揽清幽单斗正铲液压挖掘机工作装置设计 南昌航空大学毕业设计
铲斗为前卸式。动臂和动臂油缸在转台上的铰点分别为C和A，它们的位置以停机面为X轴，整机回转中心线为Y轴(图b)的直角坐标值来表示。这台挖掘机的主要工作油缸共5只，其中动臂油缸两只，置于动臂的两侧；斗杆油缸一只,置于斗杆的中部；铲斗油缸两只，铰于斗杆中部。主要工作油缸的主要参数列于表2—1中。
表 2.1 5m正铲液压挖掘机主要油缸的主要参数
油缸名称 工作压力/MPa 全缩时长度/mm 全伸时长度/mm 行程/mm 3
动臂油缸 斗杆油缸 铲斗油缸 28 28 28 1580 1600 1400 2660 2660 2320 1080 1060 920
第三章 液压正铲挖掘机工作装置机构运动学分析
3.1动臂运动分析
动臂CF的位置由动臂油缸AB的长度L1决定。L1和动臂水平倾角?1之间的关系可用下式表示
2?L1?l52?l72?2l5l7cos??1?a2?a11? （2-1）
2?l72?l52?L1????1?cos????a2?a11 （2-2） 2ll75???1从上式看出，a11-a2对?1的影响很大，当动臂和油缸的参数不变时，a11-a2
愈大动臂提升高度愈小。设动臂油缸全缩时动臂倾角为?1min；动臂油缸全伸时动臂倾角为?1max，那么在动臂油缸由全缩到全伸，动臂总的转角为：
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?1??1max??1min （2-3）
为了便于运算和比较，仍用无因次比例系数?、?、?表示，即
??L1maxlL；??1min；??7 （2-4） L1minl5l5代入式(2—2)可以得到动臂油缸全缩和全伸时相应的动臂倾角值
?min??2?1??2???cos??a2?a11 （2-5） ??2????1?max??2?1??2?2???cos??a2?a11 （2-6） ??2????1而动臂总转角为
22??2?1??2?2??1???1??????1?cos??cos????? （2-7） 2?2??????1动臂油缸伸缩时对C点的力臂也在不断变化，由图可知
?e1L1?l7?l5?sin?BCA
52??l7?l5l7?l52?L1???e1?sin?arccos? （2-8） L12ll75??显然，当AB?AC时e1有最大值，此时e1max?l5，而相应的油缸长度L1?为：
2L1?=l7?l52
此时的动臂倾角为
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???arccosl5?a2?a11 l7若用动臂油缸相对力臂（即
e1e1max)来表示油缸长为L1时的力臂，则
e1e1max2??l7l72?l52?L1??sin?arccos? （2-9） L1?2ll75??综上所述，动臂倾角?1、力臂e1和
e1e1max都是L1的参数。
3.2斗杆运动分析
斗杆FQ的位置由动臂CF和斗杆油缸DE的长度L2所决定。但是动臂的位置随动臂油缸的伸缩而变化，为了便于分析斗杆油缸对头杆位置的影响，假定动臂不动，那么斗杆铰点F以及斗杆油缸在动臂上的铰点D就可以看作为固定基座。
L2与斗杆、动臂夹角?2之间的关系为
22?L22?l8?l9?2?l8?l9cos??2?a4?a3? （2-10）
?l82?l92?L2?2???2?arccos?2?l?l???a4?a3 （2-11）
89??设斗杆油缸全缩时动臂与头杆的夹角为?2min，全伸时为?2max，那么当油缸由全缩到全伸时斗杆总的转角为
?2??2max??2min （2-12）
斗杆油缸的作用力臂e2也是可变值。
?e2L2?l8?l9?sin?DFE
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l8?l9l82?l92?L22?e2?sin(arcscos) （2-13）
L22l8l9当EF?DE时e2有最大值，即e2?l9，这时相应的油缸长度L?2为 L?2?l28?l29
相应的斗杆转角为
???arccosl92l?a3?a4 8用斗杆油缸相对力臂值（即
e2e）来表示L2时的力臂，则
2max?e2?l28l8?e2maxLsin(arcscosl29?L22) 22?l8?l92-14） 2-15） （ （
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2.3.3斗齿尖的几种特殊工作位置的计算
上图为正铲挖掘机作业范围图，以下为几种特殊工作位置的分析与计算。 （1）最大挖掘半径(图2.5)
这时C、Q、V在同一条水平线上，而且斗杆油缸全伸，即?2??2max；
?1?a25?arcsin???l2?sin?2max?；?3???a28 ??l44max?最大挖掘半径为
Rmax?l44max?l3?XC （2-16）
