挖掘机下车架翻转机夹紧机构论述

挖掘机下车架翻转机夹紧机构论述1.问题的提出挖掘机是工程建设基础施工中使用非常广泛的土石方机械设备，在其下车装配过程中，下车架要经过两次翻转。单件小批量生产时，基本上都是摊位式装配，采用行车在地面上直接翻转；大批量生产时，均采用装配线形式进行装配，因受场地限制，且要满足生产节拍要求，就必须在下车架装配线上配置翻转机，实行在线快速翻转，此时翻转机的夹紧机构是否方便快捷、高效省时、安全可靠，将成为实现翻转机效能的关键环节。本文就挖掘机下车架在装配过程中所用翻转机的关键机构-夹紧机构进行分析论述。2.翻转机夹紧机构的功能2.1挖掘机下车架结构形式挖掘机下车架由左、右纵梁及中间的X架三部分组成。中小型挖掘机一般将左、右纵梁及X架分别组焊、加工后，再拼焊成整体下车架，其外形如图1所示。而大型挖掘机一般将左右纵梁及X架分别组焊、加工成单独零件，通过螺栓联接组成下车架总成。左、右纵梁的前端安装导向轮，后端安装行走马达及驱动轮，上面安装托链轮，下面安装支重轮、夹轨器等零部件，最后将履带总成环绕在上述"四轮"上，下车架通过螺栓与回转支承和上车架相连。2.2翻转机夹紧机构的功能挖掘机下车架在装配线上的翻转分为前序翻转和后序翻转。前序翻转机的功能是将下车架在规定时间内翻转180度，底面朝上，并平稳的放置到装配线上，以便后续工位安装纵梁下面的支重轮、夹轨器等零部件；后序翻转机的功能是将完成全部装配的下车架，在规定时间内自动从装配线上抓起，翻转180度后停止在规定位置，使下车架底面朝下，以便后续安装履带总成等零部件。翻转机夹紧机构的功能是实现下车架快速定位、可靠夹緊，确保翻转安全。3.翻转机夹紧机构方案设计3.1夹紧机构方案可行性分析根据翻转时挖掘机下车架的装配状态、结构形式、外形尺寸及重量，通过计算得知其重心位置几乎处于下车架几何中心，具体位置见图1。在回转支承安装座6的外侧夹紧，方案虽然可行，但夹紧位置偏于工件上部，距离工件重心和几何中心较远，在承载相同的条件下，为满足强度、刚度要求，夹紧机构尺寸、翻转机其它零部件结构都会相对笨重，且翻转时工件上升的高度相对要高，增大了机身高度和体积；在X架下板内孔面上夹紧，此时夹紧位置处于工件重心和几何中心位置附近，在承载相同的条件下，需要的夹紧力相对较小，此时工件上升的行程也小，翻转机高度、夹紧机构、翻转臂，结构相对简单、体积小、用料少。经过分析比较后认为，利用X架下板下平面进行上下定位，利用X架下板内孔进行夹紧方案最佳。3.2夹紧机构设计根据夹紧机构方案、挖掘机下车架的结构形式、翻转时下车架的重量，计算油缸行程、夹紧力，画出在松开和夹紧两极限位置时的机构图，完成装配图及零件设计。由于液压的扩力机构，其夹紧状态始终受到原动力的作用才得以维持，所以为了确保安全，在液压控制系统中，加入锁止阀，防止动力源突然切断或内泄而导致的夹紧机构松脱。3.3夹紧机构结构形式夹紧机构结构形式如图2所示，图中摇臂8通过轴承10套在中心轴9上，连杆6与摇臂8及夹紧爪11相连，夹紧爪11与夹紧油缸3活塞杆连接，导轨4、油缸3及中心轴9通过螺栓固定在安装座2上，安装座2固定在翻转臂1上。液压泵站管路通过翻转臂1内腔与夹紧油缸3相连，四只夹紧油缸管路采用并联形式，并通过连杆机构保证夹紧爪沿导轨运动时实现同步夹紧或松开。3.4夹紧机构工作原理夹紧机构工作原理如图3所示，当启动夹紧按钮时，电磁铁1YA通电，液压泵1通过调速阀6开始向夹紧油缸8小腔供油，带动夹紧爪外伸夹紧工件，当工件夹紧，压力达到设定值后，压力开关7发出讯号，电磁阀1YA断电，此时电磁换向阀4处于中位，锁止阀5保证了夹紧压力的恒定；当启动松开按钮时，电磁铁2YA通电，液压泵1通过调速阀6开始向夹紧油缸8大腔供油，同时打开锁止阀5，夹紧爪在油压的作用下沿导轨向中心移动，触动限位传感器后停止，这时下车架完全松开。4.实施效果以前用行车、吊带在地面上翻转一次下车架，需要4人，耗时20分钟左右，且吊带极易断裂，存在很大的安全隐患；现在用翻转机翻转一次下车架，只需2人，约3分钟即可完成，生产效率大大提高，且安全性得到极大改善。可见应用此翻转机夹紧机构，不但方便快捷、安全可靠，而且大量节约人工成本，经济效益显著。5.结束语本文对挖掘机下车架翻转机夹紧机构进行了分析论述，并通过实践验证，充分证明此夹紧机构设计合理，效果良好。（1）中型或小型挖掘机装配线，一般都是混线装配形式，因此与装配线配套的翻转机也必须满足系列挖掘机下车架的翻转要求，在进行翻转机夹紧机构的设计过程中必须兼顾该装配线系列机型的结构尺寸，满足适线产品的正常翻转。（2）该翻转机夹紧机构，结构简捷、安全可靠、工件安装方便，通用性强、适用