CN104018529A - 一种挖掘机配重装置及其布置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挖掘机配重装置及其布置方法，通过称重法和力矩平衡的原理来确定整机重心，以便整机重心始终处于回转支承内部，使得回转支承安装的螺栓受力效果更好，在不拆除任何零部件，铲斗空载的前提下，通过在地磅上对挖掘机不同姿态的单边称重，即可得到最理想的配重重量，使得整机重心始终处于回转支承内部，整机稳定性更好。
Description
技术领域 本发明属于挖掘机配重技术领域，具体涉及一种高稳定性挖掘机配重装置及其布置方法。
背景技术 现有技术中对于挖掘机配重的设置计算仅能保证工作装置相对于倾翻边力矩小于除工作装置外的机体相对倾翻边的力矩，为了保证工作装置快速下降后急停导致机体上翘时的稳定性，计算过程中对工作装置及挖掘土方等数据添加相应的安全系数来进行计算，初步计算完成后再计算挖掘机在斜坡上的稳定性能否达到要求即可；但是传统的方法并不能保证挖掘机在工作过程中的重心始终处于回转支承内部，这样容易造成整机的震动大，回转支承螺栓受较大的剪切力，不能保证整机稳定性，特别是在有一定倾斜角度的地面作业时，当挖掘机的工作臂与履带行进方向呈90°，且工作臂完全展开铲斗铲满土方时，整机更容易侧翻，安全性不能得到有效的保证。
发明内容 本发明的目的是解决现有技术存在设置位置不准确、稳定性差和容易侧翻的技术问题，提供一种挖掘机配重装置及其布置方法，以克服现有技术的不足。
为了实现上述目的，本发明一种挖掘机配重装置及其布置方法，是通过称重法和力矩平衡的原理来确定整机重心，以便整机重心始终处于回转支承内部，使得回转支承安装的螺栓受力效果更好。
本发明一种挖掘机配重装置,它包括动臂旋转中心及由回转中心活动连接的挖掘机上车部分和下车部分，所述动臂旋转中心通过工作装置与前端设置的铲斗旋转中心连接，其要点是所述上车部分的后端设有配重，所述配重的重量为1000-1100KG，整机重心位置到回转中心距离为310-322mm。
本发明一种挖掘机配重装置,最优选的方案是：所述配重的重量为1075KG，整机重心位置到回转中心距离为322mm。
本发明挖掘机配重装置的布置方法，是按下述步骤进行的：
（1）使挖掘机单边履带位于地磅上，另一条履带位于支架或者另一地磅上，通过力的平衡和力矩平衡的原理得到挖掘机任一状态下的重心位置；
（2）根据力矩平衡的原理，当物体A与物体B紧靠一块，C为A与B相加，P为空间任意点，只要A与B处于稳定状态，则A相对P点的力矩MA = GA x LA ,B相对P点的力矩MB = GB x LB，C相对P点的力矩MC = GC x LC，并且MC= MA + MB；得知除配重后整机的重心位置，在知道去除配重后整机重心位置前提下得知能使挖掘机稳定性达到最好的配重重量；
（3）确定整机机重后，使挖掘机处于危险姿态，工作装置方向与履带行进方向呈90°，铲斗油缸全伸，斗杆油缸全缩，使铲斗回转中心与动臂回转中心处于同一水平面上；铲斗内未挖土，根据步骤（1）与步骤（2）得铲斗满载后整机重心至回转中心的距离L1与铲斗满载后去掉配重后整机重心至回转中心的距离L4；然后操作挖掘机处于动臂、斗杆、铲斗油缸全伸的姿态，根据步骤（1）与步骤（2）得出此状态下整机重心至回转中心的距离L2与此状态下去掉配重后整机重心至回转中心的距离L5；最后再确定最佳的配重重量，使得整机稳定性最好。
本发明与现有技术相比有以下有益效果：
在不拆除任何零部件，铲斗空载的前提下，通过在地磅上对挖掘机不同姿态的单边称重，最后通过计算即可得到最理想的配重重量，使得整机重心始终处于回转支承内部，整机稳定性更好。
附图说明 图1为挖掘机危险姿态示意图；
图2为挖掘机配重计算整机简化模型图；
图3为挖掘机配重确定步骤（1）示意图；
图4为挖掘机配重确定步骤（2）示意图；
图5为挖掘机危险姿态下重心位置示意图；
