液壓挖掘機(jī)工作原理——專業(yè)術(shù)語解釋

lisong8891

一  土壤切削
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　　1．挖掘阻力
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　　挖掘阻力是指鏟斗在挖掘過程中所遇到的土壤阻力,，通常近似的認(rèn)為它作用在斗尖上,，并可依照挖掘軌跡的切線方向分解切向阻力Pt和法向阻力Pn 。目前的粗略算法為：
. d! ^- |! a5 }, p  x" a; {
3 @; g; w( F3 \- j. U, I9 i4 }　　Pt＝σbc            Pn＝ψPt
　　式中：σ為挖掘比阻力,，由試驗(yàn)確定,；b為斗寬；c為切削厚度,；ψ為系數(shù),，由試驗(yàn)確定。
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- S  z7 ]0 M- f4 z　　2．挖掘功
; B+ R, o2 H# c　　當(dāng)不計(jì)土壤的松散系數(shù)和鏟斗的裝滿系數(shù)時(shí)，為了在一定的挖掘行程中能裝滿鏟斗,，應(yīng)有

　　q＝bcL
' y2 t$ h* r3 {2 Z" u( _ 　　式中：L為挖掘行程,；q為斗容量；c為切削厚度,。
　　所以         
: S8 b5 _3 U) R" r" k. c% z 　　Pt＝σ×b×c＝σ q／L
- M# u  |, k) L7 F/ `  　即挖掘功 ：  Pt L＝σq
  　在挖掘過程中,，Pn不做功，只有Pt做功,，簡稱為挖掘功,。當(dāng)挖掘?qū)ο蟮耐寥赖燃?jí)和鏟斗容量以確定時(shí)，就可由上式來確定挖掘功PtL,。
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$ n/ e; \+ t+ l+ e1 I8 x　　3. 液壓缸所做的功
  　根據(jù)能量守恒定律,，當(dāng)不計(jì)損失時(shí)，液壓缸在其行程上所做的功應(yīng)等于挖掘功,。
即              F△l≥PtL＝σ×q
# G: J: f9 l$ P$ C　　式中：F為液壓缸的最大推力,；△l為液壓缸的行程。
1 V- {( [- y3 j　　上式是選擇液壓缸缸徑的主要以據(jù),，對(duì)于反,、正鏟工作裝置上式都是適用的。

　　4. 應(yīng)用情況
8 t/ _& E- r* m6 P3 e  　若土壤等級(jí)和鏟斗容量都相同,，則液壓缸所做的功也應(yīng)相同,。但在選擇液壓缸的缸徑和行程上，各公司都具有自己的特點(diǎn),，見表1——2,。
) ]1 g8 c0 k* A) C# T5 y# ?  n  　液壓缸推力大小為
! D) |  F6 s" q. P                  F＝Pa
  _* f# V$ k3 R& N　　式中：p為工作壓力；A為液壓缸面積,。

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* F8 v: o  ~, I$ \' m! i! y( C表1——2  缸徑與行程比較表
2 v  f1 K5 T3 @公司名稱 液壓缸面積A 液壓缸行程△l
+ H# U& N5 S- h德馬可 大 小
; [1 _+ I2 k' [Komatsu 小 大
7 _' ?& `4 U4 P; `4 [  s5 ~' B利勃海爾 中 中
　　液壓缸面積A大,，推力F也大工作裝置受力惡劣，焊接遇到的問題也增多,。若液壓缸面積A小,，行程△l大，則液壓缸剛度就差,，易彎曲,。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮各種因素,。

  　根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),，挖掘機(jī)鏟斗最小挖掘力值與鏟斗寬度有關(guān)，每米斗寬最小需10噸以上的力,，鏟斗才能插入土中完成挖掘作業(yè),。
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  　鏟斗挖掘力與斗桿挖掘力和整機(jī)重量有關(guān),，而鏟斗挖掘力與斗桿挖掘力也有一定的比例關(guān)系：

