液压挖掘机抓钳式松土器合理参数的选择.pdf

一 1， 蹦 挠 糊 J 柏 J J 干 设计 计 算 ’ 液压挖 掘机抓钳式松土器 合理参数的选择 京 辑 ． r I 中 J景 年 ． r ‘ ‘ ‘- I 在现代施工中．广泛采用挖掘机的松土器 为模拟松 土过程选定缩尺为 1 5的模型 完成难于 接 近地 点的松土工作， 由于挖掘 机的 传统松土器受到施工条件的限制．因而，抓钳 式松土器 在这个 领域 是最有前途 的． 原苏联某建工学髋完成 了一项试验研究 用两 指抓 钳式橙土 器开挖沟槽 时。 如何减少 掘 橙冻 土的动力 消耗 。 为了模拟 实际挖沟过程． 研制 了一种专 用 试验 台 图 1 ． 它 由下列部件组 成带 门框 1 的构架 2 ，可折卸的土箱 4 -6 ，准备冻土石腊 模 型的 电炉子． 土壤表 面平 整机 构．试验 用的 松土工作装置 7经应变元件 8 安装在横粱 9上 面． 横 粱 9靠 电动螺 旋机 构 1 0相 对柱 1 2转 动。 松土深 度可 以进行调整． 调整 时先松 开螺 纹定 位销 l 3 I使柱 2在支 架 I 1 的孔 内作 垂 直 移 动。 i 3 [ ～ 、 二 ＼ 卜 ． r 匿 1 抓钳式松土器工作过程模拟试验台 ～ 2 6一 用 密 度 系 数 C9 2 -- 9 6的石 腊 作 为 冻土 模 型， 顺序 用 一个 直齿 和 两个斜 齿 图 2 a 进 行松 土试验，松 土齿沿 同一半径， 以同样人士 深度进行松土．这时，松土阻力靠粘在试验台 上的应变元件 8上的应 变片和专 用增 强记录仪 记录，被松的土壤 用过 磅计量。 嵇 且 囤2 a 一个 直齿 和 两个 斜齿 橙 土器进 行 捂土 b 松土时土壤断裂示意 图 为 了减 少 试 验 次数 ， 选 取 了最 佳 试 验 参 数斜齿相对于垂直方向的齿倾角为 d ；3 0 。 ～ 6 O 。，斜齿刀刃中心之问的距离为 L7 0 -- 9 0 mm，直齿 刀刃宽度为 6 -- l 1 ram．斜 齿 刀刃宽度为 B 2 6 ram，所有齿的切削角为 3 5。， 掘土深 度选取 h；加 mm， 掘土深度 计 算 公 式 为 ； B j k k 。 ；3 0 -- 5 5 mm， 式 中 k k 。 是 极 限松 土深度 与直齿 刀刃 宽度 的 比倒 系 散，取 。 5 。 调整直齿和两侧的斜齿松土器。使其所劈 下土壤 的断面都呈三 角形 图 2 b ． 因而，在 顺序用一个遵 齿和两个斜齿掘松土壤后，在土 壤中合成的切槽接近于矩形，这样就能逐层挖 深成为所要求 的沟槽 。 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 用计算机对上述试验数据进行处理后得到 回归方程，表示先用一个直齿掘松土壤后，再 用两个斜齿 翻松 土壤 阻力 的最 大平均值和被掘 松 土壤 的 质 量 m 与 参 数 0 、 L和 B． 的关 系 { 图 3 Pc r , M4 5 0 ． 1 --3 ． 0 9 5 L一1 9 ． 6 3 8 Bi - 9 ． 9 7 4 0 ． 0 4 9 9 L B o ．0 2 3 7 L 0 ． 8 5 5 B 0 1 1 0 5 0 2 m 一7 5 2 ． 9 1 5 ． 7 9 9 L5 0 ． 9 0 3Rl 3 ． 0 0 2 0 0 , 0 7 8 L 0 -- 0 ． 5 3 B 1 0 0 ． 