zl20裝載機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　太原科技大學(xué)</b></p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　設(shè)計(jì)(論文)題目：ＺＬ２０裝載機(jī)工作裝置</p><p>　　姓 名_______________</p><p>　　學(xué)院（系）_______ ___</p><p>

2、;　　專 業(yè)_______________</p><p>　　年 級(jí)_______________</p><p>　　指導(dǎo)教師_______________</p><p>　?。玻埃埃鼓?６ 月 ６ 日</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　裝載機(jī)

3、屬于鏟土運(yùn)輸機(jī)械類，主要用來(lái)裝卸成堆散料，也能進(jìn)行輕度的鏟掘工作，是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口和礦山等建設(shè)工程的土石方施工機(jī)械。具有作業(yè)速度快、效率高、機(jī)動(dòng)性好、操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于加快工程建設(shè)速度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工程質(zhì)量，降低工程成本都發(fā)揮著重要的作用，是現(xiàn)代機(jī)械化施工中不可或缺的裝備之一，也是工程機(jī)械中的一個(gè)主要機(jī)種。</p><p>　　裝載機(jī)根據(jù)不同的使用要求，發(fā)展形成了不同的結(jié)構(gòu)類型。

4、通常，按使用場(chǎng)合的不同，分成露天用裝載機(jī)和井下用裝載機(jī)；接行走系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，分成輪式裝載機(jī)與履帶式裝載機(jī)；按卸料方式不同，分為前卸式(前端式)、后卸式與回轉(zhuǎn)式裝載機(jī)。由于輪式裝載機(jī)具有重量輕、速度快、機(jī)動(dòng)靈活、效率高，行走時(shí)不破壞路面及維修方便等優(yōu)點(diǎn)，所以它不僅能作為一般的裝載機(jī)械，還可以再較短的距離內(nèi)作為運(yùn)輸設(shè)備，且目前輪式裝載機(jī)應(yīng)用范圍日益擴(kuò)展。鑒于此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外都大力發(fā)展輪式裝載機(jī)。</p><p>　　

5、我國(guó)生產(chǎn)的裝載機(jī)主要是ZL50、ZL40、ZL30、ZL20、ZL15，并且ZL系列的裝載機(jī)零部件通用程度高，易于大批量的進(jìn)行專業(yè)生產(chǎn)，所以該系列裝載機(jī)目前大都通過(guò)了國(guó)家鑒定定型，進(jìn)行批量生產(chǎn)。一些廠家如柳州工程機(jī)械股份有限公司，天津鼎盛工程機(jī)械有限公司，廈工集團(tuán)等都已經(jīng)具有成套的技術(shù)并且具有獨(dú)立的能力開(kāi)發(fā)新機(jī)型，尤其是柳工集團(tuán)設(shè)計(jì)制造的裝載機(jī)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。目前，我國(guó)的ZL系列裝載機(jī)主要是斗容1-5 范圍內(nèi)的。今后的發(fā)展方向是

6、研發(fā)斗容小于1的小型裝載機(jī)和斗容大于5的超大型裝載機(jī)。</p><p>　　裝載機(jī)的設(shè)計(jì)，大致要經(jīng)歷：明確任務(wù)、調(diào)查研究、制訂設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，進(jìn)行整車(chē)布置、確定整機(jī)的主要性能參數(shù)，進(jìn)行各部件的方案設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算，技術(shù)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，試驗(yàn)鑒定和修改定型等這樣一些階段。一臺(tái)裝載機(jī)的設(shè)計(jì)是否成功，首先是從能否滿足使用要求，好造、好用、好修，具備較高的作業(yè)生產(chǎn)串和較低的使用成本來(lái)衡量的。這體現(xiàn)在設(shè)計(jì)工作中，就是應(yīng)當(dāng)使裝載機(jī)具

7、有較完善的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能與指標(biāo)以及先進(jìn)的部件結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　我設(shè)計(jì)的題目是ZL20輪式裝載機(jī)的工作裝置。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，查閱了相關(guān)廠家的ZL系列裝載機(jī)的性能參數(shù)，實(shí)習(xí)測(cè)量了一些數(shù)據(jù)，力爭(zhēng)有所創(chuàng)新。所以，這次設(shè)計(jì)可以說(shuō)是一次十分有意義的嘗試。整個(gè)設(shè)計(jì)是在連晉毅老師的指導(dǎo)下完成的，在此謹(jǐn)表示感謝。由于本人設(shè)計(jì)水平有限，設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)存在一些考慮不周之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。</p>&

8、lt;p>　　設(shè)計(jì)者 2009-6</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　我所設(shè)計(jì)的ZL20裝載機(jī)既保留了傳統(tǒng)裝載機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而有具有新的性能和優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行的工作裝置的設(shè)計(jì)。裝載機(jī)采掘和卸載貨物的作業(yè)是通過(guò)工作裝置的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。裝載機(jī)的工作裝置由鏟斗，動(dòng)臂、搖臂、連桿及液壓系統(tǒng)等組成

9、。鏟斗以鏟裝物料；動(dòng)臂和動(dòng)臂油缸的作用是提升鏟斗并使之與車(chē)架連接；轉(zhuǎn)斗油缸通過(guò)搖臂，連桿使鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)臂的升降和鏟斗的轉(zhuǎn)動(dòng)采用液壓操作。</p><p>　　先對(duì)裝載機(jī)的發(fā)展概況幾設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想、特點(diǎn)、任務(wù)進(jìn)行概述，然后確定方案，在技術(shù)設(shè)計(jì)部分羅列了ZL20裝載機(jī)的主要技術(shù)性能和參數(shù)，進(jìn)行了牽引特性計(jì)算，工作裝置設(shè)計(jì)。工作裝置設(shè)計(jì)中有工作裝置運(yùn)動(dòng)分析，對(duì)鏟斗、動(dòng)臂、連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)等幾部分組成。</p>

10、;<p>　　在工藝設(shè)計(jì)中敘述了工藝工程。應(yīng)用程序計(jì)算了受力分析?？傊麄€(gè)設(shè)計(jì)是有序地完成的。</p><p>　　在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，在連老師及其他老師的指導(dǎo)下順利完成的，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我學(xué)到很多東西，在實(shí)踐中把大學(xué)中所學(xué)的知識(shí)綜合運(yùn)用復(fù)習(xí)了一次，同時(shí)也學(xué)到很多新的東西，受益非淺。在此，本人表示衷心感謝！并真誠(chéng)希望各位老師對(duì)我提出寶貴的意見(jiàn)。</p><p><b&

11、gt;　　Abstract</b></p><p>　　This type of ZL20 loader that I have designed has the common virtues of the traditional loaders.And it has some new-improved virtues and function.</p><p>　　In my

12、 design progress,I put emphasis on the working-device.</p><p>　　The ZL20 loader also has some traditional virtues like the articulited wheel-type loader.The loader digging and unload the goods by the working

13、-device.The working-device has many</p><p>　　Parts and it is connected to the machine.Some parts of the device’s turning by liquid press realize.</p><p>　　At first,I introduce the developing tre

14、nd of the loaders,and explained the main designing idea, designing characteristic and designing task.The second part is the whole designing prgram.In the technical designing part,the main technological parameters and tec

15、hnological features of the ZL15 loader are listed.The following part is the calculation part of the tractive features and the designing of the working device.</p><p>　　The necessary computer progress is plac

16、ed in the end of my designing progress,all the computer program was composed with C language .In a word,the whole designing progress is designed carefully and step by step.I wish my design could clearly explained my desi

17、gning idea.</p><p>　　With the kind help of Mr.Lianjinyi and other teachers,I finished my design successfully.Through designing this type of ZL20 loader,I have attained a lot which was new to me.Here,I want

18、to express my heartful gratitude to those teachers.At the same time ,the shortcomings in my design need to be poingted out by the teachers.thank you all.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>

19、　　第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) </p><p>　　第二章 裝載機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用 </p><p>　　第三章 工作裝置機(jī)構(gòu)選型</p><p>　　第四章 工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　第五章 工作裝置強(qiáng)度校核</p><p>　　第六章 工作裝置中油缸作用力的確定</p><

