一種挖掘機配重裝置及其布置方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種挖掘機配重裝置及其布置方法，通過稱重法和力矩平衡的原理來確定整機重心，以便整機重心始終處于回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部，使得回轉(zhuǎn)支承安裝的螺栓受力效果更好，在不拆除任何零部件，鏟斗空載的前提下，通過在地磅上對挖掘機不同姿態(tài)的單邊稱重，即可得到最理想的配重重量，使得整機重心始終處于回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部，整機穩(wěn)定性更好。
【專利說明】一種挖掘機配重裝置及其布置方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明屬于挖掘機配重【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高穩(wěn)定性挖掘機配重裝置及其布置方法。
[0002]【背景技術(shù)】現(xiàn)有技術(shù)中對于挖掘機配重的設置計算僅能保證工作裝置相對于傾翻邊力矩小于除工作裝置外的機體相對傾翻邊的力矩，為了保證工作裝置快速下降后急停導致機體上翹時的穩(wěn)定性，計算過程中對工作裝置及挖掘土方等數(shù)據(jù)添加相應的安全系數(shù)來進行計算，初步計算完成后再計算挖掘機在斜坡上的穩(wěn)定性能否達到要求即可；但是傳統(tǒng)的方法并不能保證挖掘機在工作過程中的重心始終處于回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部，這樣容易造成整機的震動大，回轉(zhuǎn)支承螺栓受較大的剪切力，不能保證整機穩(wěn)定性，特別是在有一定傾斜角度的地面作業(yè)時，當挖掘機的工作臂與履帶行進方向呈90°，且工作臂完全展開鏟斗鏟滿土方時，整機更容易側(cè)翻，安全性不能得到有效的保證。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在設置位置不準確、穩(wěn)定性差和容易側(cè)翻的技術(shù)問題，提供一種挖掘機配重裝置及其布置方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種挖掘機配重裝置及其布置方法，是通過稱重法和力矩平衡的原理來確定整機重心，以便整機重心始終處于回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部，使得回轉(zhuǎn)支承安裝的螺栓受力效果更好。
[0005]本發(fā)明一種挖掘機配重裝置，它包括動臂旋轉(zhuǎn)中心及由回轉(zhuǎn)中心活動連接的挖掘機上車部分和下車部分，所述動臂旋轉(zhuǎn)中心通過工作裝置與前端設置的鏟斗旋轉(zhuǎn)中心連接，其要點是所述上車部分的后端設有配重，所述配重的重量為1000-1100KG，整機重心位置到回轉(zhuǎn)中心距離為310-322mm。
[0006]本發(fā)明一種挖掘機配重裝置，最優(yōu)選的方案是:所述配重的重量為1075KG，整機重心位置到回轉(zhuǎn)中心距離為322mm。
[0007]本發(fā)明挖掘機配重裝置的布置方法，是按下述步驟進行的:
(1)使挖掘機單邊履帶位于地磅上，另一條履帶位于支架或者另一地磅上，通過力的平衡和力矩平衡的原理得到挖掘機任一狀態(tài)下的重心位置；
(2)根據(jù)力矩平衡的原理，當物體A與物體B緊靠一塊，C為A與B相加，P為空間任意點，只要A與B處于穩(wěn)定狀態(tài)，則A相對P點的力矩MA = GA X LA，B相對P點的力矩MB = GBX LB, C相對P點的力矩MC = GC X LC,并且MC= MA + MB ;得知除配重后整機的重心位置，在知道去除配重后整機重心位置前提下得知能使挖掘機穩(wěn)定性達到最好的配重重量；
(3)確定整機機重后，使挖掘機處于危險姿態(tài)，工作裝置方向與履帶行進方向呈90°，鏟斗油缸全伸，斗桿油缸全縮，使鏟斗回轉(zhuǎn)中心與動臂回轉(zhuǎn)中心處于同一水平面上；鏟斗內(nèi)未挖土，根據(jù)步驟(I)與步驟(2)得鏟斗滿載后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離LI與鏟斗滿載后去掉配重后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L4 ;然后操作挖掘機處于動臂、斗桿、鏟斗油缸全伸的姿態(tài)，根據(jù)步驟(I)與步驟(2)得出此狀態(tài)下整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L2與此狀態(tài)下去掉配重后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L5 ;最后再確定最佳的配重重量，使得整機穩(wěn)定性最好。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下有益效果: 在不拆除任何零部件，鏟斗空載的前提下，通過在地磅上對挖掘機不同姿態(tài)的單邊稱重，最后通過計算即可得到最理想的配重重量，使得整機重心始終處于回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部，整機穩(wěn)定性更好。
