BOB半岛工 程 机 械

　　BOB半岛绪论第一章 土的切削理论 第二章 行驶理论 第三章 牵引平衡与牵引性能 第四章 工程机械设计总论 第五章 典型工程机械设计 第六章 其他工程机械 2015-2-6 绪论绪论 一、工程机械分类、型号、组成 二、工程机械的主要性能 三、工程机械的发展方向 四、工程机械产品设计 2015-2-6 第一章第一章 土的切削理论 土的切削理论 一、土壤分类土壤分类 二、土壤的物理机械性质土壤的物理机械性质 三、土的切削理论土的切削理论 2015-2-6 第二章第二章 行驶理论 行驶理论 第一节 轮式行走机构 第二节 履带式行走机构 2015-2-6 第三章第三章 牵引平衡不牵引性能 牵引平衡不牵引性能 一、工程机械的牵引平衡 二、工程机械的牵引性能 2015-2-6 第四章第四章 工程机械设计总论 工程机械设计总论 一、设计工程机械的基本原则 二、工程机械总体设计 三、总体设计方法 四、工程机械的技术与经济指标 2015-2-6 第五章第五章 典型工程机械设计 典型工程机械设计 一、推土机设计 二、装载机设计 三、铲运机设计 四、单斗液压挖掘机设计 2015-2-6 第六章第六章 其他工程机械 其他工程机械 6.1 架桥机械 6.2 铺轨机械 6.3 凿岩机械 6.4 盾构机械与顶管技术 6.5 掘进机械 2015-2-6 一、工程机械分类、型号、组成一、工程机械分类、型号、组成 1、工程机械分类 2、工程机械型号 3、工程机械组成 2015-2-6 10 工程机械型号编制方法： 工程机械型号编制方法： 与主参数代号组成。e.g. ZL50 轮式装载机，Z为装载机中“装” 的汉语拼音第一个字母的大写，L为“轮”的汉 语拼音第一个字母的大写，50 为主参数——额定 载重量（KN）。 改进型号的编制由基本型号与改进代号A、B、…、Z组成。 e.g. ZL50C 轮式装载机，C为第三次改进。 2015-2-6 11 工程机械分类 工程机械分类 所有建筑、筑路工程中所用的机械，均称 为工程机械。一般按用途来划分，它可分为14 大类： 挖掘机械 凿岩机械与气动工具 起重机械 装修机械 铲土运输机械 铁路线路机械 混凝土机械 叉车 压实机械 路面机械 桩工机械 军事工程机械 钢筋和预应力机械 其他工程机械。 此外，还可以按其他方式分类，如质量、功率 2015-2-612 工程机械组成 工程机械组成 动力装置内燃机，电动机，尤其是内燃机中的柴油 机，是工程机械的常见动力装置。 工作装置各种工程机械的主要不同，在于其工作装 置的不同与总体设计的各异。 2015-2-6 13 工程机械的主要性能 工程机械的主要性能 主要性能参数 1）功率参数。如动力装置功率、力和速度等。 2）质量参数。如整机质量、作业质量等。 3）尺寸参数。如工作尺寸、整机外形尺寸等。 4）经济性参数。如作业周期、生产率等。 2015-2-6 14 工程机械发展趋势： 工程机械发展趋势： 工程机械发展趋势可归纳为以下几个方面： 1．不断提高单位机械重量的比功率，生产率； 2．不断提高工作装置的通用性与可换装的工作装 置的品种数，充分利用同一底盘，使一机多用； 3．不断提高整机安全性，注意合理降低整机重心， 增加整机的稳定性，加装各种必要的安全装置 监测监控与翻车保护架、落物保护棚； 4．不断提高作业舒适性，如装封闭式司机室与司 机室空调装置，司机室与座持的优化设计等； 5．不断降低工程机械作业时的噪音，对内燃机的 废气排放采用机内净化法，必要时加机外净化 法予以有效控制。 2015-2-6 15 工程机械产品设计和试制步骤 工程机械产品设计和试制步骤 一、产品设计主要环节： 1）下达或提出任务书及研究。明确设计任务； 2）草图绘制。