu)特點液壓挖掘機行走裝置可分為履帶式和輪胎式兩大類.履帶式行走裝置牽引力大,接地比壓小,因而越野性能好,爬坡能力大,且轉(zhuǎn)彎半徑小,機動靈活,獲得廣泛應(yīng)用.但運行和轉(zhuǎn)彎時功率消耗大,零件磨損快,履帶板醫(yī)損路面,故一般僅作場地內(nèi)部運行,長距離運行時需借助其它車輛.輪胎式行走裝置運行速度快,機動性能好,運行式輪胎不損壞路面,因而在城市建設(shè)中很受歡迎.缺點是接地比壓大,爬坡能力小,挖掘作業(yè)時一般需要專門支腿以確保機身穩(wěn)定,運行時要受橋梁的容許負荷限制,目前還限于斗容1立方米以下的挖掘機采用.因本人設(shè)計的是一種微型挖掘機,故綜觀兩種行走裝置的優(yōu)點和缺點,應(yīng)采用履帶式行走裝置.2、工作機構(gòu)類型的選擇 綜合國內(nèi)外履帶式挖掘機工作機構(gòu)的形式,主要有7種類型的連桿機構(gòu),按構(gòu)件數(shù)不同可分為三桿、四桿、五桿、六桿、八桿連桿機構(gòu);按輸入和輸出桿是否相同,又可分為正轉(zhuǎn)(同向)和反轉(zhuǎn)(反向)連桿機構(gòu)。(1)正轉(zhuǎn)八桿機構(gòu) (2)轉(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六桿結(jié)構(gòu) (3)轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機構(gòu) (4)轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu) (5)正轉(zhuǎn)四桿機構(gòu) (6)正轉(zhuǎn)五桿機構(gòu) (7)動臂可伸縮式三桿機構(gòu)反轉(zhuǎn)六桿工作機構(gòu)能比較全面地滿足轉(zhuǎn)載工作要求,所以我所設(shè)計的微型挖掘機就采用了這種工作機構(gòu)。三、設(shè)計計算部分1、回轉(zhuǎn)裝置回轉(zhuǎn)裝置由轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)機構(gòu)組成,如圖所示(1)滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承由內(nèi)、外座圈,滾動體,隔離體,密封裝置,潤滑裝置和連接螺栓等組成回轉(zhuǎn)支承按滾動體形式有滾球和滾柱,按滾動體排數(shù)有單排、雙排和多排;按滾道形式有圓弧曲面、平面和鋼絲滾道等。常用的有單排滾球式、雙排滾球式、單排交叉滾柱式和組合滾柱式四種。結(jié)合本人所設(shè)計的微型挖掘機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的特點,可采用單排交叉滾柱式。(2)回轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動方式及其特點:液壓挖掘機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)時間約占整個工作循 環(huán) 時 間 的 50%70%,能 量 消 耗 約 占25%40%,回轉(zhuǎn)液壓油路的發(fā)熱量約占液壓系統(tǒng)總發(fā)熱量的30%40%,因此合理的確定回轉(zhuǎn)機構(gòu)的液壓油路型式和結(jié)構(gòu)方案,正確選擇回轉(zhuǎn)機構(gòu)參數(shù),對提高生產(chǎn)率和功能利用率,改善司機的勞動條件,減少工作裝置的沖擊等都是具有重要的意義的。對回轉(zhuǎn)機構(gòu)的基本要求是:(1)在回轉(zhuǎn)力矩和角加速度不超過允許值的前提下,盡可能縮短回轉(zhuǎn)時間;(2)回轉(zhuǎn)是工作裝置的動載系數(shù)不應(yīng)超過應(yīng)許值;(3)回轉(zhuǎn)能量損失最小2、行走裝置(1)構(gòu)造和傳動方式履帶行走裝置由四輪一帶(即驅(qū)動輪2,導(dǎo)向輪7,支重輪3,托輪6,以及履帶1,如圖所示),張緊裝置4和緩沖彈簧5,行走機構(gòu)11(包括底架10,橫梁9和履帶架8)等組成.如圖:3、工作機構(gòu)的設(shè)計工作機構(gòu)是履帶式挖掘機上直接實現(xiàn)鏟裝物料的裝置,它的結(jié)構(gòu)和性能都能顯著地影響著整機的工作尺寸、性能參數(shù)、發(fā)動機功率及生產(chǎn)率。因此,這部分設(shè)計是我這次設(shè)計課題的重點。