20、;p>　　第七章 工作裝置限位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　第一章 任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目：</b></p>

21、<p>　　ZL20裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)</p><p><b>　　原始參數(shù)：</b></p><p>　　額定 　　　斗容： 　 　１　 </p><p>　　額定　　載　重量： ?。玻?　 KN</p><p>　　整機(jī) 　　 　質(zhì)量： 　６５　　KN</p><p&

22、gt;　　輪　　　　　　距：　　１４８０　</p><p>　　軸　　　　　　距：　?。玻常埃啊?lt;/p><p>　　輪胎　　　　規(guī)格：　?。保叮罚皑D―２０</p><p>　　最大　卸載　高度：　?。玻叮保啊?lt;/p><p>　　最小　卸載　距離：　?。保担担啊?lt;/p><p><b>　　主要研究?jī)?nèi)容：

23、</b></p><p>　　根據(jù)給定的原始參數(shù)，采用設(shè)計(jì)裝載機(jī)工作裝置六連桿機(jī)構(gòu)，并分析其運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)力特性。主要內(nèi)容包括：連桿機(jī)構(gòu)鉸點(diǎn)位置的設(shè)計(jì)以及各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；主要構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度校核計(jì)算；連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性與動(dòng)力特性的分析。</p><p><b>　　研究方法：</b></p><p>　　比擬設(shè)計(jì)、作圖試湊、圖紙繪制&

24、lt;/p><p>　　主要技術(shù)指標(biāo)（或研究目標(biāo)）：</p><p>　　設(shè)計(jì)圖紙不少于３張Ａ０圖；</p><p>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)不少于一份，字?jǐn)?shù)不少于２５０００字；</p><p>　　外文翻譯一篇，字?jǐn)?shù)不少于２０００字。</p><p>　　第二章　裝載機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用</p><p>　　2.

25、1 輪式裝載機(jī)的介紹</p><p>　　金屬礦山的開(kāi)采可劃分為露天開(kāi)采和地下開(kāi)采兩大類。我國(guó)露天礦采以礦石的比重約占70％，但從事地下開(kāi)采的人員比露天開(kāi)采的人員多。這是因?yàn)榈叵麻_(kāi)采的條件復(fù)雜，使用的設(shè)備種類繁多，在產(chǎn)量相同的條件下，對(duì)地下礦投資的人力和物力遠(yuǎn)大于露天礦的緣故。</p><p>　　保護(hù)自然環(huán)境和合理地利用礦藏資源，是發(fā)展社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的必要條件。隨著淺埋礦床的耗盡而愈來(lái)愈

26、向深部開(kāi)采，或當(dāng)露天升采的深度很大而使地表遭受大面積的破壞時(shí)，就必須采用地下開(kāi)采?？梢灶A(yù)料今后地下開(kāi)采仍將逐漸增加。</p><p>　　不論是露天礦開(kāi)采還是地下礦開(kāi)采，對(duì)礦體較硬的金屬礦山，都是經(jīng)鑿巖爆破將崩落松散礦石或巖石，經(jīng)裝運(yùn)作業(yè)運(yùn)至下步工序的作業(yè)地點(diǎn)。裝載作業(yè)是礦山整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程小既繁重又費(fèi)時(shí)的作業(yè)。所以努力提高裝載機(jī)械的作業(yè)能力，對(duì)實(shí)現(xiàn)礦山生產(chǎn)的高效率低消耗想著重要的作用。</p><

27、;p>　　ZL系列輪式裝載機(jī)是一種高效率的工程機(jī)械，具有結(jié)構(gòu)先進(jìn)，性能可靠，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，操縱方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于礦山，建筑工地，道路修建，水利工程，港口，貨場(chǎng)，電站以及其他工業(yè)部門(mén)，進(jìn)行裝載，推土，鏟挖，起重，牽引等多種作業(yè)。對(duì)加快工程建設(shè)速度減輕勞動(dòng)強(qiáng)度提高工程質(zhì)量降低工程成本都發(fā)揮著重要作用，因此近幾年來(lái)無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外裝載機(jī)品種和產(chǎn)量都得到迅速發(fā)展，成為工程機(jī)械的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。</p><p>　　

28、為適應(yīng)裝載機(jī)多功能作業(yè)的要求，輪式裝載機(jī)已經(jīng)向一機(jī)功能方向發(fā)展。這主要靠主機(jī)控制適合多種作業(yè)的組合工作裝置完成。80年代國(guó)外裝載機(jī)和液壓挖掘機(jī)除了不斷完善裝，挖功能外，正向一機(jī)多能方向發(fā)展。許多公司競(jìng)相生產(chǎn)各式各樣的輔助機(jī)構(gòu)。這種機(jī)型使用范圍很廣，其產(chǎn)品受到用戶的普遍關(guān)注。</p><p>　　在通用拖拉機(jī)前端加裝載裝置，后部加挖掘裝置可改裝變形成前裝后挖拖拉機(jī)，亦稱挖掘裝載機(jī)，俗稱“兩頭忙”。</p>

29、;<p>　　工作裝置的性能分析過(guò)去多采用作圖分析和手工計(jì)算法，工作量繁重，精度較低。當(dāng)分析工礦較多時(shí)問(wèn)題更為突出，為克服手工畫(huà)圖的誤差。本次設(shè)計(jì)前面所進(jìn)行的工作裝置CAD設(shè)計(jì)是通過(guò)看資料、實(shí)物，通過(guò)初步分析、計(jì)算而確定的方案。其次要考慮各個(gè)工作液壓缸作用力的均衡性，整機(jī)的穩(wěn)定性，整機(jī)與地面的附著性、滿足結(jié)構(gòu)和布置的可能性，以綜合比較初選方案，從而確定機(jī)構(gòu)參數(shù)（一般來(lái)說(shuō)，從計(jì)算機(jī)輔助分析中發(fā)現(xiàn)不合理的現(xiàn)象可究其原因，采取改

30、進(jìn)措施，是設(shè)計(jì)合理化。對(duì)已經(jīng)擬訂的各種方案可通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助分析作進(jìn)一步的取舍和修改，以便確定較合理的方案）。同時(shí)，通過(guò)性能分析能夠很清楚的了解到這個(gè)裝載機(jī)裝置在各個(gè)位置或各種工況時(shí)的里和其它參數(shù)，有利于更有效地使用挖掘裝載機(jī)和使這種裝載機(jī)工作效率得到最大限度的發(fā)揮。</p><p>　　2.2 裝載機(jī)在地下開(kāi)采中的應(yīng)用</p><p>　　地下礦的開(kāi)采，包括開(kāi)拓、采準(zhǔn)、回采三個(gè)步驟。開(kāi)拓是

31、礦山的基建工程，它是用井巷把地表與山地下礦體接通，并建成完整的運(yùn)輸、通風(fēng)、排水的并巷工程，包括豎井、斜井、盲井、井底車(chē)場(chǎng)，如水泵房、變電室、機(jī)修站、火藥庫(kù)等，還有石門(mén)、階段運(yùn)輸巷道、溜井等。</p><p>　　采準(zhǔn)是指掘進(jìn)形成采區(qū)外形的一些巷道及為了回采工作面的碎巖和爆破而需要的自由空間。前者如采區(qū)的運(yùn)輸巷道、通風(fēng)和人行天井，以及電耙巷道等，如切割槽、拉底空間、放礦漏斗等。</p><p&g

32、t;　　回采就是做完采準(zhǔn)后，在采區(qū)工作面進(jìn)行的落礦、裝運(yùn)和管理作業(yè)。回采中的礦石裝運(yùn)作業(yè)是礦山生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　裝載作業(yè)就是把開(kāi)拓、采準(zhǔn)、回采的礦石或巖石裝入運(yùn)輸工具或卸入溜井</p><p>　　開(kāi)拓、采準(zhǔn)和回采三者在使用裝運(yùn)機(jī)械方面對(duì)比起來(lái)，采準(zhǔn)工程的特點(diǎn)是：它的裝運(yùn)作業(yè)工作量，是在階段水平以上或礦房?jī)?nèi)部及礦床上下盤(pán)中進(jìn)行的。一般地說(shuō)，這些巷道斷面尺寸小、長(zhǎng)度短，分