选用合适总成结构型式，绘制总图； 3）组织审查BOB半岛。对草图方案进行论证、审查； 4）技术设计。对各总成提出正式要求，进行详细设计 计算； 5）工作图设计。绘制工作图纸，并编制全部技术文件。 二、样机试制：检验设计图纸的正确性及工艺的可行性， 以便修改设计。 三、工业试验及鉴定：对样机进行现场试用，检查是否 满足设计要求。 2015-2-6 16 第一节 第一节 土壤分类 土壤分类 一、按土壤的一般特性分类 (一)无粘性土壤 无粘性土壤又称为摩擦性土壤，其颗粒之间无粘聚力或粘性，如砂土、 干砂等。无粘性土受到外力作用后，在剪应力作用下而破坏。 (二)粘性土壤 粘性土壤的颗粒之间有粘聚力或粘性存在，如粘土。粘性土受到外力作 用后，同样因剪应力作用而破坏。 C——粘聚系数，对无粘性土 壤，C=0，对粘性土壤，C0 2015-2-6 17 二BOB半岛、按土壤的粒度分类 二、按土壤的粒度分类 土壤按其颗粒大小分为： 卵石及碎石——颗粒直径20~200mm 砾石——颗粒直径4~20mm； 砂粒——颗粒直径2~4mm； 砂——颗粒直径0.25~2mm； 细砂——颗粒直径0.05~0.25mm； 泥砂——颗粒直径0.05~0.005mm 粘土——颗粒直径0.005mm以下 三、按土壤的等级分 在研究机器与土壤相互作用时，为表示土壤的可切削性、土壤的密实度、 松散性，可按土壤的冲击指数和切削比阻力分为4个等级。 2015-2-6 18 第二节 第二节土的物理机械性质 土的物理机械性质 土的物理机械特性：土对机器的反作用过程中表现出来的强度、变形及 两者之间的关系(应力---应变关系)。 土壤的含水量与塑性土壤的含水量：土壤中所含水的质量与土颗粒的质量之比。 土的塑性：土在外力作用下改变形状并在外力去除后保持这一形状的能力。 当含水量大于一定界限时，粘性土会呈现某种流动状态BOB半岛，这一含水量称为粘 性土的流动界限(液限)或称为塑性上限。当含水量小于某一界限时，则粘性 土壤会失去压延性而变成硬性的固体状态；这一极限含水量称为粘性土的压 延界限(塑限)或称为塑性下限。 土的密度与重度自然密度，干密度，自然重度 土的粘着性土的黏着性：土粘着在其他物体上的能力。 对工作装置的影响：增加了铲掘阻力，减少了工作装置的有效容积。 松散系数：同一重的土，挖松后与挖松前土的体积之比。2015-2-6 19 第三节 第三节 土的切削理论 土的切削理论 一、土的破坏形式及其应力状态 土的破坏形式土的破坏形式取决于土的种类、湿度和切削深度，大体 上土有三种类型：塑性指数高的粘土和松散状的土呈流动型破坏(图a)；塑性 指数低的粘土和硬而密实土呈剪裂型破坏(图b)；塑性指数较高的粘土在小切 削角时呈流动型破坏，而在大切削角时呈断裂型破坏(图c)。 a)流动型 土的应力状态土体在受压缩主应力的作用下，是沿着一定方向的剪切面发生破坏的各种特 性的土在被剪切破坏时，剪切面的方向和压缩主应力的大小都不一这取决于 土的物理机械特性。 2015-2-6 20 若土体受主应力 若土体受主应力11和 和22的作用，且 的作用，且11 22。现在要想知道的是在任一斜面。现在要想知道的是在任一斜面mm——nn上上 某一处的法向应力和剪切应力的情况。这任一斜面 某一处的法向应力和剪切应力的情况。这任一斜面mm——nn将士体割成两个三角形的块， 将士体割成两个三角形的块， 把下面的一小块单独拿出来作为脱离体来讨论。在这个三角形的单元体上，已知的 把下面的一小块单独拿出来作为脱离体来讨论。在这个三角形的单元体上，已知的 11和和22必由作用在斜面上的法向应力 必由作用在斜面上的法向应力和剪切应力 和剪切应力所平衡，根据 所平衡，根据x=0 x=0和和 衡条件，则有：衡条件，则有： 土内应力状态分析莫尔应力圆 上式所对应的图形BOB半岛，是距坐标原点有一段 距离的、以为1/2（1-2）半径的莫尔圆。 