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  小挖平整作业性能的研究


  平整作业是小挖的一种常用的作业形式,其主要工况有平整地面、修坡等,其中使用斗尖进行平整作业居多。平整作业主要是通过斗杆与动臂这两个部件的复合运动来实现的,因此,平整作业性能本质是一种复合运动时的操纵性能,平整作业操纵舒适性主要体现在斗杆与动臂的动作协调性,良好的动作协调性是靠匹配出来的,那么,平整作业性能的匹配即斗杆与动臂两者之间的性能匹配就显得很重要,值得深入研究。
小挖平整作业性能的研究

  1  平整作业姿态


  研究挖掘机的各种作业性能,都需要从作业姿态入手,结合不同工况进行,不同的姿态在不同的工况下体现不同的性能,平整作业也不例外。


  在平整作业时,需操纵动臂先导控制手柄(右手柄)和斗杆先导控制手柄(左手柄)同时向后拉实现铲斗的平整刮土动作,同时向前推实现铲斗的平整推土动作。


  是一种采用斗尖进行平整作业的姿态变化图,以停机面为平整作业面,姿态Ⅰ为平整作业初始位置,铲斗处于垂直挖掘姿态,斗杆油缸全缩;姿态Ⅱ为平整作业目标终了位置;平整作业从姿态Ⅰ开始到姿态Ⅱ过程中,铲斗油缸始终不动作。


  在评价平整作业性能水平时,考核指标是:要求从姿态Ⅰ到姿态Ⅱ,平整作业的平整距离
小挖平整作业性能的研究

  (L)达到铲斗与推土铲距离(A)的 30% 以上,姿态Ⅱ的斗尖离地高度(B)不超过 100mm这样才算是具有良好的作业性能。


  平整作业时斗杆与动臂的性能匹配,首先要了解和研究斗杆油缸和动臂油缸的行程变化与平整点(铲斗斗尖)的轨迹。平整作业姿态Ⅰ时的油缸行程计算模型图,建立以动臂与平台的铰点 O 为原点、向左为 X 轴、向上为 Y 轴的坐标。
小挖平整作业性能的研究

  行程、缸径、流量(排量)以及结构件这些参数,都是与设计输入值相关,一旦选定或定型,动臂、斗杆的油缸运动速度就基本确定下来了。也就是说,平整作业特性是挖掘机的一个固有特性,需要在设计开始阶段做好匹配,否则后续再怎么整改优化,也将于事无补。


  需注意的是,如果斗杆油缸杆头铰点对斗杆转动铰点的距离过长,那么斗杆的转角就越大,行程就会越长,流量需求也就会越大,可能导致无法实现平整作业。
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