0 8 9 2 L 3 ． 1 3 6 研 - 0． 0 9 41 0 霉 霉 霹 委 晕 囱3 秘松土壤阻力平均晕大值 P ．秘松土壤 质量 卅 和单位 阻力 P ／m 与齿的角度 参数和相对参数的关系 从 回归方程 和 图 3中的 曲线 可 以得 出齿 倾 角 日增加， 松 土阻力 P～逐渐减 少而 松 土质量逐渐增加，当 0 4 0 。～5 O 。时达到最 佳值。此后，倾角 0 增加．松土阻力 P ． 增 加，松土质量下 降。既然最佳值为 0 4 0 。～ 5 0 。，斜 齿应装在 与被直齿切 割后 的土壤表面 相垂 直的位 置， 图 3中 d ～f 与 a ～ c 有 类似的 情况 ． 随着 斜齿 刀 刃 中心距 L的增 加， P 和 m 的值都增加 图 3 ， g ～i ，这是因为断裂材 料范围加宽的缘故．分析断裂材料的尺寸就可 看 出来 ． 然 而 。 显 示 出 t T I 值 的 增 长 超前 于 P～值的增 长。 当 ￡处 于最佳 值 ￡ 1 1 -5 ～ 1 4 B， 时 P ／m 为最小值。 当 B ／ B， 和 L／ B， 都取最佳 值 时，直 齿刀刃和斜齿刀 刃先 后劈下 的断裂材料彼此相 似．断面形状都接近于三角形 t 见图 2 b 。因 为刀刃和斜齿刀刃先后劈下的断裂材料彼此相 似， 断面形状都 接近 于三角形 见 图 2 b 。 因 为 ，这 时 翻 松土 壤 达 到全 部 三个 齿 的极 限深 度 ， B． ／ B 和 L／ B， 都 具 有 最 佳 值， 且 B，／ B 1 。 直齿 刀刃较 斜 齿刀 刃劈下 的断 裂材料 大一些， ￡的最佳值 大约等于 2倍 的翻 松深度 ￡ 。 从 图 3的关 系曲线说 明 P⋯ ．／m 与 参 数 0 、 L和 B． ， P ／m 与 相对 参数 B ／ B 和 L／ 曰， 都存在着极值。根据 回归方程分 析结果，可以确定抓钳式松土器最合理的参数 为 0 加 。～ 5 O 。， L 1 1 ． 5 ～ 1 4 B， ． B． 1 ． 3 ～ 1 ．5 B ， 。这些推荐值对于 2 ～3 组挖掘机工作装置是正确的。 根 据模 拟试 验 结 果． 开发 了 3O-2 6 2 1 B 型挖掘机的双指抓钳 式松土器 图 4 ，它装 在挖掘机 1的动臂 2和斗杆 3上， 由与斗杆铰 接的立柱 5和颚板 8组成．立柱上带有直齿 6 ，颚扳上带有两个斜齿 7 ， 直齿和斜齿的结 构参数是根据试验室试验的结果选择的。 囤4 ‘ a 双指抓锚式 松土器总 图‘ b 】 双指抓钳式松土 器结构图 为了确定液压传动的合理参数，应按现有 下转 第 3 3页 一 2 7 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 要特点是能够 自动剪断钢筋。克虏怕 AZ I 1 0 0 型破碎钳在拆 除工程方 面具有多种功能。 破碎钳是一种焊接结构，主要由一个或两 个液压缸、以及一个或两个颚片组成。该结构 对操作方面的失误很敏感，极易造成颚片折断 和焊接结构的弯 曲。在 研制 AZI 1 0 0破碎钳 时，对这种结构进行了有限元计算，并对结构 作 了优 化， 改进． 取得 了璜期效 果 在最大载 荷作用下，并未 出现临界应力． 破 碎 钳 的 功率 参数 ， 除 了单 纯 的破碎 力 外．也就是在额定输入的液压功率下，钳口开 合的时问．因为破碎钳的破碎力同工作压力和 活塞面 积的乘积成 比例。