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1、ZE510E/ESP 液压挖掘机计算说明书中联重科（上海）挖掘机上海研发中心2012年 06月 8日目录第一章 总体参数计算1第二章 回转装置计算3第三章 行走装置计算6第四章 工作装置计算9第五章 整机稳定性计算15总体参数计算一、功率计算1、发动机原始参数型号：ISUZU- BB-6WG1XQA-03S功率：278.1kW/1800r/min最大扭矩：1553N.m/ 1500 r/min2、液压泵 K5V200DPH1J3R-9NE4-4AV 参数(1) 主泵：最大流量Q： 360 X 2 L/min最大工作压力P： 34.3 (37) Mpa 额定转速：1800 r/min(2) 先导
2、泵：流量 Q： 27 L/min最大工作压力P：3.9 Mpa 额定转速：1800 r/min3、主泵输入功率计算采用电控方式调节主泵功率。调节器可将主泵功率控制在一个最大值范围内，在充分 利用发动机功率基础上，避免过载导致发动机熄火。根据主泵功率曲线图，主泵最大功率时，P0=23MPa, Q0=343L/minPQ 23 343N145.7kW6060 0.94 0.96其中，液压泵总效率n =0.940.96，下同。按照拟合的P-Q曲线，实现恒功率控制，此时：P0=18.7MPa, Q0=347L/min 主泵1和主泵2输入功率：PQ18.7 347N N127kW12 6060 0.85
3、4. 先导泵输入功率输入功率N 3PQ0 0603.9 2760 0.94 0.961.94kW5、功率校核风扇（水散、中冷）消耗功率为：8 kW;进排气消耗功率为：2.1 kW （发动机标定）电装空调压缩机功率为：3 kW;发电机消耗功率为：1.2 kW； 发动机功率富余量为：278.1-8-2.1-3-1.2-1.94-254=7.86 kW6、结论：采用电控方式调节主泵功率，在主泵恒功率控制下，发动机功率富余2.2%，完全满足 使用要求。第二章回转装置计算一、回转平台实际转速回转马达型号: Kawasaki M5X130CHB-RG14D排量: 129.2 ml/r 最大工作压力:28.
4、4 MPa 减速比: 20.04Z回转机构速比：I=20.04x=20.0485/ll= 154.854Z1式中:z2内齿圈齿数 Z_小齿轮齿数200 1800 0.95回转平台头际转速：n实二129 2 2/154.854=8.54r/min即：=8.54 2 n/60=0.89rad/s实二、回转平台最佳转速计算 在挖掘作业回转角度,转台转动惯量和回转液压功率给定的情况下,为了求得最短的作 业循环时间,转台起动力矩Mq与回转角速度叫之间有一个最佳匹配的问题，这个最佳匹配 的回转角速度就称为回转平台的最佳转速.1）平台起动力矩MqMq=p /2 n=28.4 29.2 54.854 .85/
5、2 n= 153812N式中，q马达排量；p工作压力；n总一传动的机械效率，取0.85 ;其中： 总n M液压马达的机械效率，取0.95;n减速机一减速机传动效率，取0.92; n齿圈一内齿圈传动效率，取0.98;2）平台制动力矩Mz 由于摩擦力、效率、出口油压的影响，对于液压制动，制动力矩与起动力矩之比M 1 1C= 二=1.384M （） 2 0.852Q M 1 2式中nM液压马达的机械效率；n 减速机机械效率； n 2回转支承机械效率。M=1.384 M=1.384153812ZQ=212888N川崎实际制动扭矩：874 54.854 .92 .98=244049Nm 3）行走部分与地
6、面的附着力矩M（p坊43M =4910pG 3=4910.51 =464314p式中p附着系数，取p=0.5G整机重量,G=51 t取转台制动力矩的允许值M0.6M0.6 464314 278588NmzM 244049Nmz4）回转循环时间t已知回转机构过载阀的调定压力p=28.4 Mpa按作业转角 =90回转循环时间：t=黑 52（1+3/ R2+3/cR-1/ R3）+2/eQ6000P Q Q 0为了求得最短的作业循环时间t,令dt/d叫=0得,转台最佳转速:n =3max6MQ331)RT CR 訂式中，Mq平台起动力矩，Mq=153812N J0空斗时转台的转动惯量，J=590G5
7、/3=590 15/3=413811 kg A = J=1.627（J-满斗时转台的转动惯量）J0L=1R331.384 2.2=2.51.6Mnmax=3 I331 3J 1）1 一丄）0R 2 CR R 3|6 153812 1.573： 413811 1 1.627）2.51=0.81（rad/s） =7.74 r/min即理论上转速n=7.74 r/min时，作业循环时间最短。第三章行走装置的计算一、接地比压计算履带尺寸:单条履带接地长度: H=4530mm 履带板宽度: L= 700 mm履带高度：h=1126mm整机重量：G=51000kg .8= 499800NG履带平均接地比压
