液压回转抓木器毕业设计

液压回转抓木器毕业设计

目录

摘要........................................................................ I Abstract................................................................... II

1 绪论 (1)

2 木头抓爪线形受力的理论研究与分析 (2)

2.1抓爪受力的几点假设 (2)

2.2抓斗受力计算 (2)

2.3抓爪上的外力分布曲线 (6)

2.4小结 (8)

3液压抓木器机构设计 (9)

3.1 基本原理研究与分析 (9)

3.2杆件设计与研究与分析 (11)

3.2.1抓斗反四杆机构翻转原由研究与分析 (12)

3.2.2抓钩的反四杆机构的翻转储备角 (14)

3.2.3抓钩的附加转角 (14)

3.2.4防止抓斗反四杆机构翻转的措施 (14)

3.3抓斗各方面尺寸参数设定 (15)

4液压相关系统设计 (17)

4.1 液压系统工作的原理 (17)

4.2消除脉动的方法研究与分析 (18)

4.3小结 (19)

5抓斗的理论受力研究分析以及材料的选择 (20)

5.1抓取阻力的理论分析 (20)

5.2连杆强度计算及材料选择 (22)

5.3抓爪爪瓣的材料选择 (23)

5.4小结 (23)

6液压抓斗中伸缩套筒式液油压缸的设计 (24)

6.1伸缩套筒式液油压缸的机构设计 (24)

6.2 液油压缸基本相关参数的确定 (25)

6.2.1液油压缸的作用力 (26)

6.2.2活塞连杆以及套筒的强度计算 (26)

6.2.3.液油压缸以及套筒的壁厚 (26)

6.2.4塞杆的稳定性校核 (27)

.WORD版本.

7液压抓木器的评估指标 (29)

7.1液压抓斗的相关指数 (29)

7.2几种抓斗的评估 (30)

7.3结论 (30)

结论 (31)

致谢 (32)

参考文献 (33)

.WORD版本.

1 绪论

1抓木器的介绍

抓斗是一个抓木头工作装置，抓木是专为特定工作需求的挖掘机自主设计、开发、制造，一台挖土机工作装置配件;抓木器分为：机械抓木与旋转抓木;无需修改挖掘机管路与液压相关系统的机械木材抓斗可以使用（一个低成本型）;需要回转挖掘机抓木线与液压相关系统的修改，以满足360度旋转（方便，实用，成本型）的需求。

2抓具的分类：

（1）机械抓; （2） 360 °回转液压抓斗; （3）非旋转液压抓斗

3木材抓具的安装：

（1）机械式挖掘机抓斗：挖掘机抓斗斗液油压缸推动，不添加其他液压块以及管路;

（2） 360 °回转液压挖掘机抓斗创展木：你需要添加两个液压挖掘机与管道阀门块来操控;

（3）非回转液压挖掘机木头抓斗：你需要添加一个液压挖掘机阀块以及管路来操控。

4使用场合：

废旧金属处理、石块、以及木料的搬运乃至装卸。

木头处理设备是液压夹具。目前最常用的木头处理钢丝绳吊装作业手册，工作效率低，劳动强度大，而且往往造成人身伤害。本实用新型提供了一种液压操控木头的夹具，对称与抓爪，以以及配套使用的起重机，可直接插入到火车里爬进爬出开放木头货车，大抢能力，工作高柜的两侧效率，安全性与可靠性，大大降低伤亡事故的发生。该装置可广泛应用于陆路口岸，港口，林业，贮木场与其他场合。

.WORD版本.

.WORD版本. 2 木头抓爪线形受力的理论研究与分析

2.1抓爪受力的几点假设

作者提出论文夹具力正弦曲线分布，但以作核实。本文在这方面进一步的理论研究与分析，并通过实验木头抓手验证。

1在闭合的瞬间，抓爪将承担抓腔木材的整个重量。

2抓取阻力包括在抓取过程中木材与抓爪之间的摩擦力、抓腔木材相互运动所产生的摩擦力和惯性阻力以及抓爪插入木堆的切入阻力。这里只考虑这些阻力共同作用的综合效果。

3在抓取过程中,当爪尖接近闭合状态时,充满抓腔的木材对抓爪产生的挤压力按抛物线和正弦曲线两种形式分布因为抛物线有多种表示方法,故有图1所示的三种曲线。

1一个抓斗瓣瞬间接近的密闭腔将承担木才的一半的重量。

2运动阻力包括移动过程中木头与抓斗腔之间抓爪摩擦木头的相互运动

由摩擦与惯性与木头桩器插入切口阻力阻力。这里只考虑联合行动这样的阻力的综合作用

3在移动过程中，当抓斗接近的闭合状态下，空腔填充材捕捉所产生的夹具作用压力两种形式的正弦曲线的与各种各样的方法作为抛物线抛物线分布，在图2-1所示的三条曲线

图2-1抓爪上的外力分布曲线的假设

图中b ,c, d分别为

P(x) = kx2式（2.1）

P(x) = k x式（2.1.1）

P(θ)= k(1-cosθ) 式（2.1.2）其中P是任意一点抓取力的值; K是常数成比例的，它是机构的大小与抓爪抓取左右，θ为从抓爪铰轴到爪侧任一点的连线与y轴的夹角

