35m挖掘机回转机构设计计算
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２ Ｑ
Ｑ ： （ ） 工 业 技 术
Ｃｈｉ ｎａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
３ ５ ｍ 挖掘机 回转机构设计计算
谢毅娜 刘洪波 李 勇 （ 北方重工集 团有限公 司设计研究院 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ０ ）
转机 构对 于单 斗挖掘 机 的 生产率 有很 大影响 。所 以要合 理 的选择 回转机 构 的运动 形 式。 关键 词 ： 机 械 式单 斗挖掘 机 ； 回转机 构 ； 机 构计 算 中图分 类号 ：Ｔ Ｕ ６ ２ 文献 标识 码 ： Ａ
ｍ ； ｇ ～ 土壤 重 力 ，为 Ｎ ； ｇ 一 重 力加 速度 ， ｇ ＝ 回转机构 的作用是使平 台回转 。 回转机 构 的传 动系统如下 图所 示 ， 它 由两组相 同的 驱动装置组成 ， 每组 都有各 自的电动机 、 减 速器和制动器。 立式交流 电机 １ 固定在行星
摘 要 ： 机械 式单 斗挖掘 机 用一 个铲 斗 以 间歇 重 复的 工作 循环 进行 工作 ， 即 由挖 掘 、 满 斗回 转至 卸载 点 、 卸载 、 空斗 回 转至 挖 掘 地点 等四 个工序 构成 一 个工作循 环 。在作 业过程 中 ， 挖掘机 不移动 ， 直到将 一 次停机 范 围 内的矿 石挖 完， 挖 掘机 才移 动
满斗 同转时 间
ｆ 。 １ 弱 Ｊ （ Ｉ ． ３ ７ ＋ ， ｌ ￣ ） ｌ ｆ ｉ
＝
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（ ２
．
４ ９ ７ ５ ８ｌ・
（ １ － ３ ）
减速器 ２ 上 ，减速 器安装在 回转平 台 ７ 里。 减速 器输 出轴上 的小齿 轮 ６ 与 固定在底 架 上的大齿圈 ５ 相 啮合 。回转平 台与底座用中 央枢轴 ８ 联接在 一起 。中央枢轴使 回转平台 对底架起定心作用 ， 保证回转传 动齿 轮的正 常啮合 。 回转平 台通过其上 的锥面环形轨道 ３ 压在锥形滚子 ４上 ， 滚子能在 下锥 面环形 轨道上滚动。 这种结构 的滚子在轨道上作纯 滚动， 能承 受 回转 平 台的重载荷 ， 可提 高传 动效 率 ， 减 轻滚子 和轨 道的磨 损 ， 滚道 更换 方便 。当打开回转电机时 ， 由于大齿轮被 固 定 在底座 上 ，小齿 轮便 沿着大 齿轮周 边滚 动， 从而带动整个 回转平 台和 中央枢轴一起 绕 中央枢轴 的轴线旋转 。
１ ０ ｍ／ ｓ Ｚ ｏ
， ｝ ＝ ． ｉ ８ｔ ３ ５ ６ ３｝ ， ７ ２ ５ ０ ｌ 一 ６ ３ ×ｌ ９
｜
．
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！ 兰 ！ 兰 兰 竺 ： ： 兰 鱼 ！ ２ ９ ７
ｌ ｌ ７×ｌ ０ ０ ０×８ ０ ０
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＋ｔ ｈ一 １ Ｏ ． ０ ６＋ ８． ８７＝ １ ８． ９ ３ Ｓ ㈣
，
回转最大角加速度
： ： ：
０ ． ０ ７９ ｒ 口ｄ／ Ｓ
“
ｆ
２ ９７
．
多发 动机驱动 时
：
坐
５ ３ ７
．
（ １ － ４ ）
３回转机构传动装置设计计算 ３ ． １ 传 动比分配
空斗 回转时间
ｈＩ ，
式中， ｔ 满斗 回转 时间 ； ｔ 空 斗 同转 时
间。
－ ８ 总的 回 转 时问
（ ２ － ５ ） ｌ 蓦
一
本机总工作循环时 间为 ３ ０ ｓ ，根 据回转 时间 占Ｔ作 循环 时间的 ２ ／ ３ 左右 ， ｔ ｈ ＋ ｔ ｉ ＝ Ｓ ， 由 式ｆ 】 一 ３ 碍 ， 一： １ ０ ６ ２ ７
