ZL40輪式裝載機工作裝置設(shè)計（全套圖紙）

1、畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 ZL40 輪式裝載機工作裝置設(shè)計【摘要】：本次設(shè)計主要進行的工作裝置的設(shè)計：裝載機采掘和卸載貨物的作業(yè)是通過工作裝置的運動實現(xiàn)的。裝載機的工作裝置由鏟斗、動臂、搖臂、連桿及液壓系統(tǒng)等組成。鏟斗用以鏟裝物料；動臂和動臂油缸的作用是提升鏟斗并使之與車架連接；轉(zhuǎn)斗油缸通過搖臂，連桿使鏟斗轉(zhuǎn)動。動臂的升降和鏟斗的轉(zhuǎn)動采用液壓操作。先對裝載機的發(fā)展概況幾設(shè)計的指導思想、特點、任務進行概述，然后確定方案，在技術(shù)設(shè)計部分羅列了 ZL40 輪式裝載機的主要技術(shù)性能和參數(shù)，進行了牽引特性計算，工作裝置設(shè)計。工作裝置設(shè)計中有工作裝置運動分析，由鏟斗

2、、動臂、連桿機構(gòu)進行設(shè)計等幾部分組成。在工藝設(shè)計中敘述了工藝工程。應用程序計算了受力分析?？傊?，整個設(shè)計是有序地完成的。【關(guān)鍵詞】：輪式裝載機，工作裝置，鏟斗，連桿機構(gòu)畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 The ZL40 Wheel Loader Working Device Design【Abstract】: In my design progress,I put emphasis on the working-device：The ZL40 wheeled car loader also has some traditional virtues like th

3、e articulited wheel-type loader.The loader digging and unload the goods by the working-device.The working-device has many parts and it is connected to the machine.Some parts of the devices turning by liquid press realize.At first,I introduce the developing trend of the loaders,and explained the main

4、 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 technological features of the ZL15 loader are listed.The following part is the calculation part of the tractive features an

5、d the designing of the working device.The necessary computer progress is placed 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 designi

6、ng idea.【Keywords】: The ZL40 Wheeled Car Loader ，Working Device ，Bucket ，linkage畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 I 目 錄第第 1 1 章章 裝載機的發(fā)展及應用裝載機的發(fā)展及應用 .11.1 輪式裝載機的介紹.11.2 裝載機在地下開采中的應用 .11.3 我國裝載機的發(fā)展前景.2第第 2 2 章章 輪式裝載機總體布置及參數(shù)的確定輪式裝載機總體布置及參數(shù)的確定 .42.1 裝載機的總體布置原則.42.1.1 總體布置內(nèi)容應包括以下幾個方面：.42.1.2 總體布置的原則.42.1.

7、3 總體布置的基準選擇.42.1.4 設(shè)計中應考慮的整機性能.42.2 裝載機鏟掘時的作業(yè)阻力 .52.2.1 插入阻力.52.2.2 鏟起阻力.72.2.3 轉(zhuǎn)斗阻力矩.72.3 裝載機各部件的布置 .82.3.1 發(fā)動機和傳動系的布置.82.3.2 工作裝置布置.82.3.3 轉(zhuǎn)向系的布置.82.3.4 駕駛室的布置.9畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 II 2.4 裝載機的總體構(gòu)造和分類 .102.4.1 裝載機的總體構(gòu)造.102.4.2 裝載機的分類.112.4.3 裝載機的作業(yè)方式.11第第 3 3 章章 裝載機工作裝置設(shè)計裝載機工作裝置設(shè)計 .133

8、.1 工作裝置結(jié)構(gòu)分析.133.2 鏟斗設(shè)計.143.2.1 鏟斗形式結(jié)構(gòu)的選擇.143.2.2 鏟斗容積.153.3 工作機構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)設(shè)計.183.3.1 工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計.183.3.2 裝載工作對工作機構(gòu)設(shè)計的要求.193.3.3 機構(gòu)分析.203.3.4 動臂形狀的選擇.263.4 工作裝置強度計算.263.4.1 計算位置.263.4.2 外載荷的確定.273.4.3 工作裝置受力分析.283.4.4 動臂強度校核.333.5 油缸及活塞桿選定.363.5.1 裝載機工作裝置中油缸作用力的確定.363.5.2 工作裝置液壓系統(tǒng).38畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙)

