土壤切削

一。挖掘功

当不计土壤的松散系数和铲斗的装满系数时，为了在一定的挖掘行程中能装满铲斗，应有q=bcL

式中：L为挖掘行程;q为斗容量;c为切削厚度。

所以Pt=σ×b×c=σq/L

即挖掘功：PtL=σq

在挖掘过程中，Pn不做功，只有Pt做功，简称为挖掘功。当挖掘对象的土壤等级和铲斗容量以确定时，就可由上式来确定挖掘功PtL。

二。挖掘阻力

挖掘阻力是指铲斗在挖掘过程中所遇到的土壤阻力，通常近似的认为它作用在斗尖上，并可依照挖掘轨迹的切线方向分解切向阻力Pt和法向阻力Pn。目前的粗略算法为：

Pt=σbcPn=ψPt

式中：σ为挖掘比阻力，由试验确定;b为斗宽;c为切削厚度;ψ为系数，由试验确定。

三。应用情况

若土壤等级和铲斗容量都相同，则液压缸所做的功也应相同。但在选择液压缸的缸径和行程上，各公司都具有自己的特点，见表1——2。

液压缸推力大小为F=Pa

式中：p为工作压力;A为液压缸面积。

液压缸面积A大，推力F也大工作装置受力恶劣，焊接遇到的问题也增多。若液压缸面积A小，行程△l大，则液压缸刚度就差，易弯曲。因此，在设计时要综合考虑各种因素。

根据实践经验，挖掘机铲斗最小挖掘力值与铲斗宽度有关，每米斗宽最小需10吨以上的力，铲斗才能插入土中完成挖掘作业。

铲斗挖掘力与斗杆挖掘力和整机重量有关，而铲斗挖掘力与斗杆挖掘力也有一定的比例关系：

Fb/W=0.53～0.65Fa/Fb=0.73～0.85

式中：Fa为斗杆挖掘力;Fb为铲斗挖掘力;W为整机重量。

四。液压缸所做的功

根据能量守恒定律，当不计损失时，液压缸在其行程上所做的功应等于挖掘功。

即F△l≥PtL=σ×q

式中：F为液压缸的最大推力;△l为液压缸的行程。

上式是选择液压缸缸径的主要以据，对于反、正铲工作装置上式都是适用的。