ZE510E液壓挖掘機(jī)計算說明書詳解

1、中聯(lián)重科KMK宙H Hf*iTSC6MCEZE510E/BP液壓挖掘機(jī)計算說明書中聯(lián)重科（上海） 挖掘機(jī)上海研發(fā)中心2012年06月8日目錄第一章總體參數(shù)計算 1第二章回轉(zhuǎn)裝置計算3第三章行走裝置計算 6第四章工作裝置計算 9第五章整機(jī)穩(wěn)定性計算 15- 3 -總體參數(shù)計算一、功率計算1、發(fā)動機(jī)原始參數(shù)型號：ISUZU-BB-6WG1XQA-03S功率：278.1kW/1800r/min最大扭矩：1553N.m/ 1500 r/mi n2、液壓泵 K5V200DPH1J3R-9NE4-4A參數(shù)(1)主泵：最大流量 Q: 360 X 2 L/min最大工作壓力 P: 34.3 (37) Mpa額

2、定轉(zhuǎn)速：1800 r/mi n先導(dǎo)泵：流量 Q: 27 L/min最大工作壓力 P: 3.9 Mpa額定轉(zhuǎn)速：1800 r/mi n3、主泵輸入功率計算采用電控方式調(diào)節(jié)主泵功率。調(diào)節(jié)器可將主泵功率控制在一個最大值范圍內(nèi)，在充分 利用發(fā)動機(jī)功率基礎(chǔ)上，避免過載導(dǎo)致發(fā)動機(jī)熄火。根據(jù)主泵功率曲線圖，主泵最大功率時，Po=23MPa Q=343L/minN二亟二60耳23 34360 0.94 0.96= 145.7kW其中，液壓泵總效率n =0.940.96，下同。按照擬合的P-Q曲線，實現(xiàn)恒功率控制，此時：P=18.7MPa, Q=347L/min主泵1和主泵2輸入功率：N118.7 34760

3、0.85=127kW4. 先導(dǎo)泵輸入功率輸入功率N33.9 276060 0.94 0.96= 1.94kW5、功率校核風(fēng)扇（水散、中冷）消耗功率為： 8 kW;進(jìn)排氣消耗功率為：2.1 kW （發(fā)動機(jī)標(biāo)定）； 電裝空調(diào)壓縮機(jī)功率為： 3 kW;發(fā)電機(jī)消耗功率為： 1.2 kW； 發(fā)動機(jī)功率富余量為：278.1-8-2.1-3-1.2-1.94-254=7.86 kW6、結(jié)論：采用電控方式調(diào)節(jié)主泵功率，在主泵恒功率控制下，發(fā)動機(jī)功率富余2.2%，完全滿足使用要求。第二章回轉(zhuǎn)裝置計算、回轉(zhuǎn)平臺實際轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)馬達(dá)型號：Kawasaki M5X130CHB-RG14D排量:129.2 ml/r最大工作

4、壓力:28.4 MPa減速比:20.04- 21 -回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)速比：l=20.04 X 生=20.04 X 85/11= 154.854乙式中:Z2_內(nèi)齒圈齒數(shù)Z小齒輪齒數(shù)回轉(zhuǎn)平臺實際轉(zhuǎn)速：n 實=200 1800 0.95 /154.854=8.54r/mi n129公 2即：3 實=8.54 X 2 n /60=0.89rad/s二、回轉(zhuǎn)平臺最佳轉(zhuǎn)速計算在挖掘作業(yè)回轉(zhuǎn)角度，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動慣量和回轉(zhuǎn)液壓功率給定的情況下 ，為了求得最短的作 業(yè)循環(huán)時間，轉(zhuǎn)臺起動力矩MQ與回轉(zhuǎn)角速度3 Q之間有一個最佳匹配的問題，這個最佳匹配 的回轉(zhuǎn)角速度就稱為回轉(zhuǎn)平臺的最佳轉(zhuǎn)速.1）平臺起動力矩MqMq=p q I