33、布在階段水平以上不同的高度上，要求機(jī)械設(shè)備輕便靈活，便于調(diào)入和調(diào)出及遷移到不同高度上。在斷面只寸很小的空間內(nèi)工作，由于設(shè)備的調(diào)入遷移和使用都比較困難，致使采準(zhǔn)工作的機(jī)械化程度低、工作效率低、成本高。因此采準(zhǔn)工作量的多少，便成為衡量采礦方法好壞的重要指標(biāo)之一。</p><p>　　2.3 我國(guó)裝載機(jī)的發(fā)展前景</p><p>　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的調(diào)整發(fā)展，大型輪式裝載機(jī)的需求量會(huì)有大

34、幅度上升，特別是西部大 開(kāi)發(fā)，許多大型工程建設(shè)等，大型輪式裝載機(jī)大有用武之地。另外，世界上生產(chǎn)大型輪式裝載 機(jī)的國(guó)家、企業(yè)也不多，出口前景也非常好，苦于我們還拿不出產(chǎn)品。 </p><p>　　1999年，我國(guó)全行業(yè)ZL60型共銷(xiāo)28臺(tái)，ZL80型及ZL100型一臺(tái)也未銷(xiāo)售。因此，我國(guó)大型 輪式裝載機(jī)可以說(shuō)是基本上未推向市場(chǎng)。影響推出市場(chǎng)的主要原因是，除開(kāi)發(fā)水平較低外，主 要是配套件跟不上。大型 輪式裝載機(jī)的配套

35、件國(guó)內(nèi)基本上沒(méi)有，有少量的也是水平低，可靠 性差，不太適用，進(jìn)口配套件價(jià)格又太貴。因此大型輪式裝載機(jī)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)基本上被國(guó)外大公 司所占領(lǐng)。我國(guó)裝載機(jī)行業(yè)，特別是主要裝載機(jī)制造企業(yè)，應(yīng)抓住我國(guó)加入WTO 后進(jìn)口件價(jià)格 降低的機(jī)遇，進(jìn)口一部分重要的關(guān)鍵部件，同時(shí)為盡量降低成本，加大力度開(kāi)發(fā)一些目前已經(jīng)有能力開(kāi)發(fā)的零部件，如傳動(dòng)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)橋、液壓件中的缸、閥等，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出 具有中國(guó)特色的大型輪式裝載機(jī)。只要我們的產(chǎn)品能占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)

36、，也一定能打進(jìn)國(guó)際市場(chǎng)。 　　 　　國(guó)產(chǎn)挖掘裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)數(shù)量很少，在我國(guó)ZL20型以下屬小型裝載機(jī)，據(jù)1999 年全行業(yè)主要企業(yè)統(tǒng)計(jì),共銷(xiāo)售小型裝載機(jī)有1546 臺(tái)，能占全行業(yè)的8.2％。 　　 　　國(guó)外小型裝載機(jī)及小型多功能裝載機(jī)，包括挖掘裝載機(jī)在內(nèi)，市場(chǎng)份額已相當(dāng)大。美國(guó)的 山貓牌小型多功能裝載機(jī)年銷(xiāo)量在5萬(wàn)臺(tái)左右，</p><p>　　第三章　工作裝置機(jī)構(gòu)選型</p><

37、p><b>　?。?１　概述</b></p><p>　　裝載機(jī)的工作裝置由鏟斗、動(dòng)臂、搖臂——連桿及液壓系統(tǒng)組成,見(jiàn)圖1—1。鏟斗用以鏟裝物料；動(dòng)臂和動(dòng)臂油缸的作用是提升并使之與車(chē)架連接；轉(zhuǎn)斗油缸通過(guò)搖臂——連桿使鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)臂的升降和鏟斗的轉(zhuǎn)動(dòng)采用液壓操縱，由動(dòng)臂、動(dòng)臂油缸、鏟斗、轉(zhuǎn)斗油缸、搖臂——連桿及車(chē)架相互鉸接所構(gòu)成的連桿機(jī)構(gòu)，在裝載機(jī)工作時(shí)要保證：當(dāng)動(dòng)臂處于某種作業(yè)位置不動(dòng)

38、時(shí)，在轉(zhuǎn)斗油缸的作用下，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)和鏟斗繞其鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)油缸閉鎖時(shí)，動(dòng)臂在動(dòng)臂油缸的作用下，提升或下降鏟斗過(guò)程中，連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)能使鏟斗在提升時(shí)保持平移或斗底平面與地面的夾角變化控制在很小的范圍，以免裝滿物料的鏟斗由于鏟斗傾斜而使物料撒落；而在動(dòng)臂下降時(shí)，又自動(dòng)將鏟斗放平，以減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高過(guò)去生產(chǎn)率。</p><p>　?。?２　工作裝置典型機(jī)構(gòu)分析</p><p>　　綜

39、合國(guó)內(nèi)、外輪式裝載機(jī)的工作裝置的形式，主要有７種類型的連桿機(jī)構(gòu)。按照工作機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)不同，可分為三桿、四桿、五桿、六桿和八桿連桿機(jī)構(gòu)。按輸入桿和輸出桿的轉(zhuǎn)向是否相同又可分為正傳和反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　?。ǎ保┱诉B桿機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　正傳八連桿機(jī)構(gòu)在轉(zhuǎn)斗油缸大腔進(jìn)油時(shí)轉(zhuǎn)斗鏟取，所以掘起力較大；各桿件尺寸配置合理時(shí)，鏟斗具有較好的舉升

40、平移性能；連桿系統(tǒng)傳動(dòng)比較大，鏟斗能獲得較大的卸載角和卸載速度，因此卸載干凈、速度快；由于傳動(dòng)比，還可以適當(dāng)?shù)臏p小連桿機(jī)構(gòu)的尺寸，因而司機(jī)視野得到了改善，但是一定要“適當(dāng)”，否則易使連桿系統(tǒng)倍力系數(shù)減小，影響崛起力的發(fā)揮。</p><p>　　正傳八連桿機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)鏟斗自動(dòng)放平。</p><p>　?。ǎ玻┺D(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)</p><p

41、>　　轉(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)斗油缸與鏟斗和搖臂直接相接，該構(gòu)</p><p>　　由兩個(gè)平行四連桿機(jī)構(gòu)組成，它可是鏟斗具有較好的平動(dòng)性能。它比八連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，司機(jī)視野好。這種機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)斗時(shí)油缸小腔進(jìn)油，崛起力?。贿B桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比小，使得轉(zhuǎn)斗油缸活塞行程較大，油缸加長(zhǎng)，卸載速度不如八連桿機(jī)構(gòu)；由于轉(zhuǎn)斗油缸前置，使得前懸增大，影響整機(jī)穩(wěn)定性和行使的平穩(wěn)性；也不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放平。</p>

42、<p>　　（３）轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)與上述機(jī)構(gòu)相比較，前懸較大、傳動(dòng)比較</p><p>　　大、活塞行程較短；有可能將動(dòng)臂、轉(zhuǎn)斗油缸、搖臂和連桿設(shè)計(jì)在同一個(gè)平面內(nèi)，從而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，改善了動(dòng)臂與較銷(xiāo)的受力狀態(tài)。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)斗油缸與車(chē)架的鉸接點(diǎn)較高，影響司機(jī)視野；轉(zhuǎn)斗油缸小腔進(jìn)油，崛起力較小。為了增大掘起力，需要提高液壓系統(tǒng)壓

43、力或加大轉(zhuǎn)斗油缸的直徑，這樣質(zhì)量會(huì)增大。</p><p>　?。ǎ矗∞D(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸后置式六連桿機(jī)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)：ａ．轉(zhuǎn)斗油缸大腔進(jìn)油時(shí)轉(zhuǎn)斗，并且連桿系統(tǒng)的倍力系數(shù)能設(shè)計(jì)成較大值，所以可獲得較大的掘起力；ｂ．恰當(dāng)?shù)倪x擇各桿件尺寸，不僅能獲得較好的鏟斗平動(dòng)性能，而且可以實(shí)現(xiàn)鏟斗的自動(dòng)放平行性；ｃ．結(jié)構(gòu)十分緊湊，前懸小，司機(jī)視野好。缺點(diǎn)是搖臂和連桿布置