9、QQ 36396305 III 3.6 工作裝置的限位機構(gòu).39結(jié)結(jié) 論論 .41致謝致謝： .42參考文獻參考文獻 .43外文翻譯外文翻譯 .44畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 1 頁 共 49 頁 第 1 章 裝載機的發(fā)展及應用1.11.1 輪式裝載機的介紹輪式裝載機的介紹裝載機主要用來裝卸成堆散料，也能進行輕度的鏟掘工作。由于它適用于建筑、農(nóng)業(yè)、礦山、鐵道、公路、水電等國民經(jīng)濟各個部門。因此，在國內(nèi)外產(chǎn)量與品種的發(fā)展都較快,是工程機械中的一個主要機種。裝載機根據(jù)不同的使用要求，發(fā)展形成了不同的結(jié)構(gòu)類型。通常，按使用場合的不同，分成露天用裝載機和井下用

10、裝載機；接行走系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，分成輪式裝載機與履帶式裝載機；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。金屬礦山的開采可劃分為露天開采和地下開采兩大類。我國露天礦采以礦石的比重約占 70，但從事地下開采的人員比露天開采的人員多。這是因為地下開采的條件復雜，使用的設(shè)備種類繁多，在產(chǎn)量相同的條件下，對地下礦投資的人力和物力遠大于露天礦的緣故。不論是露天礦開采還是地下礦開采，對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)裝運作業(yè)運至下步工序的作業(yè)地點。裝載作業(yè)是礦山整個生產(chǎn)過程中既繁重又費時的作業(yè)。所以努力提高裝載機械的作業(yè)能力，對實現(xiàn)礦山生產(chǎn)的高效率、低消耗有著重要的作

11、用。ZL 系列輪式裝載機是一種高效率的工程機械，具有結(jié)構(gòu)先進，性能可靠，機動性強，操縱方便等優(yōu)點。廣泛應用于礦山，建筑工地，道路修建，水利工程，港口，貨場，電站以及其他工業(yè)部門，進行裝載，推土，鏟挖，起重，牽引等多種作業(yè)。對加快工程建設(shè)速度減輕勞動強度提高工程質(zhì)量降低工程成本都發(fā)揮著重要作用，因此近幾年來無論在國內(nèi)還是國外裝載機品種和產(chǎn)量都得到迅速發(fā)展，成為工程機械的主導產(chǎn)品之一。為適應裝載機多功能作業(yè)的要求，輪式裝載機已經(jīng)向一機功能方向發(fā)展。這主要靠主機控制適合多種作業(yè)的組合工作裝置完成。80 年代國外裝載機和液壓挖掘機除了不斷完善裝挖功能外，正向一機多能方向發(fā)展。許多公司競相生產(chǎn)各式各樣的

12、輔助機構(gòu)。這種機型使用范圍很廣，其產(chǎn)品受到用戶的普遍關(guān)注。畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 2 頁 共 49 頁 1.21.2 裝載機在地下開采中的應用裝載機在地下開采中的應用地下礦的開采，包括開拓、采準、回采三個步驟。開拓是礦山的基建工程，它是用井巷把地表與山地下礦體接通，并建成完整的運輸、通風、排水的井巷工程，包括豎井、斜井、盲井、井底車場，如水泵房、變電室、機修站、火藥庫等，還有石門、階段運輸巷道、溜井等。采準是指掘進形成采區(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)的運輸巷道、通風和人行天井，以及電耙巷道等，如切割槽、拉底

13、空間、放礦漏斗等?；夭删褪亲鐾瓴蓽屎螅诓蓞^(qū)工作面進行的落礦、裝運和管理作業(yè)?；夭芍械牡V石裝運作業(yè)是礦山生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。裝載作業(yè)就是把開拓、采準、回采的礦石或巖石裝入運輸工具或卸入溜井。開拓、采準和回采三者在使用裝運機械方面對比起來，采準工程的特點是：它的裝運作業(yè)工作量，是在階段水平以上或礦房內(nèi)部及礦床上下盤中進行的。一般地說，這些巷道斷面尺寸小、長度短，分布在階段水平以上不同的高度上，要求機械設(shè)備輕便靈活，便于調(diào)入和調(diào)出及遷移到不同高度上。在斷面尺寸很小的空間內(nèi)工作，由于設(shè)備的調(diào)入遷移和使用都比較困難，致使采準工作的機械化程度低、工作效率低、成本高。因此采準工作量的多少，便成為衡量采礦方法好