减速器 ） ；
三 个 电 机 驱 动 时 ， ＝ Ｐ ＝ 竽＝ ３ ３ ４
ｌ回转动力装置选择 为 了充 分利用 回转机 构发 动机 的功率 和提高生产率 ，正确 选择 回转机 构的参数 ，
总传动 比：
，一 一 ４ ３ ０ ０ ４ 一 ３ ８ ｔFra bibliotek￣ ｒ ／ ＾
式中 ， Ｐ 发动机功率 ， 【 Ｐ 一为 ｋ Ｗ；
回转 机构 的传动效 率 ，（ 行 星
小齿轮齿数 Ｚ Ｉ ＝ １ ４ ， 大齿 圈齿数 ｚ ￣ ＝ １ ４ ８ ， ｐ 一 总的 回转角度 ｐ ］ 为ｒ ａ ｄ ； 传 动比 ｉ ＝ １ ０ ． ５ ７ 。 挖掘机］ 作 时回转角度 Ｂ ： ９ ０ ｏ ， 由式（ １ 一 减速器传动 比 ｌ （ 】 ” 。 ３ ． ２ 回转减速 器选择 由于平台上空 间有 限 ，而且提升机构 、 回转机构都要摆放在平 台上 ， 所以为 了节省 空 间， 使 平 台上 布局 紧凑 ， 回转 系统 采用行 星减速器 。行星减速器 机构 刚度大 ， 齿 问负 初步 选用 ２ 个４ ０ ０ ｋ Ｗ 的交 流电机 ， 转 荷 小 、 传动 比大 、 传 动效 率高 、 结构 紧凑 、 输 速为 ９ ６ ５ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 。电机总功率为 ８ ０ ０ ｋ Ｗ。 人和输 出轴 同心 ， 适合用于 回转系统中。 ２回转 机构参数计算 回转减速器传动 比
到新 的作 业地 点 。 ３ ５ ｍ 挖掘机 是 全回转 式的 ， 即 工作平 台相 对 于底架 可 回转 ３ ６ ０ 。 以上 。 挖 掘机 回转为运 载过 程 ， 回转 角度决
定 于工作 面与 卸载 位 置的 关 系， 一般 为 ９ ０ 。 ～ １ ８ ０ 。 。当角度 大 于 １ ６ Ｏ 。 时， 往往 沿一 个方 向转 ３ ６ ０ 。 回到原 来位置 ， 这样 可 以减 少 回转加速 的 时 间， 降低 能量 的消耗 。 在 单斗挖 掘机 中， 回转 运动 的时 间 占工 作循 环 时间的 ６ ５ ％～ ７ ５ ％， 最 大可达 ８ ５ ％ ． 因此 ， 回
Ｑ ： （ ） 工 业 技 术
Ｃｈｉ ｎａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
３ ５ ｍ 挖掘机 回转机构设计计算
谢毅娜 刘洪波 李 勇 （ 北方重工集 团有限公 司设计研究院 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ０ ）
转机 构对 于单 斗挖掘 机 的 生产率 有很 大影响 。所 以要合 理 的选择 回转机 构 的运动 形 式。 关键 词 ： 机 械 式单 斗挖掘 机 ； 回转机 构 ； 机 构计 算 中图分 类号 ：Ｔ Ｕ ６ ２ 文献 标识 码 ： Ａ
ｍ ； ｇ ～ 土壤 重 力 ，为 Ｎ ； ｇ 一 重 力加 速度 ， ｇ ＝ 回转机构 的作用是使平 台回转 。 回转机 构 的传 动系统如下 图所 示 ， 它 由两组相 同的 驱动装置组成 ， 每组 都有各 自的电动机 、 减 速器和制动器。 立式交流 电机 １ 固定在行星
摘 要 ： 机械 式单 斗挖掘 机 用一 个铲 斗 以 间歇 重 复的 工作 循环 进行 工作 ， 即 由挖 掘 、 满 斗回 转至 卸载 点 、 卸载 、 空斗 回 转至 挖 掘 地点 等四 个工序 构成 一 个工作循 环 。在作 业过程 中 ， 挖掘机 不移动 ， 直到将 一 次停机 范 围 内的矿 石挖 完， 挖 掘机 才移 动
满斗 同转时 间
ｆ 。 １ 弱 Ｊ （ Ｉ ． ３ ７ ＋ ， ｌ ￣ ） ｌ ｆ ｉ
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４ ９ ７ ５ ８ｌ・
（ １ － ３ ）