44、在鏟斗與前橋之間的狹窄空間內(nèi)，容易發(fā)生構(gòu)件相互干涉。</p><p>　?。ǎ担≌D(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu)是七種連桿機(jī)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，容易保證四連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鏟斗舉升平動(dòng)，此機(jī)構(gòu)前懸較小。缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)斗油缸小腔進(jìn)油，油缸輸出力較小，又由于連桿機(jī)構(gòu)的倍力系數(shù)難以設(shè)計(jì)出較大值，所以轉(zhuǎn)斗油缸活塞行程大，油缸尺寸??；此外，在卸載時(shí)，活塞桿易于斗底相碰，所以卸載角減小。為避免碰撞，需

45、把斗底設(shè)計(jì)成凹形，因而即減小課斗容又增加了制造困難，而且鏟斗也不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)放平。</p><p>　?。ǎ叮≌D(zhuǎn)五連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　為了克服正轉(zhuǎn)四連桿機(jī)構(gòu)卸載時(shí)活塞桿易于斗底相碰的缺點(diǎn)，在活塞桿與鏟斗之間增加一根短連桿，從而使正轉(zhuǎn)四連桿變成了正轉(zhuǎn)五連桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)鏟斗翻轉(zhuǎn)鏟取物料時(shí)，短連桿與活塞桿在油缸拉力和鏟斗自重作用下成一直線，如同一桿；當(dāng)鏟斗卸載時(shí)，短連桿能相對(duì)活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)，

46、避免了活塞桿與斗底相碰。此機(jī)構(gòu)的其他缺點(diǎn)仍如正轉(zhuǎn)四連桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。ǎ罚﹦?dòng)臂可伸縮式三連桿機(jī)構(gòu)</p><p>　　其最大的特點(diǎn)是動(dòng)臂可借助油缸進(jìn)行伸縮。這種機(jī)構(gòu)的鏟斗插入工況是靠動(dòng)</p><p>　　臂伸出實(shí)現(xiàn)的，他解決了靠機(jī)器行走插入易使輪胎嚴(yán)重磨損問(wèn)題；卸載時(shí)可伸出動(dòng)臂，可以獲得較大的卸載距離和卸載高度；而運(yùn)輸工況時(shí)可以縮回動(dòng)臂，以減小前懸，

47、從而提高行駛穩(wěn)定性。這種機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是既不能實(shí)現(xiàn)鏟斗平動(dòng)，又不能實(shí)現(xiàn)鏟斗自動(dòng)放平，機(jī)構(gòu)亦比較復(fù)雜。</p><p>　　綜上分析可知，反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)較多，能比較理想的滿足鏟、裝、卸作業(yè)要求，所以它在露天裝載機(jī)和地下鏟運(yùn)機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用；由于正轉(zhuǎn)五連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，前懸小，也得到了普遍的應(yīng)用。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)工作裝置選用的是反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)。</p>&l

48、t;p>　　第四章　工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 輪式裝載機(jī)工作過(guò)程</p><p>　　輪胎式裝載機(jī)是一種裝運(yùn)卸作業(yè)聯(lián)合一體的自行式機(jī)械，它的工作過(guò)程由5種工作狀態(tài)或工況組成：</p><p>　　1）工況I——插入狀態(tài)</p><p>　　動(dòng)臂下放，鏟斗放置地面，斗尖觸地，鏟斗前壁對(duì)地面呈3 5前傾角；開(kāi)動(dòng)裝載機(jī)鏟斗

49、借助機(jī)器的牽引力插入料堆。</p><p>　　2) 工況錯(cuò)誤!未找到引用源?！P裝狀態(tài)</p><p>　　工況I以后，轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗，鏟取物料，待鏟斗口翻轉(zhuǎn)至近似水平為止。</p><p>　　3)工況錯(cuò)誤!未找到引用源?！剌d運(yùn)輸狀態(tài)</p><p>　　舉升動(dòng)臂，待工況錯(cuò)誤!未找到引用源。之鏟斗升高到適合位置(以斗底離地的高度不小于最小

50、允許距離為準(zhǔn))，然后驅(qū)動(dòng)裝載機(jī)，載重駛向卸載點(diǎn)。</p><p>　　4)工況錯(cuò)誤!未找到引用源。—一卸載狀態(tài)</p><p>　　在卸載點(diǎn)，舉升動(dòng)臂使鏟斗至卸載位置；翻轉(zhuǎn)鏟斗，向運(yùn)輸車(chē)輛或固定料倉(cāng)卸載；卸畢，下放動(dòng)臂，使鏟斗恢復(fù)到運(yùn)輸狀態(tài)。</p><p>　　5)工況錯(cuò)誤!未找到引用源?！蛰d運(yùn)輸狀態(tài)</p><p>　　卸載結(jié)束后，裝

51、載機(jī)由卸載點(diǎn)空載返回裝載點(diǎn)。在露天礦或工地，通常輪胎式裝載機(jī)是向載重汽車(chē)卸裁，出于裝載點(diǎn)和卸載點(diǎn)距離很近，卸載位置較高，所以一般稱作“定點(diǎn)高位卸載”。</p><p>　　地下礦山使用的輪胎式裝載機(jī)習(xí)慣上稱“井下鏟運(yùn)機(jī)”。目前，鏟運(yùn)機(jī)多數(shù)向溜井或礦倉(cāng)卸載，運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，卸載位置較低，所以一般被稱為“動(dòng)點(diǎn)低位卸載”．</p><p>　?。?2 輪式裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)要求</p>

52、<p>　　根據(jù)輪式裝載機(jī)的作業(yè)特點(diǎn)，其工作裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求</p><p><b>　?。ǎ保』疽?lt;/b></p><p>　　所設(shè)計(jì)的裝載機(jī)應(yīng)具有較強(qiáng)的作業(yè)能力，鏟斗插入料堆得阻力小，在料堆中鏟掘的能力大，能耗小。工作機(jī)構(gòu)的各桿件受力狀態(tài)良好，強(qiáng)度壽命合理。結(jié)構(gòu)和工作尺寸適應(yīng)生產(chǎn)條件需要，效率高。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造維修容易，操作使用方便

53、。</p><p><b>　　特殊要求</b></p><p>　?。保捎阽P斗寬度和容積都較大，所以鏟裝阻力大，裝滿系數(shù)小，因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須合理的選取鏟斗的結(jié)構(gòu)和尺寸，以減小工作阻力，達(dá)到裝滿卸凈、運(yùn)輸平穩(wěn)。</p><p>　　2）.鏟斗由運(yùn)輸工況被舉到最高卸載位置的過(guò)程中，為避免鏟斗中物料撒出，要求鏟斗作“平移運(yùn)動(dòng)”。嚴(yán)格要求鏟斗平動(dòng)

54、是很困難的，設(shè)計(jì)時(shí)一般控制在以內(nèi)為好。</p><p>　　3）.保證必要的卸載角、卸載高度和卸載距離。輪式裝載機(jī)要求鏟斗從運(yùn)輸工況至最高位置之間的任意高度都能卸載干凈，為此，鏟斗個(gè)瞬時(shí)的卸載角（鏟斗斗底對(duì)地面的前傾角）均不小于。</p><p>　　4）.鏟斗能自動(dòng)放平。鏟斗在最高位置卸載后，閉鎖轉(zhuǎn)斗缸，下方動(dòng)臂，鏟斗能自動(dòng)變成插入工況（開(kāi)始插入狀態(tài)）的功能稱為“鏟斗自動(dòng)放平”。<

55、/p><p>　　5）.輪式裝載機(jī)的工作機(jī)構(gòu)屬于連桿機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)中要特別注意防止各個(gè)出現(xiàn)的相互干擾、“死點(diǎn)”、“自鎖”、和“機(jī)構(gòu)撕裂”等現(xiàn)象；各處傳動(dòng)角不得小于</p><p>　?。辉跐M足綜合工作性能的前提下，盡可能的增大機(jī)構(gòu)的倍力系數(shù)。</p><p>　　6）.盡可能減小工作機(jī)構(gòu)的前懸（即工作機(jī)構(gòu)重心至整機(jī)重心的距離）、長(zhǎng)度和高度，以提高裝載機(jī)在各個(gè)工況下的穩(wěn)定性和