: [. ?+ R% H5 ~% @! [% `4 z  tFb／W＝0.53～0.65           Fa／Fb＝0.73～0.85
; o$ W1 i+ G5 Z) D7 _- k; W3 K式中：Fa為斗桿挖掘力；Fb為鏟斗挖掘力,；W為整機(jī)重量,。
! t5 @" a" H8 m' j2 W# X* I) _  v; q& K二 反鏟工作裝置的傳動(dòng)計(jì)算
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$ K3 K/ A$ F1 A　　1. 反鏟斗與液壓缸的連接方式 見圖1--2
⑴ 圖1——2（a）所示，鏟斗缸直接絞接于鏟斗上,，由鏟斗,，斗桿及鏟斗缸組成四連桿機(jī)構(gòu)，一般鏟斗轉(zhuǎn)角較小,，工作力矩變化較大,，一般不采用。
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圖1——2 反鏟斗與液壓缸的連接方式
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⑵圖1—2（b）轉(zhuǎn)角小,，挖掘力大,，工作力矩變化較小，多數(shù)中小機(jī)型采用此方式,。日本機(jī)型中搖桿1是直的,，在歐洲機(jī)型上如利勃海爾和小型挖掘機(jī)上多用彎曲的,。
⑶圖1—2（c）鏟斗轉(zhuǎn)角超前一個(gè)角度,，同時(shí)也具有（b）方式的優(yōu)點(diǎn)。在利勃海爾早年機(jī)型上多有采用,。
⑷圖1—2（d）在油缸行程相同時(shí),，此方式轉(zhuǎn)角更大，但挖掘力小,，而力矩變化較大,，目前較少采用。
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. R7 @5 R9 t' X* s& g1 y　　2. 反鏟挖掘力的計(jì)算

　圖1——3為反鏟挖掘力計(jì)算簡圖,。下面分別計(jì)算斗桿缸理論挖掘力和鏟斗缸理論挖掘力（破碎力）：
斗桿缸理論挖掘力Fa可用下式計(jì)算
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圖1——3 反鏟挖掘力的計(jì)算簡圖
3 I! d; Z- [* X% a% T# Y, W
: e  p6 _  H+ `4 T' C　　Fa＝Fsa／b
　　式中：Fa為斗桿缸理論挖掘力,；Fs為斗桿缸推力；a,、b為力臂值,。
. O9 ~$ O; p4 n( P　　鏟斗缸理論挖掘力（破碎力）為
* H# _& g- @" p8 k2 L
/ Y: i3 w5 W/ t7 i6 x- H Fb＝Fl ce／d r
　　式中：Fb為鏟斗缸理論挖掘力；Fl為鏟斗缸推力,；c,、e、d,、r為力臂值,。
　　說明：如果各力臂值未知時(shí)，則可在挖掘機(jī)上進(jìn)行如圖1——3所示的位置的實(shí)測或用比例作圖法求出,。
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4 y$ G  g/ z, l/ k* y 　　反鏟裝置采用斗桿缸（或鏟斗缸）進(jìn)行挖掘,，所得的理論挖掘力不考慮下列因素：a.工作裝置自重和土重,；b.液壓系統(tǒng)和連桿機(jī)構(gòu)的效率；c.工作液壓缸背壓,。
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0 s9 ~, F3 Q: K( ]7 ~$ O　　3．反鏟斗容量的計(jì)算
& u' d; i! P# q& v$ @1 i; t 　　反鏟斗容量的計(jì)算簡圖如1—4所示,。其計(jì)算公式分別為：
. e6 p# j0 i* h% Y
　　1，按SAE標(biāo)準(zhǔn)的斗容量V1（安息角1／1）
# K5 p# d- D9 x" I* l V1＝F(b1＋b2)／2＋Ab12／4－b13／12

+ I' v! ~  r* u3 |+ a4 U1 R* W　　2,，按CECE標(biāo)準(zhǔn)的斗容量V2（安息角2／1）
4 b/ S1 O& c- @+ ^& N
V2＝F(b1＋b2)／2＋Ab12／8－b13／24
' Z* F  @2 B% z/ q# l- U. F
　　式中：A為斗開口長度,；b1為前面內(nèi)寬度；b2為斗底處寬度,；F為鏟斗橫截面積,。
三 挖掘機(jī)的穩(wěn)定性

# s  t/ x3 S5 U5 [( L. u$ I' N  e　　1． 適用范圍
　　 本計(jì)算適用于帶有相應(yīng)裝備的，使用于挖掘機(jī)作業(yè)范圍內(nèi)的液壓挖掘機(jī),。本計(jì)算不適用于進(jìn)行起重作業(yè)的液壓挖掘機(jī),。

9 m6 Q* p& A4 x) K& F8 Z8 G$ G% @　　2． 穩(wěn)定性驗(yàn)證的條件
　　液壓挖掘機(jī)的穩(wěn)定性（防止傾覆的安全性）是通過計(jì)算加以驗(yàn)證的。這種驗(yàn)證適用于挖掘機(jī)放置在水平停機(jī)面上,。