减速器 ２ 上 ，减速 器安装在 回转平 台 ７ 里。 减速 器输 出轴上 的小齿 轮 ６ 与 固定在底 架 上的大齿圈 ５ 相 啮合 。回转平 台与底座用中 央枢轴 ８ 联接在 一起 。中央枢轴使 回转平台 对底架起定心作用 ， 保证回转传 动齿 轮的正 常啮合 。 回转平 台通过其上 的锥面环形轨道 ３ 压在锥形滚子 ４上 ， 滚子能在 下锥 面环形 轨道上滚动。 这种结构 的滚子在轨道上作纯 滚动， 能承 受 回转 平 台的重载荷 ， 可提 高传 动效 率 ， 减 轻滚子 和轨 道的磨 损 ， 滚道 更换 方便 。当打开回转电机时 ， 由于大齿轮被 固 定 在底座 上 ，小齿 轮便 沿着大 齿轮周 边滚 动， 从而带动整个 回转平 台和 中央枢轴一起 绕 中央枢轴 的轴线旋转 。
１ ０ ｍ／ ｓ Ｚ ｏ
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回转最大角加速度
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多发 动机驱动 时
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（ １ － ４ ）
３回转机构传动装置设计计算 ３ ． １ 传 动比分配
空斗 回转时间
ｈＩ ，
式中， ｔ 满斗 回转 时间 ； ｔ 空 斗 同转 时
间。
－ ８ 总的 回 转 时问
（ ２ － ５ ） ｌ 蓦
一
本机总工作循环时 间为 ３ ０ ｓ ，根 据回转 时间 占Ｔ作 循环 时间的 ２ ／ ３ 左右 ， ｔ ｈ ＋ ｔ ｉ ＝ Ｓ ， 由 式ｆ 】 一 ３ 碍 ， 一： １ ０ ６ ２ ７
减速器 ） ；
三 个 电 机 驱 动 时 ， ＝ Ｐ ＝ 竽＝ ３ ３ ４
ｌ回转动力装置选择 为 了充 分利用 回转机 构发 动机 的功率 和提高生产率 ，正确 选择 回转机 构的参数 ，
总传动 比：
，一 一 ４ ３ ０ ０ ４ 一 ３ ８ ｔFra bibliotek￣ ｒ ／ ＾
式中 ， Ｐ 发动机功率 ， 【 Ｐ 一为 ｋ Ｗ；
回转 机构 的传动效 率 ，（ 行 星
小齿轮齿数 Ｚ Ｉ ＝ １ ４ ， 大齿 圈齿数 ｚ ￣ ＝ １ ４ ８ ， ｐ 一 总的 回转角度 ｐ ］ 为ｒ ａ ｄ ； 传 动比 ｉ ＝ １ ０ ． ５ ７ 。 挖掘机］ 作 时回转角度 Ｂ ： ９ ０ ｏ ， 由式（ １ 一 减速器传动 比 ｌ （ 】 ” 。 ３ ． ２ 回转减速 器选择 由于平台上空 间有 限 ，而且提升机构 、 回转机构都要摆放在平 台上 ， 所以为 了节省 空 间， 使 平 台上 布局 紧凑 ， 回转 系统 采用行 星减速器 。行星减速器 机构 刚度大 ， 齿 问负 初步 选用 ２ 个４ ０ ０ ｋ Ｗ 的交 流电机 ， 转 荷 小 、 传动 比大 、 传 动效 率高 、 结构 紧凑 、 输 速为 ９ ６ ５ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 。电机总功率为 ８ ０ ０ ｋ Ｗ。 人和输 出轴 同心 ， 适合用于 回转系统中。 ２回转 机构参数计算 回转减速器传动 比
到新 的作 业地 点 。 ３ ５ ｍ 挖掘机 是 全回转 式的 ， 即 工作平 台相 对 于底架 可 回转 ３ ６ ０ 。 以上 。 挖 掘机 回转为运 载过 程 ， 回转 角度决
定 于工作 面与 卸载 位 置的 关 系， 一般 为 ９ ０ 。 ～ １ ８ ０ 。 。当角度 大 于 １ ６ Ｏ 。 时， 往往 沿一 个方 向转 ３ ６ ０ 。 回到原 来位置 ， 这样 可 以减 少 回转加速 的 时 间， 降低 能量 的消耗 。 在 单斗挖 掘机 中， 回转 运动 的时 间 占工 作循 环 时间的 ６ ５ ％～ ７ ５ ％， 最 大可达 ８ ５ ％ ． 因此 ， 回