56、司機(jī)的視野。</p><p><b>　　4.3鏟斗設(shè)計(jì)</b></p><p>　　鏟斗是直接用來(lái)切削、收集、運(yùn)輸和卸出物料，裝載機(jī)工作時(shí)的插入能力及鏟掘能力是通過(guò)鏟斗直接發(fā)揮出來(lái)的，鏟斗的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸直接影響裝載機(jī)的作業(yè)效率和上作可靠性，所以減少切削阻力和提高作業(yè)效率是鏟斗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求。</p><p>　　鏟斗是在惡劣的條件下工作

57、，承受很大的沖擊載荷和劇烈的磨削，所以要求鏟斗具有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)要耐磨。</p><p>　　根據(jù)裝載物料的容重，鏟斗做成三種類型； 正常斗容的鏟斗用來(lái)裝載客重1.4—1.6噸／米3的物料(如砂、碎石、松散泥土等)：增加斗容的鏟斗，斗容一般為正常斗容的1.4—1.6倍，用來(lái)鏟掘容重1.0噸／米3左右的物料(如煤、煤渣等)；減少斗容的鏟斗，斗容為正常斗容的0.6~0.8，用來(lái)裝載容重大于2噸／米3的物料(

58、如鐵礦石、巖石等)。用于土方工程的裝載機(jī)，因作業(yè)對(duì)象較廣，因此多采用正常斗容的通用鏟斗，以適應(yīng)鏟裝不同物料的需要。</p><p>　　4.3.1鏟斗斗型的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　鏟斗切削刃的形狀根據(jù)鏟掘物料的種類不同而不同，一般分為直線型和非直線型兩種（圖2—1)。直線型切削刃簡(jiǎn)單并利于地面刮平作業(yè)，但切削阻力較大。非直線型切削刃有v型和弧型等，裝載機(jī)用得較多的是v型斗刃。這種切削

59、刃由于中間突出，在插入料堆時(shí)，插入力可以集中作用在斗刃中間部分，易于插入料堆，同時(shí)對(duì)減少“偏裁切入”有一定的效果。但鏟斗的裝滿系數(shù)要小于直線型斗刃的鏟斗。</p><p>　　裝有斗齒的鏟斗在裝載機(jī)作業(yè)時(shí)，插入力由斗齒分擔(dān)，形成較大的比壓，利于插入密實(shí)的料堆或松物料或撬起大的塊狀物料，便于鏟斗的插入，斗齒磨損后容易更換。因此，對(duì)主要用于鏟裝巖石或密實(shí)物料的裝載機(jī)，其鏟斗均裝有斗齒。用于插入阻力較小的松散物料或粘性

60、物隊(duì)其鏟斗可以不裝斗齒。</p><p>　　斗齒的形狀對(duì)切削阻力有影響：對(duì)稱齒形的切削阻力比不對(duì)稱齒形的大；長(zhǎng)而狹窄的齒比寬而短的齒的切削阻力要小。</p><p>　　弧線型側(cè)刃的插入阻力比直線型側(cè)刃小，但弧線型側(cè)刃容易從兩側(cè)泄漏物料，不利于鏟斗的裝滿，適于鏟裝巖石。</p><p>　　對(duì)主要用于土方工程的裝載機(jī)，在設(shè)計(jì)鏟斗時(shí)要考慮斗體內(nèi)的流動(dòng)性，減少物料在斗

61、內(nèi)的移動(dòng)或滾動(dòng)阻力，同時(shí)要有利于在鏟裝粘性物料時(shí)有良好的倒空性。</p><p>　　鏟斗底板的弧度越大，鏟掘時(shí)泥土的流動(dòng)性越好，但對(duì)于流動(dòng)性差的巖石等，則應(yīng)將底邊加長(zhǎng)而弧度減小，使鏟斗容積加大，比較容易鏟取。但是，當(dāng)?shù)走呥^(guò)長(zhǎng)，則鏟斗的鏟起力變小，且鏟斗插入料堆的插入阻力與刃口的插入深度成比例的急劇增加，相反，如底邊短，不但鏟斗的鏟起力大，而且卸載時(shí)，斗刃口的降落高度小，也易于將物料卸凈。因此，鏟斗轉(zhuǎn)鉸銷(xiāo)的位置以

62、近于刃口處為好，在極端時(shí)也有將轉(zhuǎn)鉸銷(xiāo)布置在鏟斗內(nèi)部。</p><p>　　綜上選用直線型切削刃帶斗齒鏟斗,鏟斗形狀如圖2-2所示。</p><p>　　4.3.2 鏟斗基本參數(shù)的確定</p><p>　　鏟斗寬度應(yīng)大于輪胎外側(cè)寬度50-100毫米，以防止鏟掘物料所形成的階梯地面，而損傷輪胎側(cè)面和容易打滑而影響牽引力。</p><p>　　鏟斗

63、的回轉(zhuǎn)半徑是指鏟斗的轉(zhuǎn)鉸中心與切削刃之間的距離。由于鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑不僅影響鏟起力和插入阻力的大小，而且與整機(jī)的總體參數(shù)有關(guān)。因此鏟斗的其它參數(shù)依據(jù)它來(lái)決定。鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑可按下式計(jì)算： （4-1）式中：——幾何斗容量(m3)；</p><p>　　B?！P斗內(nèi)側(cè)寬度(m)；</p><p>　　——鏟斗斗底長(zhǎng)度系數(shù)，通常</p><p>　　一—后斗壁長(zhǎng)度

64、系數(shù)，通常；</p><p>　　——擋板高度系數(shù)，通常；</p><p>　　——斗底和后斗壁直線間的圓弧半徑系數(shù)，通常；</p><p>　　——擋板與后斗壁問(wèn)的夾角，通常；</p><p>　　——斗底和后斗壁間的夾角，通常， </p><p>　　其中由所給輪胎型號(hào)得：=452mm </p>

65、;<p>　　所以有：= ++2×（50-100）=1480+452+118=2050</p><p>　　鏟斗側(cè)壁厚度取20mm</p><p>　　所以有：=－2×20=2010mm</p><p>　　由式知=Vh/1.2=0.833m3。</p><p>　　取λg=1.5，λz=1.15，λk=0.

66、13，λb=0.4， =80，=450， =550。</p><p>　　得出：=0.948m，</p><p>　　4.3.3 鏟斗主要結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p>　　1.斗底長(zhǎng)度lg：lg=*=1.5x0.948=1.422。</p><p>　　2.后斗壁長(zhǎng)度lz：lz=*=1.15x0.948=1.09。</p><

67、p>　　3.擋板高度lk：=0.13=0.123m</p><p>　　4.鏟斗圓弧半徑：=0.4=0.379m</p><p>　　5.鏟斗與動(dòng)臂鉸銷(xiāo)距斗底的高度：=0.1=0.0948m，</p><p>　　由以上參數(shù)畫(huà)出鏟斗基本參數(shù)簡(jiǎn)圖（圖2-3）。</p><p>　　4.3.4 鏟斗斗容計(jì)算</p><p

68、>　　幾何斗容(平裝斗容) </p><p>　　對(duì)于裝有擋板的鏟斗：= － (m3) （4-2）</p><p>　　式中：S——鏟斗橫截面面積(m3)</p><p>　　——鏟斗內(nèi)壁寬度(m)</p><p><b>　　——擋板高度(m)</b></p><

69、p>　　——斗刃刃口與擋板最上部之間的距離(m)</p><p>　　圖4-4 鏟斗鏟斗截面計(jì)算</p><p>　　由圖知a==0.13=0.123m，</p><p><b>　　b=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>

70、;　　=1.016(m)</b></p><p>　　S= (㎡) （4-3）</p><p>　　式中：——扇形AGF的面積(㎡)</p><p>　　——直角三角形GFN的面積(㎡)</p><p>　　——直角三角形GAC的面積(㎡)</p><