图6为挖掘机各工作装置油缸全伸姿态下重心位置示意图；
图7为挖掘机回转支承结构示意剖视图；
图8为挖掘机油缸全伸姿态示意图。
图中1、工作装置 2、上车部分 3、配重 4、下车部分 5、铲斗旋转中心 6、动臂旋转中心 7、整机
L1-铲斗挖满土在危险状态下整机的重心至回转中心的距离
L2-铲斗空载油缸全伸状态下整机的重心至回转中心的距离
L3-配重重心至回转中心的距离
L4-铲斗挖满土在危险状态下去除配重后整机的重心至回转中心的距离
L5-铲斗空载油缸全伸状态下去除配重后整机的重心至回转中心的距离
具体实施方式 参照图1至图8，本发明一种挖掘机配重装置,它包括动臂旋转中心6及由回转中心活动连接的挖掘机上车部分2和下车部分4，所述动臂旋转中心6通过工作装置1与前端设置的铲斗旋转中心5连接，所述上车部分2的后端设有配重3，所述配重3的重量为1000-1100KG，整机重心位置到回转中心距离为310-322mm。
本发明一种挖掘机配重装置,最优选的方案是：所述配重的重量为1075KG，整机重心位置到回转中心距离为322mm。
本发明挖掘机配重装置的布置方法，是按下述步骤进行的：
（1）使挖掘机单边履带位于地磅上，另一条履带位于支架或者另一地磅上，通过力的平衡和力矩平衡的原理得到挖掘机任一状态下的重心位置；
（2）根据力矩平衡的原理，当物体A与物体B紧靠一块，C为A与B相加，P为空间任意点，只要A与B处于稳定状态，则A相对P点的力矩MA = GA x LA ,B相对P点的力矩MB = GB x LB，C相对P点的力矩MC = GC x LC，并且MC= MA + MB；得知除配重后整机的重心位置，在知道去除配重后整机重心位置前提下得知能使挖掘机稳定性达到最好的配重重量；
（3）确定整机机重后，使挖掘机处于危险姿态，工作装置方向与履带行进方向呈90°，铲斗油缸全伸，斗杆油缸全缩，使铲斗回转中心与动臂回转中心处于同一水平面上；铲斗内未挖土，根据步骤（1）与步骤（2）得铲斗满载后整机重心至回转中心的距离L1与铲斗满载后去掉配重后整机重心至回转中心的距离L4；然后操作挖掘机处于动臂、斗杆、铲斗油缸全伸的姿态，根据步骤（1）与步骤（2）得出此状态下整机重心至回转中心的距离L2与此状态下去掉配重后整机重心至回转中心的距离L5；最后再确定最佳的配重重量，使得整机稳定性最好。
下面结合具体实施例，详细阐述本发明挖掘机配重装置的布置方法：
以山重建机MC76为例子，称整机总重：7720KG，确认轨距为1700mm，使挖掘机单边履带位于地磅上，并一边履带位于支架上，挖掘机处于最危险状态（如图1所示，工作装置方向与履带行进方向呈90°，铲斗油缸全伸，斗杆油缸全缩，并且使铲斗旋转中心5与动臂旋转中心6处于同一水平面上），铲斗内未挖土，地磅显示：3180KG，则支架支撑重量为4540KG，图5为根据步骤（1）所得数据，整车在以上姿态下没挖土时整机重心距回转中心距离为150mm（回转中心前侧），铲斗斗容0.28m3，土密度按1800KG/m3计算，得到铲斗挖满土后土重约为500KG，经实际测量此状态下土方重心至回转中心距离约为5075mm，配重重心至回转中心距离为1889mm；根据地磅显示读数与步骤（2），可以计算得出在危险状态下，铲斗装满土后的重心位置；
7720x150+500x5075=（7720+500）x L1
L1为铲斗满载后整机重心至回转中心的距离，计算得L1约等于450mm，整车危险姿态下挖土后重量为7720+500=8220KG，设计配重重量为600KG，则危险姿态下挖土后去掉配重重量为8220-600=7620KG，根据步骤（2）得：
（8220-600）x L4-600x1889=8220x450
L4为铲斗满载后去掉配重后整机重心至回转中心的距离，得L4约等于634mm（回转中心前侧）；
