铲斗挖掘力和斗杆挖掘力

我们在了解一款挖掘机型号时，挖掘机铲斗容量是其中的一个重要工作参数，因为挖掘机铲斗的大小直接关系到挖掘机的作业效率，同时还直接影响到挖掘机的性能，配备太大的铲斗，相当于“小马拉大车”，长期这样会对挖掘机的大小臂以及液压系统造成损害；而配备太小的铲斗，则相当于“大马拉小车”，使挖掘机发挥不出自己真正的水平。所以，一般的挖掘机型号都会有一个“铲斗容量范围”，规定了挖掘机应该配备多大的铲斗。今天带大家来了解挖掘机铲斗的容量是怎么定义的，好为今后配备铲斗提供理论依据。

图为卡特彼勒轻型铲斗(用于土方作业)

国际通行的挖掘机铲斗符合PCSA3号标准和SAE标准J-296，铲斗以它们的平装容量和堆装容量来测定：

平装容量

容量实际上是包容在铲斗侧板和前后包围板之内，并没有考虑任何材料由防溢板或铲斗斗齿所支承或装运。

堆装容量

挖掘机铲斗堆装容量

在括平平面之下的铲斗内的容量加上括平平面之上的堆装材料容量，其静止角为1：1，并没有考虑任何材料由防溢板或铲斗斗齿所支承或装运。

欧洲工程设备委员会(CECE)规定在测定铲斗堆装有效负载时，括平平面之上的材料的静止角按2：1计。

铲斗挖掘力和斗杆挖掘力

挖掘机铲斗插入物料是通过铲斗挖掘力(FB)和斗杆挖掘力(FS)。额定挖掘力是在最外面的切割点能产生的挖掘力。这些力可以通过施加到油缸上的提供挖掘力的工作安全液压压力来计算。下一页列出的挖掘力符合SAE标准J1179和PCSA3号标准。对于一些机器在测定时使用与下面所说的方法不同的其它方法时，其力的数值可能不能直接相比较。

铲斗挖掘力和斗杆挖掘力

挖掘机铲斗油缸产生的最大斗齿径向力（铲斗挖掘力）是铲斗油缸和D1。半径弧的切线产生的挖掘力。挖掘机铲斗应处于能自铲斗油缸和连杆机构取得最大输出力矩的位置。在计算时，最大FB产生在当系数—力臂A乘力臂C除以力臂B—为最大时。

FS=由于斗杆油缸产生的斗齿径向力

FX=（斗杆油缸力）×（力臂E长度）/（力臂F长度）

力臂F=铲斗齿尖半径+斗杆长度

图为配备轻型铲斗的卡特彼勒挖掘机正在进行装车作业

由斗杆油缸产生的最大斗齿径向力（斗杆挖掘力）是斗杆油缸和F半径弧的切线产生的挖掘力。斗杆应处于能自斗臂油缸取得最大输出力矩的位置而铲斗应处于测定铲斗力时所说明的位置。在计算时，最大FS产生在斗杆油缸工作方向的轴线垂直于斗杆油缸销和动臂前端销的连接线时。