很 明显． 当工作压力 上接第 2 7页 方法求 出颚板液压缸 9的括塞拉人和推出的力 臂．液压缸有两种受力情况 1 液压缸活塞杆拉人，将颚板打开，靠 摩擦力 由颚扳抓住并抓牢最大尺寸的货物； 2 液压缸活塞杆 推 出，盏上颚板， 用颚 板齿松 土。 根 据靠摩擦力 抓住重量为 G 的货物时， 计算活塞杆拉人时的力臂 t H r H Ⅳ T P ／F u F T P r P ／K ．c p z D P H 式 中Ⅳ钢颚板 与松土 器 问压紧货物 的 j 3 ，N P ／x n J _ T P 钢颚板与货物问的摩擦系数 P 钢颚板与货物垂直侧壁间的摩 擦 力． G／2 口w 力相 对 于 钢 颚 孤 铰 链 的 力 臂 ， “Rc o s ／2 钢 颗板 的 回转 半径 钢颚板 的最大回转角 液压缸的作用力， 。 ／4 D 镀压缸活塞直径 P H 液压 缸 内额定压 力 根据保证钢颚板齿有足够的松土力，计算 颚板液压缸活塞杆推出时的力臂 P d 1 R／ 4 P D l R／ ∥P H 提高时．活塞面积就可减少．行程相同时，消 耗的油量就少。这样就可减小钳 口闭食的时 问 。 该 工 作 压 力 经 过 一 种 增 压 器 可 提 高 到 6 0 MP a ． 然 而， 这 种 增压 器容 易 出故 障， 应 用还不普及．在开发新产品时，研制了一种新 液 压缸， 它不 带增 压器 ． 但 它的 闭 合 时 间 比 AZ1 1 0 0型缩短 了一半 以上． 近 来，建筑材料的再 生问题 已 日益 引起人 们 的重 视．有不 同几何形 状剪臂 的破碎钳 为破 碎机提供 了帮助。 例如． 在建筑拆除现 场， 为 了分选钢筋和水泥，以供重新利用，常常有液 压锤 破碎钳和破碎机在一起共同配合工作． 胡秀 兰杨懋伦孔庆信供稿 式 中 0 l 颚 板 液 压缸 在 双指 抓 钳 回转 时 在钢颚板齿上产生的松土力 在双指抓钳式松土器样机设计时，根据结 构紧凑和颚板液压缸与 3 o一 2 6 2 1 型挖掘机液 压 缸 通 用 的 原 则 ， 颚 板 液 压 缸 的 直 径 选 为 1 2 0 ram． 其活塞拉入时的力臂 r H和推出时的 力臂 是根据下面的已知条件求出 颚板最 大 回 转角 为 9 0。， 起重 量 为 5 0 0 k g ， 翻 松 力 P o t 3 0 k N， 摩 擦 系 数 0 ． 1 5 ． 随 后 ， 根 据 现 有 的计 算 方 法 求 得 活塞 行 程 SI 6 0 mm， 颚 板 铰 点 距 离， 5 4 5 mm， pl 】 2 ram。 鹱 板 液压 缸 与 3 0一 2 6 2 1型 挖 掘 机的支腿液压缸通用，只是将活塞杆和缸筒缩 短，使行程 1 6 0 ram ．并采用结构紧凑 的 新 型前盖． 双指抓钳式松 土器 经过试验表 明，它能够 进行 以下 的多种 工作 翻松 坚实 土 、压实土、 冻土和建筑材料；拆 除墙壁时夹住断裂 的墙 壁、将碎块装入车箱内和搬走拆除房屋时的堆 积物； 用松土 齿揭下 需要 拆除 的沥 青混凝土路 面、或用夹钳破碎路面；在有夹杂物的坚实土 和冻土层上挖 窄沟；在道路维修 时取出路缘 石；装卸管子、 花岗石 、钢筋混凝 土路 缘石和 其它无绳索的货物。 童康样供稿 一 3 3 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m