小挖掘机参数计算

7 与同类产品主要参数比较表
4.5T级小型挖掘机国内外同类机型性能规格对照表
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1 总体参数计算
1．1 功率计算
1．1．1发动机原始参数
发动机型号：YANMAR 4TNV88－SYY
型式：4缸直列、水冷、4冲程、涡轮增压、空气中冷、电控燃油系统 发动机功率/额定转速： 29.4kW/2400rpm 发动机最大扭矩： 144 N •m /1320rpm
1．1．2液压泵参数
液压主泵型号： PVK-2B-505-N-4191A 主泵排量： 50ml /rev 主泵最大流量： 110 l/min 主泵起调压力： 12Mpa
主泵输入功率： kW (W=110*12/（60*0.97）=22.7) 主泵输入扭矩： N •m (Pq=159×12×50×0.001=95.4) 伺服系统压力： 3.9 Mpa
1．1．3功率储备系数、扭矩储备系数
功率储备系数:
K1= (29.4-22.7-2.5)/29.4 =14.3% 扭矩储备系统:
K2= (144-95.4)/144 = 50%
通过以上计算功率储备系数、扭矩储备系统均大于10%，发动机能够稳定地工作。

1．2 回转速度、回转力矩计算 1．2．1回转机构原始数据：
回转马达型号: PCL-200-18B-1S2-8486A 回转马达排量: 33.8ml/rev 回转马达最大供油量: 39l/min 回转减速机速比: i1 18.4 输出轴齿数/模数: 14/7 回转系统压力: 21Mpa 回转齿圈齿数: 86
终传动速比: i2 86/14=6.143
1．2．2回转速度计算:
回转马达转速(容积效率设定为0.96):
n1= 39/33.8×1000×0.94= 1085rpm
回转速度: n=2
11
i i n =1085/(18.4×6.143) =9.6rpm
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1．2．3回转力矩计算:
马达输出转矩(机械效率设定为0.85):
Nm i p v M g 7.176714
.3204
.1885.02108.33201=⨯⨯⨯⨯=
∆=
π
η
回转力矩
Nm Mi M h 10859143.67.17672=⨯==
1．3 行走性能计算 1．3．1基本参数
整机质量 G=4800kg
履带内阻力 W=0.06G=2880N 驱动轮节圆直径 Dk=0.4158m 驱动轮齿数 Z=19
轨链节距 t0=135mm 履带轮距 L=1940mm 履带轨距 A=1560mm 履带高度(不包括凸缘) h=536mm 履带板宽 B=400mm 行走减速机速比 i =47.53
行走马达减速机型号: PHV-4B-60BP-1S-8502A 马达最大供油量: 50l/min
行走马达排量(q max /q min ) 28.6/17.4 ml/rev
1．3．2驱动力矩、行走牵引力计算
液压系统压力 P=24.5MPa 马达机构效率 ηm1=95% 马达容积效率 ηv=98% 行走机构机械效率ηm2=85%
马达低速时输出扭矩 Mmmax=159⨯P ⨯qmax ⨯ηm1
=159⨯24.5⨯28.6⨯0.001⨯95% =105.84N.m
马达高速时输出扭矩 Mmmin=159⨯P ⨯qmin ⨯ηm2
=159⨯24.5⨯17.4⨯0.001⨯95% =64.39N.m
行走机构低速时输出扭矩 Mgmax= Mmmax ⨯i ⨯ηm2 =105.84⨯47.53⨯85% =4276N.m
行走机构高速时输出扭矩 Mgmin= Mmmin ⨯i ⨯ηm2 =64.39⨯47.53⨯85% =2601.4N.m
低速时行走牵引力 Tmax= 2⨯Mgmax/(Dk/2)
=2⨯4276/(0.4158/2)
=41135.2N
实际低速时行走牵引力Tmaxa=Tmax - W
=41135.2-2880N
=38255.2N
高速时行走牵引力Tmin= 2⨯Mgmin/(Dk/2)
=2⨯2941/(0.4158/2)
=25073.6N
实际高速时行走牵引力Tmina=Tmin - W
=25073.6-2880
=22193.6N
1．3．3爬坡能力计算
设爬坡能力为：60%
爬坡角度：α= arctan(60%) = 31°
坡度阻力：W1 = Gsinα= 4800×9.8×sin(31°)
= 24227.4N
滚动阻力系数： f = 0.12
滚动阻力W2= Gfcosα=4800×9.8×0.12×cos(31°)
=4838.5N
爬坡阻力W坡=W1+W2
= 24227.4+4838.5
=29065N
因为最大牵引力Tmaxa=38255.2> W坡
所以有60%的爬坡能力,由于受发动机油底壳的限制，本机爬坡能力为30°。