2.2抓斗受力计算

据抓斗的实际工作的限制，认抓具有两种工况一种抓具呈悬浮状态在楞堆上工作;另一种是取木夹具悬在空中。在第一个条件，外部用材的作用的侧向抓的力爪，抓爪支承

.WORD 版本. 反力与产生的摩擦。从实楞上抓取原木属于这种工 况,故称实楞型抓取。在第二种工况中,上述的抓爪下部的支 承反力和摩擦力可忽略不计,向车辆、编捆框或格楞抓取木材就属 于这种工况,称格楞型抓取。

1.第一种工况下力的研究与分析与计算

从工作过程中研究与分析知,当抓爪开始插入原木楞堆缝中时候,爪尖这个力是研究与分析不知道从工作过程中，当夹具裂缝开始插入木桩震惊。夹具油箱下折叠时候的推力来克服日志与日志的静摩擦不断推动这项运动。这被捕时候一些的区。与夹持器的逐渐闭合，此力逐渐变大的区域。。这时候的受力状况如图2-2 对0点取矩有：

∑m 0=0 那么Pa=∑R ibi+fNC-m0(N)

如果将∑R 表示为合力R,则需计以及阻力偏差系数K2，K2=1.1-1.3: 为使计算更为

安全起见，此外,由N 力 产生 的力矩m 。(N )不予计算,则上式可写成

Pa= K2 R b + f N C 如用m 。(R)表 示R b,则又写成 Pa= K2 m0(R) + f N C

于是,抓取力为: P=a 1[K2m0(R)+f NC ] 式(2.2) 其中，a ，c ，f ，K 为已知，故只需计算m0(R)与N

.WORD版本. 图2-3 m0(R)计算与分析图

（1）m0(R)的确定

图3中 XOY的动坐标是随抓爪运动,并且 X 轴就是抓爪钱轴与爪尖的连线 OA， X,OY,是固定坐标。

设:,Q 为所假设的为抓取量 (kg),R是集中作用力 (N),从只为铰轴中的力(N), G为抓斗自重〔kg)

设力对 O 之矩顺时候针为正,反之为负，a为两个坐标系的夹角,β为R作用点的切线与X 轴所形成的夹角;并。则R对O 之矩为

m0(R) = m0 (F) + m0 (N/) （1）

而m0(N/)=-N/x cosβ+N/ysinβ（2） m0 (F)=-Fycosβ-Fxsinβ（3）所以

m0(R)= -N/ [x(cosβ+fsinβ)+y(f cosβ-sinβ) （4）为确定 N,值,再将 F 与 N’向 X/丫/轴投影得

Rx=Fx+N/x=-Fcos（α+β）+N/sin（α+β）（5） Ry =Fy+N/y= F sin（α+β）+N/ cos（α+β）（6）该抓斗每侧各有一个抓爪,在一定工作状态下,抓取木捆的重量为O 时候作用在每侧抓爪K1是抓腔木头的偏载系数，取1.2-1.3.

Ry=N(fsin(a+β)+cos(a+β))=KgQ/2 （7）所以

N= KgQ/(2 fsin(a+β)+cos(a+β)) （8）

.WORD 版本. 综上式可得出：

M.(R)=- Kg[X(fsin(a+β)+cos(a+β))+y(fsin β+cosa) ]/ (2 fsin(a+β)+cos(a+β))

( 2 )R 的确定

这 里面研 究分析格楞型 抓取工况下所产 生 的其作用 方 向以及R 值

图2-4 R 作用点的确定 它的作用来确定想通过抓取N 个电阻产生正作用压力，指向木头爬行束的中心的方向。 具体确定如下：当夹持器关闭时候，抓斗中心对称线 m m (如 图2-4),然后在m m 线上 找出抓腔的近似圆心O,再通过O /点作mm 的重线

这时候以 O`点为中心从水平线向下转a -90。+β,即为 N`的方向得作用点 C,并可在图中直接量取其坐标(x 、y)。再绕C 点沿 N 七方 向向上方转r 角,即为R 的作用方向。此外

R =arccos

arccos f 1r n f =+ （10） (3)N 的确定

由于闭合后的重载抓斗仍坐落在楞堆上由于此下式成立

（11）

N=(Q G)g 2sin(a 15)

+- （12） 式中15。角是抓斗闭合状态时候,抓爪尖部直线段与水平面的夹角，该角度通常是10。—1 5。 ,这里取15

将m 。(R)与 N 代入(4)式即得抓取 力尸的计算公式为

P=(Q G)C 2sin(a 15)

gf a +- （13） 2第二种工况下的受力研究与分析与计算

以 上的 研究与分析计算对第二种状况况也是适用的,只是抓斗外部原木不对抓爪产生支承反力,故(4)式中的 fNC =0 （14）

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