8、：p =o.35h) L4998002 (4530 0.35 1126) 700=0.0725 Mpa二、行走速度计算行走马达型号为：715C3K+KYB MSF340VP工作压力：P=34.3MPa减速比：i=62.4马达排量：q = 175.7ml/r 小q 大=304.1 ml/r马达输出转速：200 1800 0.96n =1967 r/min1175.7200 1800 0.96n2=1136 r/min304.1驱动链轮节距：t0=228.6mm驱动链轮齿数：23驱动链轮基圆直径：Dk =tn/sinISOtel=228.6/sin 15.65 = 847.3mm60 847.31
9、96762.4 1065.03Km/hv=re，则有60 D nv =1max i 10 660 D nVmin= i 10 6260 847.3113662.4 106=2.91 Km/h三、最大牵引力计算 液压马达最大输出扭矩：M 二ptj.n/2 =34.3304.10.95/2 =1578(N)maxm1p-液压马达的进出压力差，取34.3MPa ；q-液压马达的排量，取q大=304.1ml/r ；n液压马达的机械效率；m1 驱动轮的最大输出扭矩：Mq = M n=157862.40.91=89605 max maxm2i-传动比；n 2-行走减速机机械效率，n 2=0.91。m2m2
10、 一条履带的最大牵引力：T= M /R=89605 0.85 2/847.3=179.78 (KN) qmax 整机最大牵引力(两侧)：Tt=2T =2179. 78=360(KN)四、爬坡能力在爬坡时整机须克服如下阻力：1) 自重在斜坡方向分力Wp=Gsin a2) 运行阻力 WY=0.12Gcos a3) 履带内阻力W=0.06Gn则最大牵引力应不小于这些阻力之和，即TW+ W+ W tPY此外还应满足挖掘机在爬坡时不打滑的条件，即(P Gcos a F(P -履带板与地面的附着系数，取0.8。由上，可得WP+ WY+ WnF，即G(sina+0.12cosa+0.06) T，令PGcos
11、 a = G(sin a +0.12cos a +0.06)得 a=31.37代入式，得：51 9.8 (sin31.37+0.12cos31.37+0.06) =341KNv360KN 所以，整机在上31. 37 斜坡时，牵引力能够克服几种阻力。(P Gcos a =0.8l.8 os31.37=341KN(P -履带板与地面的附着系数，取0.8。 附着力等于克服阻力的牵引力，故挖掘机在爬31.37的坡角时不会打滑。 所以，a=31.37。为挖掘机能实现的最大爬坡角。五、原地转弯能力计算挖掘机原地转弯阻力由两部分组成，一部分为履带在地面的转弯阻力，另一部分为履带的内阻力，W= (0.70_0
12、.80)mG+0.06G式中 仇-履带对地面接触阻力系数，取U =0.55 W=(0.800.55+0.06)519.8=250 Tt=360kN 故挖掘机在一般路面能实现原地转弯。第四章工作装置的计算一.反铲工作装置方案设计（一）、设计的基本要求：1. 反铲斗容量为2.2m3;2. 动臂机构的铰点布置；3. 其它要求与一般通用的反铲工作装置相同；二）、动臂提升机构主要参数确定图中符号规定如下:l0 = AB 动臂提升油缸的最小长度；lmax= AC0 动臂提升油缸的最大长度；max 0r4AC线与水平线之间的夹角；r5ZB0CB；L动臂铰点C与动臂油缸铰点A的距离；L0动臂油缸全缩时，动臂油
13、缸力对动臂铰点A的力臂;L动臂铰点与动臂油缸与动臂铰点间的距离；L2动臂油缸全伸时，动臂油缸力对动臂铰点A的力臂； 引入下列无量纲参数：lmax/l0，P= L/ l0，=L1/l0，= L0/l0，k=L2/L0令：m = Cosr3=（ L2i+ L2 -1o2）/2LiLp = Cos（r2+r3）=（ L12+ L2 -lmax2）/2L1L则推导得出：i ：i （2 1）m i） 1 （2 i）m i）2m pm p1 ；i （2 i）m i） ，i （2 i）m i）2 m pm p此外，a = L0/ 10二bp9n r3即有：L0= 1opift r3同理有：L2= Loopift （r2+ r”久工作装置铰点位置代入计算结果如下：a= L0/ l0=560.9/2260=0.2482p= L/ 10=i032.4/2260=0.4568k= L2/ L0=723.i/560.9=i.2892厂 Li/ 10=3i76.6/2260=i.4056 注：在通用挖掘机上，考虑以反铲、正铲和起重、装载等作业为主要工作装置时，可取p=0.5_0.6, k=i;对要求在地下部分有较大挖掘力、挖掘深度时，P值可适当缩小。 动臂全伸、全缩的力臂比值k按不同情况选取，专用反铲可取kv0.8;以反铲为主 的通用机械，k=0.8_i.7o所以以上初选值合理。（