[0009]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為挖掘機危險姿態(tài)示意圖；
圖2為挖掘機配重計算整機簡化模型圖；
圖3為挖掘機配重確定步驟(I)示意圖；
圖4為挖掘機配重確定步驟(2)示意圖；
圖5為挖掘機危險姿態(tài)下重心位置示意圖；
圖6為挖掘機各工作裝置油缸全伸姿態(tài)下重心位置示意圖；
圖7為挖掘機回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)示意剖視圖；
圖8為挖掘機油缸全伸姿態(tài)示意圖。
[0010]圖中1、工作裝置2、上車部分3、配重4、下車部分5、鏟斗旋轉(zhuǎn)中心6、動臂旋轉(zhuǎn)中心7、整機
L1-鏟斗挖滿土在危險狀態(tài)下整機的重心至回轉(zhuǎn)中心的距離 L2-鏟斗空載油缸全伸狀態(tài)下整機的重心至回轉(zhuǎn)中心的距離 L3-配重重心至回轉(zhuǎn)中心的距離
L4-鏟斗挖滿土在危險狀態(tài)下去除配重后整機的重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L5-鏟斗空載油缸全伸狀態(tài)下去除配重后整機的重心至回轉(zhuǎn)中心的距離【具體實施方式】參照圖1至圖8，本發(fā)明一種挖掘機配重裝置，它包括動臂旋轉(zhuǎn)中心6及由回轉(zhuǎn)中心活動連接的挖掘機上車部分2和下車部分4，所述動臂旋轉(zhuǎn)中心6通過工作裝置I與前端設置的鏟斗旋轉(zhuǎn)中心5連接，所述上車部分2的后端設有配重3，所述配重3的重量為1000-1100KG，整機重心位置到回轉(zhuǎn)中心距離為310-322mm。
[0011]本發(fā)明一種挖掘機配重裝置，最優(yōu)選的方案是:所述配重的重量為1075KG，整機重心位置到回轉(zhuǎn)中心距離為322mm。
[0012]本發(fā)明挖掘機配重裝置的布置方法，是按下述步驟進行的:
(1)使挖掘機單邊履帶位于地磅上，另一條履帶位于支架或者另一地磅上，通過力的平衡和力矩平衡的原理得到挖掘機任一狀態(tài)下的重心位置；
(2)根據(jù)力矩平衡的原理，當物體A與物體B緊靠一塊，C為A與B相加，P為空間任意點，只要A與B處于穩(wěn)定狀態(tài)，則A相對P點的力矩MA = GA X LA，B相對P點的力矩MB = GBX LB, C相對P點的力矩MC = GC X LC,并且MC= MA + MB ;得知除配重后整機的重心位置，在知道去除配重后整機重心位置前提下得知能使挖掘機穩(wěn)定性達到最好的配重重量；
(3)確定整機機重后，使挖掘機處于危險姿態(tài)，工作裝置方向與履帶行進方向呈90°，鏟斗油缸全伸，斗桿油缸全縮，使鏟斗回轉(zhuǎn)中心與動臂回轉(zhuǎn)中心處于同一水平面上；鏟斗內(nèi)未挖土，根據(jù)步驟(I)與步驟(2)得鏟斗滿載后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離LI與鏟斗滿載后去掉配重后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L4 ;然后操作挖掘機處于動臂、斗桿、鏟斗油缸全伸的姿態(tài)，根據(jù)步驟(I)與步驟(2)得出此狀態(tài)下整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L2與此狀態(tài)下去掉配重后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L5 ;最后再確定最佳的配重重量，使得整機穩(wěn)定性最好。[0013]下面結(jié)合具體實施例，詳細闡述本發(fā)明挖掘機配重裝置的布置方法:
以山重建機MC76為例子，稱整機總重:7720KG，確認軌距為1700mm，使挖掘機單邊履帶位于地磅上，并一邊履帶位于支架上，挖掘機處于最危險狀態(tài)(如圖1所示，工作裝置方向與履帶行進方向呈90°，鏟斗油缸全伸，斗桿油缸全縮，并且使鏟斗旋轉(zhuǎn)中心5與動臂旋轉(zhuǎn)中心6處于同一水平面上)，鏟斗內(nèi)未挖土，地磅顯示:3180KG，則支架支撐重量為4540KG，圖5為根據(jù)步驟(1)所得數(shù)據(jù)，整車在以上姿態(tài)下沒挖土時整機重心距回轉(zhuǎn)中心距離為150mm(回轉(zhuǎn)中心前側(cè))，鏟斗斗容0.28m3，土密度按1800KG/m3計算，得到鏟斗挖滿土后土重約為500KG，經(jīng)實際測量此狀態(tài)下土方重心至回轉(zhuǎn)中心距離約為5075mm，配重重心至回轉(zhuǎn)中心距離為1889mm;根據(jù)地磅顯示讀數(shù)與步驟(2)，可以計算得出在危險狀態(tài)下，鏟斗裝滿土后的重心位置；