2015-2-6 21 二、土体的极限平衡状态 二、土体的极限平衡状态 根据土的剪切试验，又有土体剪切强度数学模型：=C+tg。这两种模型表示 了土体应力状态的两种不同情况：后者是根据土的剪切试验所测得的强度极限 值得到的数学模型。而前者则是描绘土体内某点上的应力状态，其应力值并未 达到极限值。将两图绘于同一坐标上，便得到下图。 极限平衡图解 土体剪切滑移面方向 莫尔圆可能与直线相切，也可能不相切。如果相切，则表示土体的应力达到 了极限状态，否则应力没有达到极限状态，极限平衡状态称作郎肯(Rankine) 状态。 因此，滑移面与大主应力作用面所夹的角度=45+/2。 2015-2-6 22 三、切削阻力计算 三、切削阻力计算 (一)铲装刀片的结构2015-2-6 23 ((二二))切削阻力 切削阻力 切削阻力与土壤性质和切削刃的几何参数有关。2015-2-6 24 第一节 第一节 轮式行驶机构 轮式行驶机构 一、车轮滚动运动学 轮式行走机构在整机中所起作用是： (1)行走机构，将驱动轮的旋转运功转变为机器的前进运动； (2)支承结构，将垂直载荷传递给滚动表面； (3)导向装置，能保证机器运动时可按需要改变运行方向； (4)弹性悬挂装置，起一定的缓冲减震作用，使机器平稳运行。 车轮有三种典型运动情况。 (一)纯滚动 车轮上任一点i的实际速度(即绝对速度)为：V (二)滑移车轮的实际速度V大于理论速度VT。 V=VT-VS（VS为牵连速度） 车轮的实际速度V小于其理论速度VT，即V=VT-VS工程机械的行走机构有两种基本类型：轮式行走机构和履带式行走机构。 2015-2-6 25 车轮在刚性地面上滚动运动分析 车轮在刚性地面上滚动运动分析 车轮的几何中心o至瞬时速度中心之距离称为滚动半径，其 值随运动情况而变，可按下式计算： rk=V/ 2015-2-6 26 二、车轮滚动动力学 二、车轮滚动动力学 车轮滚动动力学上要讨论车轮在滚动中的受力状态 车轮滚动动力学上要讨论车轮在滚动中的受力状态 一）静载荷作用下的车轮滚动受力分析 一）静载荷作用下的车轮滚动受力分析 车轮有三种工况：从动轮工况、主动轮工况和自由轮工况。 (一）从动轮的受力 从动轮的受力情况如图所示。 车轮的轴载荷为G a—滚动摩擦系数；f一车轮的滚动阻力系数 —车轮的动力半径。定义P f为滚动阻力2015-2-6 27 (车轮末受载荷时的半径)有如下近似关系： 2015-2-6 28 二))驱动轮受力分析驱动轮受力分析 驱动轮的受力情况如图所示。车轮的轴载荷为G ，车梁对车轮运行的阻力Fx，驱动力矩为Mk，变形路面的反力为R ,它可分解为水力(即推动车轮向前运行的牵引力P）和垂直反力R。根据力的平衡，可得到 ——驱动轮的园周牵引力(即切线牵引力)。P就是平衡 、并保持车轮稳定运行的有效牵引力 (三)自由轮受力分析 仅受轴载荷GK、驱动力矩MK作用无拖动负荷(即FX=0)的驱动轮称为 自由轮。 2015-2-6 29 它是驱动轮的 它是驱动轮的——种持殊工作状态。自由轮的受力情况如图所示BOB半岛。 种持殊工作状态。自由轮的受力情况如图所示。 由平衡关系可得到： 可以看出：在白由轮工况，驱动力矩从用于 克服滚动阻力矩，此时驱动轮的有效牵引力 2015-2-630 附着牵引力附着牵引力 附着牵引力是θ＝时(车轮全滑转时)驱动轮在某种路面条件下可能 产生的最大牵引力P max ，它决定了机器的最大驱动能力、结构设计的载 荷，可判明整机重量分布情况是否合理，发动机功率是否选择得当。研 究附着牵引力P ——驱动轮载荷2015-2-6 31 第二节 第二节 履带式行走机构 履带式行走机构