71、;p>　　——三角形CGN的面積(㎡)</p><p>　　——直角三角形CND的面積(㎡)</p><p>　　=GF×=0.379×=0.0.169(㎡)</p><p>　　=GF×FN=× 0.379×=0.033(㎡)</p><p>　　=GA×CA=×0

72、.379×=0.096 (㎡)</p><p><b>　　=</b></p><p>　　CN=1.009m CG==0.0.633m NG= =0.417m</p><p><b>　　=1.029m</b></p><p>　　==0.071(㎡)</p>&l

73、t;p>　　=ND×CN=××1.009=0.062 (㎡)</p><p>　　==0.169+0.033+0.096+0.071+0.062=0.431 (㎡)</p><p>　　把以上數(shù)據(jù)代入公式（4-2）得：</p><p>　　平裝斗容：=0.431×2.01－=0.822(m3)</p>&

74、lt;p>　　額定斗容(堆裝斗容)</p><p>　　鏟斗堆裝的額定斗容是指斗內(nèi)堆裝物料的四邊坡度均為1：2，此時(shí)額定斗容可按下式確定：</p><p>　　= (m3) （4-4）</p><p>　　式中 c——物料堆積高度(m)。</p><p>　　=0.316(m)

75、 （4-5）</p><p>　　得：=0.9955(m3) </p><p>　　=0.9955 (m3) 與所給額定斗容1 (m3) 相差0.45﹪，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　4.4 工作機(jī)構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)裝載機(jī)的用途、作業(yè)條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等擬訂的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的

76、要</p><p>　　求，選定了工作裝置結(jié)構(gòu)形式以后，可開(kāi)始進(jìn)行工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù)是確定個(gè)連桿的尺寸和相互間的位置關(guān)系，以滿足設(shè)計(jì)中規(guī)定的使用性能及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由于連桿尺寸以及銷(xiāo)軸位置的相互影響，連桿機(jī)構(gòu)的可變性很大，同時(shí)有受結(jié)構(gòu)的限制，可變參數(shù)甚多，因而無(wú)法單純采用理論計(jì)算的方法來(lái)確定，目前大多數(shù)采用圖解法并配合統(tǒng)計(jì)或類比法加以確定。本設(shè)計(jì)采用圖解法。</p>

77、<p>　　工作機(jī)構(gòu)的基本給構(gòu)如圖（4-5）所示。鏟斗1、動(dòng)臂2、連桿3、搖臂4、轉(zhuǎn)斗</p><p>　　油缸5、舉臂(舉升)油缸6等組成。整個(gè)工作機(jī)構(gòu)鉸接在車(chē)架7上。</p><p>　　圖4-5裝載機(jī)工作裝置圖</p><p>　　4.4.1 機(jī)構(gòu)分析</p><p>　　反轉(zhuǎn)六桿工作機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)和動(dòng)臂舉升機(jī)構(gòu)組成轉(zhuǎn)斗油缸

78、CD,搖臂CBE，連桿FE，鏟斗GF，動(dòng)臂 GBA ，機(jī)架AD六個(gè)構(gòu)件組成，由于AD和GF轉(zhuǎn)向相反，所以此機(jī)構(gòu)稱為反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)，其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖（4-6）所示。</p><p>　　舉升機(jī)構(gòu)主要由舉臂油缸HM和動(dòng)臂GBA構(gòu)成，若將整個(gè)反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)放置在直角坐標(biāo)系中，只要確定出九個(gè)鉸鏈點(diǎn)GFEBCDAH和M的位置就可求得工作機(jī)構(gòu)連桿系統(tǒng)中個(gè)構(gòu)件的尺寸參數(shù)值。</p><p>　　圖4-6反轉(zhuǎn)六連桿

79、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　4．4．2 尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)的圖解法</p><p>　　圖解法是在初步確定了最大卸載高，最小卸載距離，卸載角等參數(shù)后進(jìn)行的。</p><p>　　動(dòng)臂與鏟斗，搖臂，機(jī)架的三個(gè)鉸鏈點(diǎn)GBA的確定</p><p><b>　　1．定坐標(biāo)系</b></p><p>　　先在坐

80、標(biāo)紙上選取直角坐標(biāo)系XOY，并選定長(zhǎng)度比例</p><p><b>　　2．畫(huà)鏟斗圖</b></p><p>　　把已畫(huà)好的鏟斗橫截面外廓圖按比例畫(huà)在坐標(biāo)里，斗尖對(duì)準(zhǔn)O點(diǎn)，與X軸成度的前傾角。此時(shí)鏟斗插入料堆的位置工礦錯(cuò)誤!未找到引用源。。</p><p>　　3．確定動(dòng)臂與鏟斗的鉸鏈點(diǎn)G</p><p>　　由于G點(diǎn)的

81、X坐標(biāo)值越小轉(zhuǎn)斗鏟取力就越大，所以G點(diǎn)靠近O點(diǎn)是有利的，但受斗底和最小離地高度的限制，不能隨意的減??；而G點(diǎn)的Y坐標(biāo)值增大時(shí)，鏟斗在料堆中的鏟取面積增大，裝的物料多，但這樣縮小了G點(diǎn)與連桿鏟斗鉸接點(diǎn)F的距離，使崛起力下降。</p><p>　　綜合考慮各種因素的影響，設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)坐標(biāo)紙上工況錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)鏟斗的實(shí)際情況，在保證G點(diǎn)Y坐標(biāo)值YG=250-350mm和X坐標(biāo)值XG盡可能小而且不與斗底干涉的

82、情況下，在坐標(biāo)圖上人為的把G點(diǎn)初步確定下來(lái)。</p><p>　　4.定動(dòng)臂與機(jī)架的銨接點(diǎn)A</p><p>　　以G為圓心，使鏟斗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，至鏟斗斗底與x軸成，即工礦錯(cuò)誤!未找到引用源。。</p><p>　　把已經(jīng)選定的輪胎外輪廓畫(huà)在坐標(biāo)圖上。作圖時(shí)應(yīng)使輪胎前沿與工況錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)的鏟斗后壁的間隙盡量的小些，目的使機(jī)構(gòu)緊湊、前懸小，但一般不小于50mm

83、；輪胎中心Z點(diǎn)的Y坐標(biāo)值應(yīng)等于輪胎的工作半徑R。</p><p><b>　　=560(mm)</b></p><p>　　輪胎選標(biāo)準(zhǔn)系列: 16-20 外直徑為136010mm，</p><p>　　（a）根據(jù)最大卸載高度h和最小卸載距離l和卸載角畫(huà)出工礦Ⅳ，G點(diǎn)位置為G。以G點(diǎn)為圓心，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鏟斗，使鏟斗口與x軸平行，即得鏟斗被舉升到

84、最高位，即工況圖錯(cuò)誤!未找到引用源。。</p><p>　　(b)連接G和 G，作G G的垂直平分線，A點(diǎn)必在垂直平分線上，且A點(diǎn)取在前輪的右上方，與前軸心水平距離為軸距的1/3～1/2處。如圖（4-7）所示：</p><p>　　圖（4-7）動(dòng)臂與車(chē)架鉸點(diǎn)確定</p><p>　　5. 確定動(dòng)臂與搖臂的鉸接點(diǎn)B</p><p>　　B點(diǎn)位置

85、是一個(gè)十分關(guān)鍵的參數(shù)。它對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，倍力系數(shù)，連桿機(jī)構(gòu)的布置以及轉(zhuǎn)斗油缸的長(zhǎng)度等都有很大影響。一般B點(diǎn)在AG連線的上方，過(guò)A點(diǎn)水平線下方，相對(duì)于前輪外廓，B點(diǎn)在其左上方。</p><p>　?。ǘ┻B桿與鏟斗和搖臂兩個(gè)鉸接點(diǎn)E﹑F的確定</p><p>　　確定E﹑F兩點(diǎn)時(shí)，既要考慮對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求，如必須保證鏟斗在各工礦時(shí)的轉(zhuǎn)角又要注意動(dòng)力學(xué)的要求，如鏟斗在鏟裝物料時(shí)輸出較大的