5、n 總/2 n=28.4X 129.2X 2X 154.854X 0.85/2 n=153812N m式中，q馬達(dá)排量；p工作壓力；n總一傳動的機(jī)械效率，取0.85；其中：n m 液壓馬達(dá)的機(jī)械效率，取0.95；n減速機(jī)一減速機(jī)傳動效率，取0.92；n齒圈一內(nèi)齒圈傳動效率，取0.98；2）平臺制動力矩Mz由于摩擦力、效率、出口油壓的影響，對于液壓制動，制動力矩與起動力矩之比C處Mq ( M 1 2)10.852=1.384式中n m液壓馬達(dá)的機(jī)械效率；n 1 減速機(jī)機(jī)械效率；n 2回轉(zhuǎn)支承機(jī)械效率。Mz=1.384 Mq=1.384X 153812 N m=212888N m川崎實際制動扭矩：

6、874X 2X 154.854X 0.92X 0.98=244049Nm3) 行走部分與地面的附著力矩M4343M =4910 G 3=4910X 0.5X 51 3=464314 N m式中 附著系數(shù)，取 =0.5G整機(jī)重量,G=51 t取轉(zhuǎn)臺制動力矩的允許值 MJ-0.6-0.6 464314 = 278588NmMz 二 244049Nm ： M z 14）回轉(zhuǎn)循環(huán)時間t已知回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)過載閥的調(diào)定壓力p=28.4 Mpa按作業(yè)轉(zhuǎn)角=90回轉(zhuǎn)循環(huán)時間:t=-(1+3/ R 2+3/cR-1/ R 3)+2/ 3 q6000P1%為了求得最短的作業(yè)循環(huán)時間t,令dt/d 3 Q=0得,轉(zhuǎn)臺最佳

7、轉(zhuǎn)速:6Mqnmax= 3Q331以+毗+巨+岳盲)式中，Mq平臺起動力矩，Mq=153812N mJ0空斗時轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動慣量，5/35/32J0=590G =590 X 51 =413811 kg m入=丄=1.627 （J-滿斗時轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動慣量） J 02 .r2 cr r31.384 2.212.23=2.51n max= 36Mq3CR33_JoO )0 r2_6x153812x1.57=31 -413811 (1 1.627) 2.51=7.74即理論上轉(zhuǎn)速=0.81(rad/s )r/mi nn=7.74 r/min時，作業(yè)循環(huán)時間最短第三章行走裝置的計算一、接地比壓計算履帶尺寸：單

8、條履帶接地長度：H=4530mm履帶板寬度：L= 700 mm履帶高度：h=1126mm整機(jī)重量：G=51000kgX 9.8= 499800N履帶平均接地比壓:P 2 (H 0.35h) L4998002 (45300.35 1126) 700=0.0725 Mpa行走速度計算行走馬達(dá)型號為:715C3K+KYB MSF340VP工作壓力:P=34.3MPai=62.4減速比:馬達(dá)排量:q 小=175.7ml/rq 大=304.1 ml/rn/00180096=1967 r/min馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速:175.7304.1n2=20018000.96 =1136 r/min驅(qū)動鏈輪節(jié)距:t0=228

9、.6mm驅(qū)動鏈輪齒數(shù):23驅(qū)動鏈輪基圓直徑:Dk = t0/sin= 228.6/sin 15.65847.3mmV max60 Dmi 10660 847.3 二 196762.4 06=5.03 Km/h_60 D 二 n2min610660 847.3 二 113662.4 06=2.91 Km/h三、最大牽引力計算 液壓馬達(dá)最大輸出扭矩：Mmax=Ap q n mi/2 =34.3X 304.1 X 0.95/2二=1578 (N m) p-液壓馬達(dá)的進(jìn)出口壓力差，取34.3MPa;q-液壓馬達(dá)的排量，取 q大=304.1ml/r;n mi-液壓馬達(dá)的機(jī)械效率； 驅(qū)動輪的最大輸出扭矩：