14、壞的重要指標之一。1.31.3 我國裝載機的發(fā)展前景我國裝載機的發(fā)展前景 隨著我國國民經(jīng)濟建設(shè)的調(diào)整發(fā)展，大型輪式裝載機的需求量會有大幅度上升，特別是西部大開發(fā),許多大型工程建設(shè)等，大型輪式裝載機大有用武之地。另外，世界上生產(chǎn)大型輪式裝載機的國家、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。 1999 年,我國全行業(yè) ZL60 型共銷 28 臺，ZL80 型及 ZL100 型一臺也未銷售。因此，我國大型輪式裝載機可以說是基本上未推向市場。影響推出市場的主要原因是，除開發(fā)水平較低外,主要是配套件跟不上。大型輪式裝載機的配套件國內(nèi)基本上沒有,有少量的也是水平低,可靠性差，不太適用，進口配套

15、件價格又太貴。因此,大型輪式裝載機的國內(nèi)市場基本上被國外大公司所占領(lǐng)。我國裝載機行業(yè)，特別是裝載機主要制造企業(yè)，應抓住我國加入 WTO 后進口件價格降低的機遇，進口一部分重要的關(guān)鍵部件，同時為盡量降低成本，加大力度開發(fā)一些目前已經(jīng)有能力開發(fā)的零部件，如傳動系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 3 頁 共 49 頁 中的驅(qū)動橋、液壓件中的缸、閥等，經(jīng)過精心設(shè)計，開發(fā)出具有中國特色的大型輪式裝載機。只要我們的產(chǎn)品能占領(lǐng)國內(nèi)市場，也一定能打進國際市場。 國產(chǎn)挖掘裝載機及小型多功能裝載機數(shù)量很少，在我國 ZL20 型以下屬小型裝載機，據(jù) 1999 年全行業(yè)主要企業(yè)統(tǒng)

16、計,共銷售小型裝載機有 1546 臺，能占全行業(yè)的 8.2。 國外小型裝載機及小型多功能裝載機，包括挖掘裝載機在內(nèi)，市場份額已相當大。美國的山貓牌小型多功能裝載機年銷量在 5 萬臺左右，還有美國的凱斯、約翰迪爾、卡特彼勒、英國的 JCB 公司等的挖掘裝載機及小型多功能裝載機年銷量都在萬臺上?？梢娛澜缡袌錾贤诰蜓b載機及小型多功能裝載機市場是多么大，而中國目前這類產(chǎn)品基本上還沒有。這類產(chǎn)品特別適用于市政建設(shè)、中小城鎮(zhèn)建設(shè)、鄉(xiāng)間非等級公路建設(shè)、一般公路的維護保養(yǎng)、港口碼頭作業(yè)，還有改造環(huán)境、植樹造林等。特別是西部大開發(fā)，這類產(chǎn)品將有廣闊的潛在市場。這類產(chǎn)品的開發(fā)，今后肯定是以靜液壓件傳動為主，目前世

17、界上小型裝載機、小型多功能裝載機基本上都是靜液壓傳動。我國要能真正把這類產(chǎn)品發(fā)展起來，必須有自己的創(chuàng)新。裝載機行業(yè)的廣大企業(yè)，特別是有能力的大企業(yè)，應加大創(chuàng)新力度，去爭我國小型裝載機、小型多功能裝載機、挖掘裝載機等這一巨大的潛在市場。 我國西部 3000 米以上高海拔地區(qū)及沙漠地區(qū)占了很大的面積，在實施西部大開發(fā)中，高原及沙漠型特殊用途裝載機需要量較大，國內(nèi)目前基本上還沒有這類產(chǎn)品，而國外大公司在這方面已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品。因此，我國加入 WTO 后，這個巨大的潛在市場很可能被國外大公司所占領(lǐng)。我國的裝載機行業(yè)從現(xiàn)在起應積極行動起來，與有關(guān)科研院所及有關(guān)發(fā)動機等配套件企業(yè)聯(lián)合起來，盡快開發(fā)出具有中