我設(shè)計的挖掘機的工作機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示,它由鏟斗1、動臂2、連桿3、搖桿4、轉(zhuǎn)斗油缸5、舉臂油缸6等組成。整個工作機構(gòu)鉸接在車架7上。基本結(jié)構(gòu)如圖:(1)裝載工作對工作機構(gòu)設(shè)計的要求履帶式裝載機工作過程 履帶式裝載機是一種裝運卸作業(yè)聯(lián)合一體的自行式機械,它的工作過程由5種工作狀態(tài)或工況組成:(1)工況1插入狀態(tài) 動臂下放,鏟斗放置地面,斗尖觸地,鏟斗前壁對地面呈3度到5度前傾角;開動挖掘機,鏟斗借助機器的牽引力插入料堆。(2)工況2鏟裝狀態(tài)工況1以后,轉(zhuǎn)動鏟斗,鏟運物料,待鏟斗口翻轉(zhuǎn)至水平位置為止。(1)工況3重載運輸狀態(tài)舉升動臂,將工況2之鏟斗升高到適當位置(以斗底離地的位置不小于最小允許距離為準),然后驅(qū)動挖掘機,載重駛向卸載點。(2)工況4卸載狀態(tài) 在卸載點,舉生動臂使鏟斗至卸載位置,翻轉(zhuǎn)鏟斗,向運輸車或固定料廠卸載;卸畢,下放動臂,使鏟斗恢復(fù)到運輸狀態(tài)。(3)工況5空載運輸狀態(tài) 卸載結(jié)束后,挖掘機由卸載點空載返回裝載點。履帶式挖掘機工作機構(gòu)設(shè)計要求(1)生產(chǎn)率高(2)插入和鏟取能力大,能耗小;(3)結(jié)構(gòu)和工作尺寸適應(yīng)生產(chǎn)條件需要;(4)零部件受力狀態(tài)良好,強度和壽命合理;(5)結(jié)構(gòu)簡單緊湊,制造維修容易,操作使用方便;(6)合理選取鏟斗的結(jié)構(gòu)和尺寸,以減小工作阻力,達到滿載卸凈、運輸平穩(wěn)(2)鏟斗設(shè)計(3)工作機構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)設(shè)計機構(gòu)分析設(shè)計方法尺寸參數(shù)的圖解法(4機構(gòu)的受力分析及計算外載荷計算如下圖所示,挖掘機鏟裝工作時,斗尖上可能產(chǎn)生的最大(極限)插入阻力和最大(極限)鏟取阻力分別為Fin和Fsh。最大插入阻力的計算Fin=9.8k1k2k3k4BL-1.25式中 Fin鏟斗插入阻力,F(xiàn)in為N k1物料的塊度與松散程度系數(shù) K2物料的性質(zhì)系數(shù)K3物料堆高系數(shù) K4鏟斗的斗形系數(shù) B鏟斗寬度,B為cm L鏟斗一次插入深度,L為cm取k1=1,K2=0.14,K3=1,K4=1.2,B=73.2cm,L=20cm則Fin=5097.2N最大鏟取阻力Fsh的計算工作機構(gòu)各構(gòu)件受力分析轉(zhuǎn)斗油缸及舉臂油缸的設(shè)計計算4、結(jié)論 經(jīng)過一個學(xué)期的努力,終于初步設(shè)計出了微型挖掘機。由于水平有限,所以所設(shè)計出來的產(chǎn)品比預(yù)想的要差,但工作裝置還是能達到預(yù)期的效果,如鏟斗能夠由轉(zhuǎn)斗油缸控制,由搖臂和連桿來實現(xiàn)它的自由鏟取和翻轉(zhuǎn);舉升油缸能夠?qū)崿F(xiàn)動臂的自然上升和下降,但畢竟是初步設(shè)計,加上以前對該課題了解的不是很多,因此產(chǎn)品中存在的問題還是有的,比如在確定動臂上幾個鉸接點的位置是,使人為地定下來的,難免會產(chǎn)生誤差,所以所產(chǎn)生的效果不一定很好。雖然我對挖掘機機體的動力源地設(shè)計不是很具體,但我也有一些見解和主張,在此僅供參考。由于微型裝載機多數(shù)為電動機驅(qū)動,這就帶來了一個麻煩的問題裝載機不得不拖動很長的電纜,使得電纜長期在復(fù)雜的采場地面拖曳,有時操作人員不注意,可能會碾壓電纜,電纜被拖動受到磨損,極易發(fā)生導(dǎo)電、漏電現(xiàn)象,從而引發(fā)人身、設(shè)備事故,同時也使車輛的機動性受到了很大的限制。該問題有待相關(guān)設(shè)計人員進一步解決。謝謝各位老師的審查
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編號:43461168
類型:共享資源
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格式:ZIP
上傳時間:2021-12-02
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