液压挖掘机工作原理—专业术语解释，上海小挖机出租公司

　　一土壤切削


　　１．挖掘功


　　当不计土壤的松散系数和铲斗的装满系数时，为了在一定的挖掘行程中能装满铲斗，应有ｑ＝ｂｃＬ


　　式中：Ｌ为挖掘行程；ｑ为斗容量；ｃ为切削厚度。


　　所以Ｐｔ＝σ×ｂ×ｃ＝σｑ／Ｌ


　　即挖掘功：ＰｔＬ＝σｑ


　　在挖掘过程中，Ｐｎ不做功，只有Ｐｔ做功，简称为挖掘功。当挖掘对象的土壤等级和铲斗容量以确定时，就可由上式来确定挖掘功ＰｔＬ。


　　２．挖掘阻力


　　挖掘阻力是指铲斗在挖掘过程中所遇到的土壤阻力，通常近似的认为它作用在斗尖上，并可依照挖掘轨迹的切线方向分解切向阻力Ｐｔ和法向阻力Ｐｎ。目前的粗略算法为：


　　Ｐｔ＝σｂｃＰｎ＝ψＰｔ


　　式中：σ为挖掘比阻力，由试验确定；ｂ为斗宽；ｃ为切削厚度；ψ为系数，由试验确定。


　　３．应用情况


　　若土壤等级和铲斗容量都相同，则液压缸所做的功也应相同。但在选择液压缸的缸径和行程上，各公司都具有自己的特点，见表１——２。


　　液压缸推力大小为Ｆ＝Ｐａ


　　式中：ｐ为工作压力；Ａ为液压缸面积。


　　液压缸面积Ａ大，推力Ｆ也大工作装置受力恶劣，焊接遇到的问题也增多。若液压缸面积Ａ小，行程△ｌ大，则液压缸刚度就差，易弯曲。因此，在设计时要综合考虑各种因素。


　　根据实践经验，挖掘机铲斗**小挖掘力值与铲斗宽度有关，每米斗宽**小需１０吨以上的力，铲斗才能插入土中完成挖掘作业。


　　铲斗挖掘力与斗杆挖掘力和整机重量有关，而铲斗挖掘力与斗杆挖掘力也有一定的比例关系：


　　Ｆｂ／Ｗ＝０．５３～０．６５Ｆａ／Ｆｂ＝０．７３～０．８５


　　式中：Ｆａ为斗杆挖掘力；Ｆｂ为铲斗挖掘力；Ｗ为整机重量。


　　４．液压缸所做的功


　　根据能量守恒定律，当不计损失时，液压缸在其行程上所做的功应等于挖掘功。


　　即Ｆ△ｌ≥ＰｔＬ＝σ×ｑ


　　式中：Ｆ为液压缸的**推力；△ｌ为液压缸的行程。


　　上式是选择液压缸缸径的主要以据，对于反、正铲工作装置上式都是适用的。


　　二反铲工作装置的传动计算


　　１．反铲斗与液压缸的连接方式


　　⑴铲斗缸直接绞接于铲斗上，由铲斗，斗杆及铲斗缸组成四连杆机构，一般铲斗转角较小，工作力矩变化较大，一般不采用。


　　反铲斗与液压缸的连接方式


　　转角小，挖掘力大，工作力矩变化较小，多数中小机型采用此方式。日本机型中摇杆１是直的，在欧洲机型上如利勃海尔和小型挖掘机上多用弯曲的。


　　铲斗转角超前一个角度，同时也具有（ｂ）方式的优点。在利勃海尔早年机型上多有采用。


　　在油缸行程相同时，此方式转角更大，但挖掘力小，而力矩变化较大，目前较少采用。


　　２．反铲挖掘力的计算


　　为反铲挖掘力计算简图。下面分别计算斗杆缸理论挖掘力和铲斗缸理论挖掘力（破碎力）：


　　斗杆缸理论挖掘力Ｆａ可用下式计算


　　Ｆａ＝Ｆｓａ／ｂ


　　式中：Ｆａ为斗杆缸理论挖掘力；Ｆｓ为斗杆缸推力；ａ、ｂ为力臂值。


　　铲斗缸理论挖掘力（破碎力）为Ｆｂ＝Ｆｌｃｅ／ｄｒ


　　式中：Ｆｂ为铲斗缸理论挖掘力；Ｆｌ为铲斗缸推力；ｃ、ｅ、ｄ、ｒ为力臂值。


　　说明：如果各力臂值未知时，则可在挖掘机上进行如图１——３所示的位置的实测或用比例作图法求出。


　　反铲装置采用斗杆缸（或铲斗缸）进行挖掘，所得的理论挖掘力不考虑下列因素：ａ．工作装置自重和土重；ｂ．液压系统和连杆机构的效率；ｃ．工作液压缸背压。