18、國特色的高原、沙漠型特殊用途裝載機,去搶占我國西部這一潛在大市場。 中型輪式裝載機是國內(nèi)最成熟而產(chǎn)量又大大過剩的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品只要“入世”后實行國際采購，提高質(zhì)量、水平、可靠性，那么大批進入國際市場的機遇就在眼前。畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 4 頁 共 49 頁 第 2 章 輪式裝載機總體布置及參數(shù)的確定2.12.1 裝載機的總體布置原則裝載機的總體布置原則.1 總體布置內(nèi)容應包括以下幾個方面：總體布置內(nèi)容應包括以下幾個方面：1確定各個部件在整機上的位置，并對外形尺寸提出要求；2確定各部件之間、部件與整機之間的連接方式；3估算整機重量及

19、重心位置，并對各部件的重量提出要求；4布置各個操縱機構(gòu)、機棚、駕駛室等；5審核各運動件的運動空間，排除可能發(fā)生的運動干涉；6定出標準化、通用化和系列化的零、部件的名細表。.2 總體布置的原則總體布置的原則總體布置時要考慮以下幾條原則：1保證整機的穩(wěn)定性；2結(jié)構(gòu)緊湊、并有較高的傳動效率；3便于操作和維修，工作安全可靠；4外形平整美觀。.3 總體布置的基準選擇總體布置的基準選擇總體布置時，應注意以下幾個基準選擇：1通過后橋中心線的水平面，為上、下位置的基準面；2以通過后橋中心線的垂直面，為前、后位置的基準面；3以整機的鉛垂縱向?qū)ΨQ面，為左右位置的基準面。2.1.42

20、.1.4 設(shè)計中應考慮的整機性能設(shè)計中應考慮的整機性能1)牽引性，是裝載機在不同工作速度下所能發(fā)出的最大牽引力的性能。它影響到機子的工作能力與工作效率。牽引性能的好壞是用牽引功率和牽引效率來評價的。它反映了裝載機利用發(fā)動機功率進行工作的有效程度，是最重要的一個性能指標。2)動力性，是反映裝載機在行駛中，以不同擋位工作時，所具有的加速性能，以畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 5 頁 共 49 頁 及所能達到的最大行駛速度和爬坡能力的一個性能。動力性能的好壞用動力因數(shù)來評價。3)經(jīng)濟性，是反映裝載機在工作中燃料消耗是否經(jīng)濟合理的性能。它有兩個指標：是依牽引馬力小

21、時消耗的燃油數(shù)，這個指標可以用來比較不同裝載機的經(jīng)濟性的好壞，另一個是作業(yè)中裝卸每噸物料消耗的燃料，這個指標可以用來核算作業(yè)的生產(chǎn)成本。由于后者包含著使用中各種因素的影響，因此不能用作評價不同裝載機經(jīng)濟性能好壞的指標。4)穩(wěn)定性，是裝載機在坡道上行駛時不失去穩(wěn)定和不傾翻的性能。它關(guān)系到裝載機在坡道行駛的安全性。因此，是一個很重要的性能指標。裝載機的穩(wěn)定性用穩(wěn)定度這一指標的大小來表示。5)機動性，是裝載機能否在狹窄場地轉(zhuǎn)向和通過的性能。因此，可以用外側(cè)輪胎和鏟斗的轉(zhuǎn)向半徑來標志。機動性的好壞，影響到裝載機的適用程度。6)作業(yè)性，是反映裝載機整機使用好壞的性能，通常以功率及生產(chǎn)率的高低為評價指標，