1．3．4原地转弯能力计算
W= W运行阻力+ W转弯阻力
W运行阻力= （G/2）*K K=0.12
W转弯阻力=（β×μ1×G×L）/（4×A）
式中：W转弯—原地转弯阻力
β—转弯时履带板侧边刮土的附加阻力系数，β=1.15
μ1—履带与地面的摩擦系数，μ1=0.5~0.6 取0.6
L —轴距A—轨距
则W转弯=(1.15×0.6×4800×1940) ×9.8/(4×1560)
=10091 N
W= 10091+2822.4=12913.4 N
Tmaxa=38255.2 > W转弯所以能实现原地转弯
1．3．4行驶速度计算
行走马达减速机型号：PHV-4B-60BP-1S-8502A
主要参数：
最大输出扭矩：5301NM
最高输出速度：36.8/60.5rpm
速比(ratio) ：I=47.53
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马达大排量(Vgmax)：q max =28.6 cc/r 马达小排量(Vgmin)：q min =17.4 cc/r
马达最高输出转速（Max. Output speed ）： 2874rpm 过载溢流阀压力设定：P=25.0 Mpa
停车制动：静摩擦扭矩（Static friction torque ）：87.3NM 释放压力（Release pressure ）： 最小（Min ）:15bar ，最大（Max ）:300bar
1．3．4．1高速行驶计算
高速行驶时马达转速 Nmmax 1=Q×ηv/qmin =50×0.98/(17.4×0.001) =2816rpm 高速行驶时减速机转速 Ngmax 1= Nmmax1/i =2816/47.53 =59.25rpm 高速行驶速度 V 1=60× Ngmax 1×π×Dk×0.001 =60×59.25×3.14159×0.4158×0.001 =4.6km/h
1．3．4．2低速行驶计算
低速行驶时马达转速 Nmmax 2=Q×ηv/qmax =50×0.98/(28.6×0.001) =1713.3rpm 低速行驶时减速箱转速 Ngmax 2= Nmmax 2/i =1713.3/47.53 =36.05rpm 低速行驶速度 V 2=60× Ngmax 2×π×Dk×0.001 =60×36.05×3.14159×0.4158×0.001
=2.8km/h
注：本计算以NACHI 系统机构参数为依据，具体参看液压参数对比表。

1．3．5接地比压计算
接地比压 p=
)
35.0(2h L B G
=4800/[ 2×40×（194+0.35×53.6）] =0.28 kgf/cm ²
1．4 挖掘力计算 1．4．1铲斗挖掘力计算
铲斗油缸缸筒直径： D 铲斗=0.075m 液压系统最高压力： P C =28MPa 铲斗油缸推力： Fb=πD² P C /4 =3.14×0.075²×28×106/4 =123.64kN
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铲斗最大挖掘力： POD=3
23
1l r r r F b ⨯⨯⨯
=123.64×(330×228.98)/(297.55×861.6)
=36.4 kN
1．4．2斗杆挖掘力计算
斗杆油缸缸筒直径： D 斗杆=0.17m 液压系统最高压力： P d =24.5MPa 斗杆油缸推力： Fa=πD² P d /4 =3.14×0.085²×24.5×106/4 =139.03kN
斗杆最大挖掘力： POG=6
5
r r F a ⨯
=139.03×405/2240.881 =25.13 kN
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