10、Mqmax= M max i n m2=1578X 62.4X 0.91=89605 N - mi-傳動比；n m2-行走減速機(jī)機(jī)械效率，n m=0.91。 一條履帶的最大牽引力：T= Mqmax /R=89605X 0.85X 2/847.3=179.78 (KN) 整機(jī)最大牽引力(兩側(cè))：Tt=2T=2 X 179.78=360 (KN)四、爬坡能力在爬坡時整機(jī)須克服如下阻力：1) 自重在斜坡方向分力 Wp=Gsina2) 運(yùn)行阻力 WY=0.12Gcosa3) 履帶內(nèi)阻力 Wn=0.06G則最大牽引力應(yīng)不小于這些阻力之和，即Tt Wp+ Wy+ W此外還應(yīng)滿足挖掘機(jī)在爬坡時不打滑的條件，

11、即 Gcosa F -履帶板與地面的附著系數(shù)，取0.8。由上，可得 WP+ WY+ Wn F，即G(sin a +0.12cosa +0.06) T，令 Gcosa = G(sin a +0.12cosa +0.06)得 a =31.37代入式，得：51 X 9.8X (sin31.37 +0.12cos31.37+0.06) =341KNK 360KN所以，整機(jī)在上 31.37斜坡時，牽引力能夠克服幾種阻力。 Gcosa =0.8X 51 X 9.8X cos31.37 =341KN -履帶板與地面的附著系數(shù)，取0.8。附著力等于克服阻力的牽引力，故挖掘機(jī)在爬 31.37的坡角時不會打滑。

12、所以，a =31.37為挖掘機(jī)能實現(xiàn)的最大爬坡角。五、原地轉(zhuǎn)彎能力計算挖掘機(jī)原地轉(zhuǎn)彎阻力由兩部分組成，一部分為履帶在地面的轉(zhuǎn)彎阻力，另一部分為履帶的內(nèi)阻力，W= (0.700.80)卩 G+0.06G式中 卩-履帶對地面接觸阻力系數(shù)，取卩=0.55W= (0.80X0.55+0.06) X 51X 9.8=25015，則需對斗桿油缸進(jìn)行穩(wěn)定性校核。根據(jù)液壓元件手冊黎啟柏主編，冶金工業(yè)出版社、機(jī)械工業(yè)出版社P140,可知其所承受的壓力F不能超過保持穩(wěn)定工作所允許的臨界載荷，則應(yīng)滿足下式：F mn1/2時，可按歐拉公式計算，F(xiàn)k=nn 2EJ/l2式中：Fk失穩(wěn)臨界壓縮力；n末端條件系數(shù)，查表得n

13、=1;E材料的彈性模數(shù)，鋼材 E=2.1X 1011Pa；J活塞桿橫截面慣性距，m4。44-5 4對實心桿，J=n d/64=0.049X 0.135 =1.63X 10 mFk=n n 2EJ/I2=2.1 X 1011 X 1.63X 10-5 n 2/2.7552=4.44X 106N斗桿油缸挖掘時大腔受壓，此時壓力應(yīng)為大腔的閉鎖力，故：F=1105.2 KN6Fk/ nk=4.44X 10/3=1480KN 1105.2KN因此斗桿油缸穩(wěn)定性能夠達(dá)到使用要求。在實際挖掘過程中，斗桿缸穩(wěn)定行應(yīng)按照斗 桿最大轉(zhuǎn)角的1/31/2計算，但在這個轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，斗桿缸活塞桿的伸出長度不為最大值， 因此，斗桿油缸能夠滿足工作要求。二.反鏟工作裝置運(yùn)動軌跡包絡(luò)圖最大挖掘咼度mm10980；最大挖掘半徑mm12005最大卸載高度mm7680:最小回轉(zhuǎn)半