22、它與整機所具有的切削力、掘起力、鏟斗容量和容積效率，以及工作裝置杠桿系統(tǒng)的工作速度等有關(guān)。2.22.2 裝載機鏟掘時的作業(yè)阻力裝載機鏟掘時的作業(yè)阻力裝載機在進行鏟掘作業(yè)中的作業(yè)阻力主要是：鏟斗插入料堆時的插入力；提升動臂時的鏟起力；翻起轉(zhuǎn)斗時的轉(zhuǎn)斗阻力矩。影響這些阻力的因素很多，例如鏟掘的物料種類、鏟斗的形狀、鏟斗插入的深度等。而鏟掘的物料種類又是多種多樣的，可能是土壤砂石，也可能是各種塊度的礦石，因此在這些復雜因素影響下，難以準確的計算出裝載機鏟掘時的作業(yè)阻力，為確定這些阻力，則通過鏟掘散狀物料試驗的辦法得出經(jīng)驗公式和多種系數(shù)進行計算，本次畢業(yè)設(shè)計主要是針對具有一定塊度的礦石而進行設(shè)計的，因

23、此，我所設(shè)計的鏟斗斗前壁開有三個方形孔，但是不會影響到塊料掉下去，完全是針對我所選用的塊料而設(shè)計的孔。下面分別計算裝載機在鏟掘散狀物料時的各種阻力。.1 插入阻力插入阻力插入阻力是裝載機鏟斗插入料堆時，料堆對鏟斗的反作用力。插入阻力分別由以下阻力組成：鏟斗前切削刃口和兩側(cè)壁切削刃口的阻力；鏟斗底和側(cè)壁內(nèi)表面與物料的摩擦阻力；鏟斗外表面與物料接觸時的摩擦阻力。這些阻力與物料的類型、料堆的畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 6 頁 共 49 頁 高度、鏟斗插入料堆的深度、鏟斗的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。由實驗得知，隨著鏟斗插入料堆深度的增加，插入力隨指數(shù)稍大

24、于 1 的拋物線而增長，推薦用下面的經(jīng)驗公式算： 4325. 12110KKBLKKPKGc式中：P鏟斗插入阻力；c K取決于被鏟掘物料的塊度和松散程度的影響系數(shù),取塊度小于 400 毫米時，1K =1.1；1 K物科種類(容積比重)的影響系數(shù)，散狀物料種類為砂礫石，系數(shù)為 0.12；2 L。鏟斗插入料堆深度(厘米)；取 50cm;鏟斗寬度(厘米)，=197cm；KBkB 一散狀物料料堆高度影響系數(shù)，料堆高度為 1.4m, =1.15;k33K 一鏟斗形狀系數(shù)，一般在 1.11.8 之間，對于前刃不帶齒的斗，取較大4K4K值； )(104325. 121NKKBLKKPKGc NN596405

25、 . 115. 11975012. 01 . 11025. 1表 2.1 物料塊度與松散程度系數(shù)塊料塊度細粒小塊接近 300mm小于 400mm小于 500mm松散不好時 K10.450.50.751.01.11.3增加20%40%表 2.2 物料性質(zhì)系數(shù)散裝物料種類密度系數(shù) K2散裝物料種類密度系數(shù) K2磁鐵礦石砂礫石2.32.450.10鐵礦石7爐渣9細?；◢弾r2.752.80.14泥質(zhì)頁巖8畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 7 頁 共 49 頁 沙質(zhì)頁巖2.652.750.12河沙

26、1.70.06石灰石2.650.10煤40.045表 2.3 料堆高度系數(shù)料堆高度/m0.81.01.21.43K0.501.0.22.2.2 鏟起阻力鏟起阻力鏟起阻力是指鏟斗插入料堆一定深度后，用動臂油缸提升動臂時，料堆對鏟斗的反作用力。鏟斗插入料堆深度后，用動臂提升鏟斗，鏟起阻力由鏟斗斗底插入料堆深度cL和鏟斗寬度所決定的矩形面積上的物料所決定。cLKB鏟起阻力同樣受到物料的塊度、松散性、容積比重、溫度、濕度、物料之間及物料與斗壁之間摩擦的影響。最大的鏟起力發(fā)生在鏟斗剛剛開始提升的時刻,隨著動臂的提升，鏟起阻力