7720x150+500x5075= (7720+500)x LI
LI為鏟斗滿載后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離，計算得LI約等于450mm，整車危險姿態(tài)下挖土后重量為7720+500=8220KG，設計配重重量為600KG，則危險姿態(tài)下挖土后去掉配重重量為8220-600=7620KG，根據(jù)步驟(2)得:
(8220-600)XL4-600xl889=8220x450
L4為鏟斗滿載后去掉配重后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離，得L4約等于634mm (回轉(zhuǎn)中心前側(cè));
挖掘機單邊履帶位于地磅上，并一邊履帶位于支架上，挖掘機處于各工作裝置油缸全伸狀態(tài)，鏟斗內(nèi)未挖土，地磅顯示:4880KG，則支架支撐重量為2840KG，圖6為根據(jù)步驟(1)所得，整車在以上姿態(tài)下未挖土時整機重心距回轉(zhuǎn)中心距離為225mm (回轉(zhuǎn)中心后側(cè))，此狀態(tài)下未挖土去掉配重后整機重量為7720-600=7120KG，根據(jù)步驟(2)可得:
(7720-600)X L5+600xl889=7720x225
L5為此狀態(tài)下去掉配重后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離，得L5約等于85mm (回轉(zhuǎn)中心后側(cè));
設配重重量為60￡時，兩種狀態(tài)下的整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離相等為L，根據(jù)步驟(2)
得:
7620x634-GKxl889= (7620+G配)xL
7120x85+GKxl889= (7120+G配)xL
解以上的二元一次方程組，可得最佳配重重量為1075KG，L為322mm。
[0014]結(jié)論:圖7為山重建機MC76回轉(zhuǎn)支承的外形尺寸圖，最佳重心位置計算應小于429mm (858/2)，初始設計600KG配重對應LI為450mm (450>429)，已經(jīng)超出了回轉(zhuǎn)支承圓周，由上得到的最佳配重重量為1075KG，使得整機在任意姿態(tài)下的整機重心位置到回轉(zhuǎn)中心距離都小于322mm (322〈429)，經(jīng)過12°斜坡校核后，整機穩(wěn)定性好。
【權(quán)利要求】
1.一種挖掘機配重裝置，它包括動臂旋轉(zhuǎn)中心及由回轉(zhuǎn)中心活動連接的挖掘機上車部分和下車部分，所述動臂旋轉(zhuǎn)中心通過工作裝置與前端設置的鏟斗旋轉(zhuǎn)中心連接，其特征是所述上車部分的后端設有配重，所述配重的重量為1000-1100KG，整機重心位置到回轉(zhuǎn)中心距離為310-322mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種挖掘機配重裝置，其特征是所述配重的重量為1075KG，整機重心位置到回轉(zhuǎn)中心距離為322mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的挖掘機配重裝置的布置方法，其特征是按下述步驟進行的: (1)使挖掘機單邊履帶位于地磅上，另一條履帶位于支架或者另一地磅上，通過力的平衡和力矩平衡的原理得到挖掘機任一狀態(tài)下的重心位置； (2)根據(jù)力矩平衡的原理，當物體A與物體B緊靠一塊，C為A與B相加，P為空間任意點，只要A與B處于穩(wěn)定狀態(tài)，則A相對P點的力矩MA = GA X LA，B相對P點的力矩MB = GBX LB, C相對P點的力矩MC = GC X LC,并且MC= MA + MB ;得知除配重后整機的重心位置，在知道去除配重后整機重心位置前提下得知能使挖掘機穩(wěn)定性達到最好的配重重量； (3)確定整機機重后，使挖掘機處于危險姿態(tài)，工作裝置方向與履帶行進方向呈90°，鏟斗油缸全伸，斗桿油缸全縮，使鏟斗回轉(zhuǎn)中心與動臂回轉(zhuǎn)中心處于同一水平面上；鏟斗內(nèi)未挖土，根據(jù)步驟(1)與步驟(2)得鏟斗滿載后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離LI與鏟斗滿載后去掉配重后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L4 ;然后操作挖掘機處于動臂、斗桿、鏟斗油缸全伸的姿態(tài)，根據(jù)步驟(1)與步驟(2)得出此狀態(tài)下整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L2與此狀態(tài)下去掉配重后整機重心至回轉(zhuǎn)中心的距離L5 ;最后再確定最佳的配重重量。
【文檔編號】E02F3/36GK104018529SQ201410212789
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】鄒吉祥, 魏敬成, 朱秀菊, 付斌 申請人:山重建機有限公司