第6期（总第193期）
2015年12月
机械工程与自动化
MECHANICAL ENGINEERING &
文章编号：1672-6413(2015)06-0084-03
AUTOMATION
矿用机械式挖掘机铲斗的原理设计
许玉明，王晓明，薛红
（大原重工股份有限公司技术中心，山西大原030024）
损要：铲斗是矿用机械式挖据机基本部件之一，铲斗性能、形状、几何参数合理与否直接影响挖提阻力和满斗系数，根据抢据性能要求，确定了铲斗形状、几何参数：通过分析铲斗的力学性能，将斗体筒化成筒支外伸操，分别求得铲斗在宽度、长度方向的相关铰点距高，并与实例计算进行比较；运用冲击理论，提出合理冲击点，使铲斗轴套受力最小，
关键调：挖据机；原理设计；铲斗
中图分类号：TD422.2
文献标识码，A
0引言
挖掘机工作过程中大部分能量消耗在挖掘物料上，因此，应从研究铲斗人手，降低挖掘物料的能耗。铲斗主要由斗体、斗底、提梁装置、斗底缓冲装置、拉杆、斗齿、护套以及各连接销轴等组成。由于铲斗的重量和成本只占整个机器的很少部分（约5%），因此如何确定其形状、几何参数，达到降低能耗的目的一直困感设计者，本文从铲斗的设计原理出发，提出合理确定
这些参数的方法。 1铲斗结构设计
铲斗的结构设计要解决的间题是：①D保证铲斗有足够的强度与刚度：②铲斗的结构形状合理，应使挖掘阻力小，满斗系数高，易卸载：③耐冲击，抗磨损，更换易损件方便，
铲斗斗体的四壁由于工作中受力状态及其作用不同，要求也不同。铲斗前壁直接进行物料切削，所以其前部应向前凸并向下凹，即斗唇与斗前壁有合理的倾角，随切削物料不同，倾角也不同，以利于切削和减少前壁的磨损为宜。同时，为使铲斗易于切入物料，切削力增加缓和，减少切削时偏心力的作用，往往把前壁的中间齿向前凸出一些，铲斗的后壁与斗杆、拉杆相连，并支承整个斗体。为了便于卸出物料，斗底应做成平滑表面。斗底承载装人斗中物料的重量，要有足够的强度，同时当卸载完毕时，斗底依靠自重将斗底合上，依靠斗底缓冲装置，与斗体有轻微的碰撞，这就要求斗底要有足够的刚度，斗体有两个创面，是连接前避与后壁形成一个方形框体的部分，采用Ⅱ型前壁和后壁加上垫板后焊接在一起，在保证焊接工艺要求的前提下，同时为了消除焊接应力，焊后应整体退火
铲斗的形状逐步由工程上的近似正方型的斗形向矩形、梯形发展，梯形斗的优点如下：避免了空斗（充填系数>100%，通常达到110%）；易于插人掌子面并减
*国家863计划项目（2012AA062001）
收稿日期：2015-04-01；修订目期：2015-09-20
No.6 Dec.
少拖拽：具有优化的切前角：提高效率并减少推土机操作；斗边澄料最小。
图1为梯形铲斗示意图，虚线代表传统的矩形铲斗，白色部分是公司独特设计，可提高额外生产率，
图1梯形铲斗示意图
铲斗的主要几何参数及相关铰点距离确定
铲斗的主要几何参数是铲斗的内宽、高、长；在铲斗宽度、长度方向上的两饺点（斗杆、拉杆）距离。铲斗尺寸示意图见图2。确定铲斗几何参数的原则是：满足斗容积、切削力尽量小的要求；斗后壁受力均勾。
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图2铲斗尺寸示意图
2.1铲斗几何参数确定
按切削能力计算斗内宽，即：
V=b.c.H
作者简介：许玉明（1984-），男，山西大同人，工程师，碳士，主要从事矿山机械的设计开发工作，
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