86、力，同時(shí)還要考慮各種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)被破壞的現(xiàn)象。</p><p>　　1．按雙搖桿條件設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，并令GF桿為最短桿，BG為最長(zhǎng)桿，即必有：</p><p>　　GF+BG>FE+BE</p><p>　　若令GF=a,FE=b,BE=c,BG=d,并將上式兩邊同時(shí)除以d得下式：</p><p>　　初步設(shè)計(jì)時(shí)，上式可在下列值內(nèi)選?。?lt

87、;/p><p>　　因?yàn)閐值已經(jīng)由—確定，所以可求得a、b、c三值。</p><p><b>　　初選：</b></p><p>　　d=1400mm, a=532mm, c=924mm b=980mm.</p><p>　　2.確定E和F點(diǎn)位置</p><p>　　這兩點(diǎn)位移的確定要綜

88、合考慮如下四點(diǎn)要求：1)E點(diǎn)不可與前橋相碰，并有足夠的最小離地高度；2)工況I時(shí)，使EF桿盡處與G桿垂直，這樣可獲得較大的傳動(dòng)角和倍力系放；3)工況時(shí)，EF與GF兩桿的夾角必須小于170度，即傳動(dòng)角不能小于l0度，以免機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生自鍘；4)工況錯(cuò)誤!未找到引用源。時(shí)，EF與GF桿的傳動(dòng)角也必須大于l 0度。</p><p><b>　　具體作法有兩種：</b></p><

89、;p>　　1)初選E點(diǎn)法 如圖4—9所示，鏟斗取工況I 。以B點(diǎn)為圓。以BE＝c為半徑畫(huà)??；人為地初選E點(diǎn)，使其落在B點(diǎn)右下方的</p><p>　　弧段上；再分別以B點(diǎn)和G點(diǎn)為圓心，以FE＝b和GF＝a分別為半徑畫(huà)弧，得交點(diǎn)，即為F。</p><p><b>　　2)圖解法</b></p><p>　　分別以B點(diǎn)和G點(diǎn)為圓心，c和分別

90、為半徑畫(huà)弧，其交點(diǎn)為E；再分別以G和E點(diǎn)為圓心，a和b為半徑畫(huà)弧，則其交點(diǎn)必為F。如下圖所示：</p><p>　　若上述所得E和F點(diǎn)均滿足要求則罷，否則，可調(diào)整a、b、c長(zhǎng)度，重新作圖，直至滿意為止。但是，同時(shí)滿足上述四點(diǎn)要求是不易的，尤其若保證EF上GF是很難的，所以，設(shè)計(jì)時(shí)，一般使不小于70即可。</p><p>　　3．為了防止機(jī)構(gòu)出現(xiàn)“死點(diǎn)”、“自鎖”或“撕裂”設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)滿足下列

91、不等式：</p><p>　　工況l時(shí) GF十FE＞GE</p><p>　　工況IV肘 FE十BE＞FB</p><p>　　最后得出的Ｅ和Ｆ如圖（４－８）所示：</p><p>　　圖（４－８）Ｅ和Ｆ的確定</p><p>　?。ㄈ┺D(zhuǎn)斗油缸與搖臂和機(jī)架的鉸鏈點(diǎn)C和D的確定</p><p&g

92、t;<b>　?。?確定C點(diǎn)</b></p><p>　　從力傳動(dòng)效果出發(fā)，顯然使搖臂BC段長(zhǎng)一些有利，那樣可以增大轉(zhuǎn)</p><p>　　斗油缸的作用力臂，使攫取力相應(yīng)的增加。但增加BC段，必將減小鏟斗與搖臂的轉(zhuǎn)角比，造成鏟斗轉(zhuǎn)角難以滿足各工礦的要求，并且使轉(zhuǎn)斗油缸行程過(guò)長(zhǎng)。因此初步設(shè)計(jì)取：</p><p>　　C點(diǎn)一般取在B左上方，BC與B

93、E夾角可取，并使工礦Ⅰ時(shí)搖臂與轉(zhuǎn)斗油缸趨近垂直，C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)不得與鏟斗干擾，其高度不能影響司機(jī)視野。</p><p><b>　　2．確定D點(diǎn)</b></p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸與機(jī)架的鉸鏈點(diǎn)D的確定，是依據(jù)工礦Ⅱ舉升到工礦Ⅲ過(guò)程為平動(dòng)，由工礦Ⅳ到工礦Ⅰ時(shí)為啟動(dòng)放平這兩大要求來(lái)確定的。</p><p>　　當(dāng)以上鉸鏈點(diǎn)確定下來(lái)后，則鏟斗在各工礦的

94、C位置也唯一的被確定下來(lái)。因?yàn)殓P斗油缸由工礦Ⅱ舉升到Ⅲ或由Ⅳ放到工礦Ⅰ的過(guò)程中，轉(zhuǎn)斗油缸的長(zhǎng)度均分別保持不變，所以D點(diǎn)必為和點(diǎn)連線的垂直平分線與和連線的垂直平分線的交點(diǎn)。</p><p>　　如圖（４－９）所示：</p><p>　?。茫拢剑?７ＢＥ＝６４６.８ｍｍ，</p><p>　　（四） 舉升平移性驗(yàn)證</p><p>　　在坐標(biāo)圖上

95、畫(huà)出第二工況和第三工況時(shí)的連桿圖，如圖（4-9）所示，把兩個(gè)位置之間平分為6份，每個(gè)位置畫(huà)出連桿位置，畫(huà)法如下：</p><p>　　以第一工況的轉(zhuǎn)斗油缸長(zhǎng)度為半徑，以轉(zhuǎn)斗油缸與車(chē)架鉸點(diǎn)為圓心畫(huà)圓１。</p><p>　　以Ｂ點(diǎn)為圓心，以ＢＣ長(zhǎng)度為半徑，畫(huà)圓２，圓１與圓２的交點(diǎn)即為點(diǎn)C。</p><p>　　由和ＢＥ長(zhǎng)度可以做出Ｅ點(diǎn)的位置。</p>&

96、lt;p>　　以Ｅ點(diǎn)位圓心，以ＥＦ長(zhǎng)度為半徑做圓３，以G點(diǎn)為圓心，以GF長(zhǎng)度</p><p>　　圖（４－10）轉(zhuǎn)斗油缸與車(chē)架鉸點(diǎn)Ｄ</p><p>　　為半徑畫(huà)圓4，圓3與圓4交點(diǎn)即為點(diǎn)F。</p><p>　　根據(jù)鏟斗的尺寸幾何關(guān)系可畫(huà)出鏟斗的位置。量出鏟斗斗底與水平面之間的夾角，看其與第二工況時(shí)的后傾角相差是否大于。</p><p&g

97、t;　　其他位置重復(fù)1-5.</p><p>　　圖（4-10）舉升平移性驗(yàn)證</p><p>　　（五）升油缸與動(dòng)臂和機(jī)架的鉸接點(diǎn)H及M的確定</p><p>　　舉升油缸布置應(yīng)本著工作力矩大、油缸穩(wěn)定性好、構(gòu)件互不干擾、整機(jī)穩(wěn)定性好的原則來(lái)確定。綜合考慮這些因素，一般動(dòng)臂舉升油缸都布置在前橋與前后車(chē)架的鉸接點(diǎn)之間的狹窄空間里。</p><p&

98、gt;　　一般H點(diǎn)選在AG連線上方，并取AH≥AG/3。AH 不能取太大，它受到油缸行程的限制。M點(diǎn)盡量與地保持最小高度，并且望前橋方向靠是比較有利的，這樣舉升工作力臂大小變化比較小。</p><p>　　考慮到聯(lián)合鏟裝（邊插入邊舉臂）工況的需要，在滿足動(dòng)臂舉升油缸與車(chē)架鉸接點(diǎn)Ｍ最小離地間隙高度要求的前提下，另工況時(shí)ＡＨ與ＭＨ趨于垂直。這是因?yàn)?，鏟斗開(kāi)始從料堆中提升時(shí)阻力矩最大，這樣設(shè)計(jì)，可以獲得較大的初始<