挖掘机单边履带位于地磅上，并一边履带位于支架上，挖掘机处于各工作装置油缸全伸状态，铲斗内未挖土，地磅显示：4880KG，则支架支撑重量为2840KG，图6为根据步骤（1）所得，整车在以上姿态下未挖土时整机重心距回转中心距离为225mm（回转中心后侧），此状态下未挖土去掉配重后整机重量为7720-600=7120KG，根据步骤（2）可得：
（7720-600）x L5+600x1889=7720x225
L5为此状态下去掉配重后整机重心至回转中心的距离，得L5约等于85mm（回转中心后侧）；
设配重重量为G配时，两种状态下的整机重心至回转中心的距离相等为L，根据步骤（2）得：
7620x634-G配x1889=（7620+G配）xL
7120x85+G配x1889=（7120+G配）xL
解以上的二元一次方程组，可得最佳配重重量为1075KG，L为322mm。
结论：图7为山重建机MC76回转支承的外形尺寸图，最佳重心位置计算应小于429mm（858/2），初始设计600KG配重对应L1为450mm（450>429），已经超出了回转支承圆周，由上得到的最佳配重重量为1075KG，使得整机在任意姿态下的整机重心位置到回转中心距离都小于322mm（322<429），经过12°斜坡校核后，整机稳定性好。
Claims (3)
1.一种挖掘机配重装置，它包括动臂旋转中心及由回转中心活动连接的挖掘机上车部分和下车部分，所述动臂旋转中心通过工作装置与前端设置的铲斗旋转中心连接，其特征是所述上车部分的后端设有配重，所述配重的重量为1000-1100KG，整机重心位置到回转中心距离为310-322mm。
2.根据权利要求1所述的一种挖掘机配重装置,其特征是所述配重的重量为1075KG，整机重心位置到回转中心距离为322mm。
3.根据权利要求1或2所述的挖掘机配重装置的布置方法，其特征是按下述步骤进行的：
（1）使挖掘机单边履带位于地磅上，另一条履带位于支架或者另一地磅上，通过力的平衡和力矩平衡的原理得到挖掘机任一状态下的重心位置；
（2）根据力矩平衡的原理，当物体A与物体B紧靠一块，C为A与B相加，P为空间任意点，只要A与B处于稳定状态，则A相对P点的力矩MA = GA x LA ,B相对P点的力矩MB = GB x LB，C相对P点的力矩MC = GC x LC，并且MC= MA + MB；得知除配重后整机的重心位置，在知道去除配重后整机重心位置前提下得知能使挖掘机稳定性达到最好的配重重量；
（3）确定整机机重后，使挖掘机处于危险姿态，工作装置方向与履带行进方向呈90°，铲斗油缸全伸，斗杆油缸全缩，使铲斗回转中心与动臂回转中心处于同一水平面上；铲斗内未挖土，根据步骤（1）与步骤（2）得铲斗满载后整机重心至回转中心的距离L1与铲斗满载后去掉配重后整机重心至回转中心的距离L4；然后操作挖掘机处于动臂、斗杆、铲斗油缸全伸的姿态，根据步骤（1）与步骤（2）得出此状态下整机重心至回转中心的距离L2与此状态下去掉配重后整机重心至回转中心的距离L5；最后再确定最佳的配重重量。
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| CN201410212789.7A CN104018529A (zh) | 2014-05-20 | 2014-05-20 | 一种挖掘机配重装置及其布置方法 |
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| CN (1) | CN104018529A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110799711A (zh) * | 2016-09-09 | 2020-02-14 | 沃尔沃建筑设备公司 | 用于建筑机械的防翻覆系统和方法 |
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2014
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