机械5

目录 一、基本要求………………………………………………………………2 1.1铲斗的结构选择……………………………………………………2 1.2铲斗的结构选择……………………………………………………2 1.3铲斗形状……………………………………………………………3 1.4铲斗性能……………………………………………………………3 二、铲斗基本参数的确定…………………………………………………4 2.1铲斗主要参数的确定………………………………………………4 2.1.1土壤松散系数K的确定……………………………………4 2.1.2机重和铲斗容量的确………………………………………4 2.1.3转斗挖掘装满转角的确定……………………………4 2.1.4铲斗平均宽度B的确定……………………………………5 2.1.5铲斗长度和高度的确定……………………………………6 2.1.6铲斗长宽高的校核…………………………………………6 2.2挖掘力计算…………………………………………………………7 三、铲斗主要零件尺寸……………………………………………………9 3.1主刀板………………………………………………………………9 3.2侧板和侧面板………………………………………………………9 3.3底后板………………………………………………………………9 3.4底板…………………………………………………………………9 3.5斗齿座中心距………………………………………………………9 四、铲斗几何形状…………………………………………………………10 4.1铲斗的组成…………………………………………………………10 4.2斗体曲线……………………………………………………………11 五、结论……………………………………………………………………13 参考文献……………………………………………………………………15 致谢…………………………………………………………………………15 摘要 挖掘机机是一种土方施工中最主要的机械，作业速度快，效率高，操作轻便，广泛应用在矿山、公路、铁路等基本建设的工程中。轮胎式挖掘机与其他类型的挖掘机相比有很多优点，它使用汽车底板，因此行驶速度较履带式更快，也有很好的适应性和舒适性，可以再市区内行走，这弥补了履带式挖掘机的不足，在一些市内小型工程施工中发挥着重要的作用。 本次课程设计的题目是轮胎式液压挖掘机的铲斗设计，设计从挖掘机的工作原理出发，考虑挖掘机吨位所决定工作能力，根据XE210W+型轮式单斗挖掘机总体技术指标与功能要求，通过对工作装置的传动方案、铲斗结构及功能作用等方面的分析论证，确定了铲斗及其他工作装置的主要参数，明确了工作装置的技术要求；通过对工作装置的分析、零部件的选型以及铲斗的结构设计计算，使整机工作装置主要是挖掘机铲斗部分得到综合改善，最终全面完成了挖掘机铲斗系统的设计。 关键词：XE210W型轮式挖掘机，工作装置，铲斗，斗容量，平均斗宽 一、基本要求 1.1铲斗的基本要求 斗轮挖掘机的铲斗在轮圈回转一周的过程中，要完成切割、装载和排空物料三项作业。切割时要求斗齿能迅速切入物料。为此铲斗必须具有足够的强度和刚度，以便承受物料的反作用力。装载时要求物料能较通畅地流人铲斗（这样可减少切割阻力），同时在物料充填铲斗时，既要填满铲斗空间，又不能产生过大的挤压力，否则由于挤压力的增大，会使铲斗壁与物料的吸附力增大（在一定吸附系数下，吸附力与两物体之间的正压力成正比），造成排料时物料排不净或撒料等情况。 （1）为了挖掘和卸料，一般在铲斗的前部比后部略宽，斗口比斗底略宽，其倾角为。 （2）为了使斗内物料不宜散落和掉出，颤抖宽度和物料平均直径之比应大于4：1.当该比值大于50：1时，可不考虑颗粒尺寸的影响。 （3）为了提高颤抖的切入和破碎能力，并便于耙出物料中的石块，对于较为坚硬的或夹杂石块的物料，一般要刃上装设斗齿，斗齿刃角一般是，刃角越小，挖掘阻力越小，但刃角过小会使斗齿的结构强度降低，容易发生承受应力过大而折断，因此斗齿的刃角不宜太校如前所述，有时在斗侧壁前部与斗刃变界出要装设侧齿，但正齿应超前于侧齿，以免挖掘时侧齿频繁手里导致在和不对称。由于斗齿首先接触土壤。受力很大且复杂。因而充分考虑其结构形状，所用材料及安装和拆卸方式，以增加其耐久性并便于更换。根据挖掘难易程度并考虑到都吃的强度和便于切土，对较硬的或含石头较多的土斗齿应较为粗短。而对于粘性的松软土则可细长些。用于场地清理的铲斗可不带斗齿而采用平切割刃。当挖掘中等硬度或粘性较大的成型土沟时可用带三角缺口的切削刃。斗齿的安装连接采用橡胶销式。 1.2铲斗的结构选择 铲斗结构形状和参数的合理选择对挖掘机的作业效果影响很大，其应满足以下要求： (1)有利于物料的自由流动。铲斗内壁不宜设置横向凸缘、棱角等，斗底的纵向剖面形状要适合于各种物料的运动规律。 (2)要使物料易于卸荆 (3)为使装进铲斗的物料不易于卸出，铲斗的宽度与物料的粒径之比应该大于4，大于50时，颗粒尺寸不考虑，视物料为均质。 综上考虑，选用中型挖掘机常用的铲斗结构与下图。 铲斗基本参数的确定 2.1铲斗主要参数的确定 铲斗容量q，平均宽度B，转斗挖掘半径R和转斗挖掘满转角2是铲斗的四个主要参数，R，B，2 ，三者之间有下几何关系： 式（2.1） 2.1.1土壤松散系数K的确定 式中土壤松散系数K，与土的类别及其状态有关。参考资料，对于Ⅲ级土，其范围在1.24--1.3之间。初选可近似取其中间值。近似值取1. 25。 2.1.2机重和铲斗容量的确定 由于同一机型，同一重量级别的挖掘机常常配备不同尺寸的动臂，斗杆以及不同结构形式和斗容量的铲斗。因此使设计人员难以确定机重和斗容量的确切关系。或者说相同机型，相同级别机重的斗容量的可比性较差。例如Liebherr的R944履带式液压挖掘机其可配备的铲斗容量的范围在之间，不仅斗容量的可选范围较大，而且铲斗结构形式也会随着物料的不同而存在较大的差异。但这并不意味着完全没有规律可循，实际上，在结构形式相同，工作尺寸相近的不同级别的挖掘机中，铲斗的斗容量和机重之间存在着一定的关系。这个关系主要取决于以下三个因素： （1）是铲斗伸直与回转中心水平距离最远，铲斗举升是整机稳定性限制条件。 （2）是动臂油缸在各种姿态是的举升能力。 （3）是物料的重量。 在XE210W挖掘机中，整机工作重量为21140kg,标准斗容量为0.86 . 2.1.3转斗挖掘装满转角的确定 挖掘装满转角是指铲斗从开始接触土壤到挖掘过程结束并脱离土壤的转角，并非铲斗的整个转角范围。实验和统计结果显示，该值在90--100度之间。而为了满足开挖，卸载，及运输的要求，颤抖的总转角一般要达到180度左右。此处选择。 2.1.4铲斗平均宽度B的确定 铲斗的主要结构参数的选择合理性还要根据铲斗挖掘机能容量来判断，该参数是只转斗挖掘单位体积土壤所耗费的能量。 式（2.2） K------考虑挖掘过程中其他因素的影响的系数。 -----函数，查表可以取值1.5 -----函数，查表可以取值0.07 根据公式，有以下几点需要说明： ①当斗容量一定时，最大挖掘阻力和转斗挖掘能容量会随着R和B的增大而下降。但当转斗挖掘装满转角小于90度时，这种下降趋势会变缓慢。另外，除非所挖掘的物料为散料，否则铲斗宽度B不可太大，这是因为，当挖掘机阻力作用在边齿上时，过大的铲斗宽度会增加载荷的不对称引起附加扭矩。从而加重工作装置所受的载荷，破坏结构强度和刚度。 ②在斗容量一定的情况下，铲斗宽度B对挖掘能容量的影响远大于转斗挖掘回转半径R的影响，因此，从能容量角度看，铲斗宽度也不能太大。 ③对国内外100多中铲斗的平均铲斗宽度统计结果，根据该统计结果并结合计算机运算和实验分析，建议铲斗平均斗宽按如下情况取值：对于标准斗容量的铲斗，可取中间偏低值。；替换的加大容量铲斗，可中间偏高值，甚至超出推荐上限值；对小型反铲主要挖掘湿土，考虑到便于卸载，可却稍大值；