　　3． 穩(wěn)定性的計(jì)算
& x, `) f# T+ F, L+ Y 在計(jì)算穩(wěn)定性時(shí)要使用下列計(jì)算力值代替實(shí)際的重力值,，即
K1E＝1.10E k2N＝1.25N
: d1 a; q/ G6 Y$ P: H3 d/ C8 P8 w9 M5 N2 G　　式中：E為當(dāng)挖掘機(jī)處在最大作業(yè)半徑時(shí)，超出在傾覆線之外的該機(jī)作業(yè)裝置的另部件的重力,；N為有效載荷（土,，石方）的重力；K1為工作裝置自重系數(shù),；K2為有效載荷系數(shù),。
/ l; h' f( G( R$ g　　現(xiàn)以圖1—5反鏟挖掘機(jī)為例，也適用于正鏟挖掘機(jī),。同時(shí),，適用于履帶式及輪胎式挖掘機(jī)。

5 l$ @% b, n' Q: V. U& @% n 穩(wěn)定性＝穩(wěn)定力矩／傾覆力矩＝(Gr••S－1.10El)／1.25Nn≥1
! W7 N2 Z6 v9 }( E7 ^' y+ a

8 E2 X* {) o4 h3 P2 u! h' o　　式中：S為傾覆線間距離,；G為主機(jī)自重,，G＝Gl＋Gr；D為整機(jī)自重,，D＝Dl＋Dr,；E為工作裝置自重，E＝D－G,；l為重心間距,，l＝(Dr－Gr)S／E；N為有效載荷,；n為最大幅度,。
) M4 O, y( ?4 Q, A5 f7 L6 i; A四 生產(chǎn)率
& k1 p9 M5 P# M- q
9 d5 d3 v+ ?5 [, J　　生產(chǎn)率是液壓挖掘機(jī)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，它表示在單位時(shí)間內(nèi)從掌子面中挖掘出并卸到運(yùn)土車上或棄土堆的土方體積,。通常以每小時(shí)挖多少立方米為單位,，在工地上也有用臺(tái)班或晝夜挖出的土方體積來表示的,。
5 M) J# y& m# }& V一般有三種生產(chǎn)率的概念。
1．理論生產(chǎn)率
! |- b: z8 }8 A: P" z, F
* r" ?( M  E/ C: F$ c  E 　理論生產(chǎn)率是指一臺(tái)挖掘機(jī)在“計(jì)算條件”下連續(xù)工作一小時(shí)的生產(chǎn)率,�,！坝�(jì)算條件”可取為：
& E, s0 U% r  E0 F3 ?' E
- w- T5 l7 c5 U1 Q" ^& [　　（1）司機(jī)操作熟練,，充分考慮機(jī)械作單一動(dòng)作時(shí)合流供油和作復(fù)合動(dòng)作的可能性,，如動(dòng)臂生降可與轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)同時(shí)進(jìn)行，動(dòng)臂和斗桿油缸單獨(dú)工作時(shí)可以合流供油等,。

　�,。�2）選擇最經(jīng)常出現(xiàn)的工作條件和平均工作尺寸。如取最經(jīng)常挖掘的土壤作為計(jì)算土壤,。對(duì)反鏟來講,，取最大挖掘深度的一半作為計(jì)算挖掘深度，取裝車高度或棄土堆的平均高度作為計(jì)算用卸土高度,，取90°作為轉(zhuǎn)臺(tái)單向回轉(zhuǎn)角度等,。
* x4 e, a/ ]0 N, [% h: A* k
. }9 w7 y$ ?% o# _　　（3）掌子面,、運(yùn)輸車（棄土堆）與挖掘機(jī)之間的相互位置恰當(dāng),，運(yùn)輸車選擇合理，配合良好,。
8 z$ }: c4 P, a) L+ e- N( y% z, i. X理論生產(chǎn)率按下式計(jì)算：

# I( N; z; M, ?- U  _ Q＝60qn （立方米／小時(shí)）
式中：Q為理論生產(chǎn)率,；n為每分鐘工作循環(huán)次數(shù)的理論值,；q為鏟斗幾何容量（立方米）

6 t3 ^! B" S5 {1 E  T7 ~7 d　　技術(shù)生產(chǎn)率是指機(jī)械在“給定條件”下連續(xù)工作一小時(shí)所能獲得的最大生產(chǎn)率,。給定條件包括土壤情況，鏟斗裝滿情況,，裝車情況等,。

　　實(shí)際生產(chǎn)率是指機(jī)械在一段工作時(shí)間內(nèi)實(shí)際平均生產(chǎn)率。計(jì)算實(shí)際生產(chǎn)率主要考慮兩個(gè)因素,，即機(jī)械利用率和司機(jī)操作熟練程度,，實(shí)際生產(chǎn)率一般在實(shí)際中測定

wxhycj

對(duì)于挖掘機(jī)認(rèn)識(shí)很是深刻了，謝謝共享,。