99、;/p><p><b>　　舉升工作力矩。</b></p><p>　?。忘c(diǎn)往前橋方向靠是比較有利的。這樣做，可使動(dòng)臂舉升油缸在整個(gè)動(dòng)臂舉升過(guò)程中，舉升工作力臂的變化最小，即工作力矩變化不大，避免鏟斗舉升到最高位置時(shí)的舉升力不足，因?yàn)榇藭r(shí)工作力臂往往較小或最小。但是，采用底部鉸接式油缸時(shí)，要使Ｍ點(diǎn)前移比較困難，它受前車(chē)橋的限制，支座布置也比較麻煩。為克服Ｍ點(diǎn)前移的困難，可

100、采取Ｍ點(diǎn)上移和H點(diǎn)向G點(diǎn)方向前移的方法，使動(dòng)臂舉升油缸呈水平狀態(tài)。</p><p>　　必須注意，油缸的行程不易太大，而且油缸的最小長(zhǎng)度一定要規(guī)范，如果太短，將無(wú)法設(shè)計(jì)出滿足行程要求的油缸來(lái)?？紤]油缸的穩(wěn)定性，初步設(shè)計(jì)時(shí)，可取油缸最大長(zhǎng)度課最小長(zhǎng)度之比為。</p><p>　　最后確定的舉升油缸與動(dòng)臂和車(chē)架的鉸接點(diǎn)H點(diǎn)和M點(diǎn)如圖（4-11）所示：</p><p>　

101、　圖（4-11）H點(diǎn)和Ｍ點(diǎn)的確定</p><p><b>　　由圖可得： </b></p><p>　　動(dòng)臂舉升油缸的最小安裝距離為：1430mm；</p><p>　　動(dòng)臂最大伸長(zhǎng)為：2300mm；</p><p>　　動(dòng)臂舉升油缸行程為：870mm.</p><p>　?。┐_定轉(zhuǎn)斗油缸行程

102、</p><p>　　由于裝載機(jī)要求在最低位置舉升到最高位置時(shí)的任意位置都能卸載，卸載角不能小于。所以轉(zhuǎn)斗油缸的行程必須滿足。</p><p>　　把最低與最高位置之間分為6份，每個(gè)位置畫(huà)出卸載角為時(shí)的鏟斗，根據(jù)連桿之間的長(zhǎng)度和角度關(guān)系，可以得出任意位置的轉(zhuǎn)斗油缸長(zhǎng)度，其中最小值即為轉(zhuǎn)斗油缸最小安裝距離。如圖（4-12）所示：</p><p><b>　　

103、圖（4-12）</b></p><p><b>　　由圖可知：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸的最小安裝距離為：833mm;</p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸的最大伸長(zhǎng)為： 1366mm；</p><p>　　轉(zhuǎn)斗油缸行程為： 533mm。</p><p>　　4．5 動(dòng)臂結(jié)構(gòu)形

104、式設(shè)計(jì)</p><p>　　動(dòng)臂按其縱向中心線形狀分為直線型與曲線型兩種。前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，腹板變形小，重量輕，而且動(dòng)臂的受力情況好。后者可使工作裝置布置更為合理。</p><p>　　動(dòng)臂的斷面尺寸由強(qiáng)度分析決定，為減輕工作裝置重量，通常按等強(qiáng)度梁設(shè)計(jì)動(dòng)臂斷面尺寸。</p><p>　　動(dòng)臂斷面的結(jié)構(gòu)形式有單板式、雙板式和箱體式三種。大型裝載機(jī)的動(dòng)臂多采用雙板式或箱體

105、式結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@種動(dòng)臂形式能較好的改善動(dòng)臂的受力情況，消除了單板式動(dòng)臂因搖臂支撐力作用使動(dòng)臂承受附加扭矩的影響。此工作裝置是ZL45-40型裝載機(jī)的工作裝置，固采用雙板式曲線型結(jié)構(gòu)，其具體參數(shù)見(jiàn)上述所示。</p><p>　　第五章 工作裝置強(qiáng)度校核</p><p><b>　　一．計(jì)算位置</b></p><p>　　分析裝載機(jī)插入料堆、鏟起

106、、提升、卸載等到作業(yè)過(guò)程可知，裝載機(jī)在鏟掘物料時(shí)，工作裝置的受力最大，所以取鏟斗斗底與地面的前傾角為40時(shí)的鏟取位置作為計(jì)算位置，且假定外載荷作用在鏟斗的切削刃上。</p><p><b>　　二．外載荷確定</b></p><p>　?。ㄒ唬┩廨d荷確定原則</p><p>　　由于物料種類和作業(yè)條件的不同，裝載機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)不可能使鏟斗切削刃均

107、勻受載，但可簡(jiǎn)化為兩種極端情況：認(rèn)為載荷沿切削刃均勻分布，并以作用在鏟斗切削刃中部的集中載荷來(lái)代替其均布載荷，稱為對(duì)稱受載情況；由于鏟斗偏鏟、料堆密實(shí)程度不均，使載荷偏于鏟斗一側(cè)，形成偏載情況時(shí)，通常是將其簡(jiǎn)化后的集中載荷加在鏟斗側(cè)邊第一個(gè)斗齒上。</p><p>　　裝載機(jī)的鏟掘過(guò)程通?？煞譃槿缦氯N受力情況：</p><p>　　1、鏟斗水平插入料堆，工作裝置油缸閉鎖，此時(shí)認(rèn)為鏟斗切削

108、刃只受到水平力的作用。</p><p>　　2、鏟斗水平插入料堆后，翻轉(zhuǎn)鏟斗或提升動(dòng)臂鏟掘</p><p>　　時(shí)，此時(shí)認(rèn)為鏟斗切削刃只受到垂直力的作用。</p><p>　　3、鏟斗邊插入邊轉(zhuǎn)斗或邊插入邊提臂鏟掘時(shí)，此時(shí)認(rèn)為水平力與垂直力同時(shí)作用在鏟斗切削刃上。</p><p>　　綜合以上分析，可以得到如下六種工作裝置的典型工況，如圖（5

109、-1）所示：</p><p>　?。ǘ?外載荷的計(jì)算</p><p>　　裝載機(jī)的工作阻力是多種阻力的合力。由于物料性質(zhì)和工作機(jī)構(gòu)工作方式的不同，工作阻力有不同的計(jì)算方法，一般工作阻力通常分為插入阻力和崛起阻力進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　圖（5-1）裝載機(jī)共組裝置典型工況簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　插入阻力</b&

110、gt;</p><p>　　插入阻力就是鏟斗插入料堆時(shí)，料堆對(duì)鏟斗的反作用力。插入阻力由鏟斗前切削刃和兩側(cè)斗壁的切削刃的阻力，鏟斗底與側(cè)壁內(nèi)表面與物料的摩擦阻力，鏟斗底外表面和物料的摩擦阻力組成，這些阻力與物料的的種類，料堆高度、鏟斗插入料堆的深度、鏟斗的結(jié)構(gòu)形狀等有關(guān)。計(jì)算上述阻力比較困難，一般按以下經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定總插入力。</p><p>　?。ǎ危　　　　　　　　　　。ǎ担保?l

111、t;/p><p>　　式中：——————物料塊度與松散系數(shù)，見(jiàn)表１；</p><p>　　——————物料性質(zhì)系數(shù)，見(jiàn)表２；</p><p>　　——————料堆高度系數(shù)，見(jiàn)表３；</p><p>　　——————鏟斗形狀系數(shù)，一般在１.１－１.８之間，對(duì)于前刃不帶斗齒的斗，取較大值；</p><p>　　B——————鏟

112、斗寬度，cm;</p><p>　?。獭P斗一次插入深度，ｃｍ。</p><p>　　表５－１物料塊度與松散程度系數(shù)</p><p>　　表５－２　物料性質(zhì)系數(shù)</p><p>　　表5-3 料堆高度系數(shù)Ｋ３</p><p>　　?。海耍保剑?７５；K2=0.1；Ｋ３＝１.１５；K4=1.5；</p&g

113、t;<p>　　Ｂ＝２０５ｃｍ；Ｌ=50.7cm。</p><p>　　代入式（5-1）的：</p><p><b>　　=30.8KN</b></p><p><b>　　崛起阻力</b></p><p>　　掘起阻力就是指鏟斗插入料堆一定得深度后，舉升動(dòng)臂時(shí)料堆對(duì)鏟斗的反作用力。掘