摘 要:机械式挖掘机是工程机械的主要机种之一,广泛应用于矿山采掘等机械化施工中。行走机构是挖掘机的重要组成部分,对整机中起着支撑、连接与行走的作用,因此,对行走机构进行设计,使其满足新机型的各项要求,就很有必要。
关键词:机械式挖掘机;行走机构;履带装置;驱动轮
中图分类号:S222.5+5 文献标识码:A
引言
机械式挖掘机是工程机械的主要机种之一,是土石方开挖的主要机械设备,广泛应用于工业与民用建筑,交通运输,水利电力工程,农田改造,矿山采掘以及现代化军事工程等的机械化施工中。行走机构是挖掘机的重要组成部分,在整机中起着支撑、连接与行走的作用,因此,对行走机构进行设计,使其满足新机型的各项要求,就很有必要。
1 履带行走装置的构造
1驱动轮,2后导轮,3支重轮,4拖带板,
5履带装置,6履带架,7引导轮
2 履带式行走装置参数的计算
初步设计时,行走装置的尺寸,应用下面的经验公式确定:
(2-1)
式中 L-所需决定的尺寸,m;K-经验系数,根据《机械式挖掘机设计》中表3-2选取;G-挖掘机的工作重量,取机重G=10500kN
履带行走装置作用在地面上的平均比压力为:
(2-2)
式中 b-履带宽度;L-履带接地长度;n-履带条数
3 行走机构电机与减速器的选型计算
1制动器,2电机,3齿式联轴节,
4三级行星式减速箱,5驱动轮
3.1 电机的选取
预估:整机工作重力G=10500KN,行走速度 V=1.08km/h=0.3m/s,估算履带与土壤之间的附着力Tf=?渍Gcos?琢0.5×10500× =5197kN
?渍-履带与土壤之间的附着系数取0.5;G-挖掘机工作总重力10500KN;?琢-坡角
履带行走装置的牵引力必须大于总的行走阻力,即Sq>Wz,另一方面牵引力必须小于履带和地面之间的附着力,即Sq?燮Tf
计算行走阻力Wz:Wz=Wi+Wg+Wp+Wf+Wu+Wn
1>履带行走装置运行时土壤阻力Wi
Wi=0.11G=0.11×10500=1155kN
?棕i-运行比阻力系数取0.11
2>不稳定运行时的惯性阻力Wg
v-行走速度取0.3m/s
tq-起动时间取3s,挖掘机的行走速度为1-2Km/h, 起动时间为3s
3>坡道阻力Wp
当连续爬坡,爬坡角为6°时,WP=Gsinα=Gsin6°=0.1G=0.1×10500=1050kN
当最大爬坡角为12°时, =Gsinα=Gsin12°=10500×sin12°=2100kN
4>行走时的风阻力
Wf=qfA=250X170=42.5kN
qf:工作状态的风压,取qf=250N/m2;
A:挖掘机的迎风面积。取A=170m2
当连续爬坡角为6°时,此时应取整机额定功率时的牵引力
Sq=Wz=Wi+Wg+Wp+Wf=2562.5KN
当最大爬坡角为12°时,此时应取整机最大功率时的牵引力
Sq=Wz=Wi+Wg+Wp+Wf=3612.5KN
当连续爬坡时,所需额定功率
?浊-从发动机到履带行走装置驱动轮的传动机构的效率,取?浊=0.88
电机效率?浊电=0.96
齿式联轴器效率?浊联=0.98
三级行星减速箱齿轮传动效率为?浊减=0.94 即0.98×0.98×0.98=0.94
当最大爬坡12°时,所需峰值功率
电机额定功率: PN=480KW
电机额定转速: nN=750r/min
电机空载转速:
电机过载系数:K=1.8
额定转矩:
堵转转矩:
额定功率时的牵引力SqN
最大功率时的牵引力Sqmax
3.2 减速箱传动比的确定
驱动轮的速度
V-驱动轮的最大速度,初选V=0.3m/S;n2-驱动轮的最大转数;r-驱动轮的半径为0.65m。
i总=■=170.45
i总-行星减速机的传动比;n1-电机的输出转数
参考文献
[1]罗贞平.矿用机械式挖掘机技术探索[J].煤矿机械,2012-11-15.
[2]曹金玲.机械式挖掘机三角架的优化改进设计[J].新技术新工艺,2011-08-25.