27、逐漸減小。鏟斗開始提升時的鏟起阻力可按下式確定：cP cP)(2 . 2NKBLKcL鏟斗插入料堆深度(米)；cB鏟斗寬度(米)；K 鏟斗開始提升時物科的剪切阻力()。KaP cP)(2 . 2NKBLKc )(35000970. 150. 02 . 2N )(75850 N畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 8 頁 共 49 頁 .3 轉(zhuǎn)斗阻力矩轉(zhuǎn)斗阻力矩轉(zhuǎn)斗阻力矩是當鏟斗插入料堆一定深度后，用轉(zhuǎn)斗油缸使鏟斗向后翻轉(zhuǎn)時，料堆對鏟斗的反作用力矩成為轉(zhuǎn)斗阻力鉅。當用翻轉(zhuǎn)鏟斗來鏟掘物料比如不考慮鏟斗翻轉(zhuǎn)的角加速度，在鏟斗翻起最開始時刻靜阻力矩，具有

28、最大值以表示，此時鏟斗轉(zhuǎn)0aM角；其后，轉(zhuǎn)斗靜阻力鉅隨著鏟斗的翻轉(zhuǎn)角 的變化而按雙曲線特性變化，一0直到鏟斗前切削刃離開料堆坡面線為止，此時=5 。02.32.3 裝載機各部件的布置裝載機各部件的布置.1 發(fā)動機和傳動系的布置發(fā)動機和傳動系的布置發(fā)動機一般置于裝載機后部，起著對前置鏟斗中負荷的平衡作用，并增加裝載機的穩(wěn)定性。發(fā)動機是預選現(xiàn)成的，故主要尺寸均已知。根據(jù)載荷分配確定發(fā)動機相對后橋中心的前后位置，并參考同類型裝載機的發(fā)動機布置來確定曲軸中心線相對車架上線的高度。發(fā)動機位置的布置要結(jié)合傳動系統(tǒng)總成的結(jié)構(gòu)和整機的使用要求全面考慮。發(fā)動機位置確定后，即可安排變矩器、變速器的

29、位置然后確定傳動軸數(shù)目。.2 工作裝置布置工作裝置布置工作裝置布置在整車的前端，結(jié)合工作裝置的設(shè)計要求確定動臂與車架鉸點的位置。假如動臂長度不變，鉸點布置向前，最大卸載距離大，但由鏟斗中載荷作用的傾翻力矩增加，為減小此傾翻力矩而不減小載重量，一般將鉸點向后布置，但最好不安排在駕駛室兩側(cè)或駕駛室之后，以免動臂舉升時恰在駕駛員的兩側(cè)，影響駕駛?cè)藛T的安全性。動臂落在最低位置時鏟斗位于前輪之前，不能與前輪干涉。動臂的最大舉升與最低位置的夾角一般為90左右，一般動臂與水平位置的夾角為 45。此角度太大，特使最大卸載高度時的卸載距離急劇下降，同時動臂油缸與動臂鉸點間的距離(力臂)也大大減小

30、，使受力情況不利。.3 轉(zhuǎn)向系的布置轉(zhuǎn)向系的布置輪胎式裝載機的轉(zhuǎn)向系：有偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向和鉸接式轉(zhuǎn)向兩類，一偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向又分為偏轉(zhuǎn)前輪、偏轉(zhuǎn)后輪、偏轉(zhuǎn)前后輪三種。(一)偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向 前輪轉(zhuǎn)向半徑大于后輪轉(zhuǎn)向半徑，這樣當前輪能從障礙物的內(nèi)側(cè)通過時，后輪也畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 9 頁 共 49 頁 一定能從障礙物內(nèi)側(cè)通過，駕駛員可以利用前輪估計后輪避開障礙物，有利于安全行駛。在整體車架的車輛上，多采用偏轉(zhuǎn)前輪的轉(zhuǎn)向系。但是對裝載機來說，由于工作機構(gòu)布置在前端，轉(zhuǎn)向機構(gòu)的布置，受到前部空間的限制；又因為裝載機的前輪負荷大、轉(zhuǎn)向阻力大。所以，

31、轉(zhuǎn)向機構(gòu)不宜布置在前輪上。只有沿用其它車輛的前輪轉(zhuǎn)向的底盤時，才采用偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向。(二)偏轉(zhuǎn)后輪轉(zhuǎn)向后輪的轉(zhuǎn)向半徑大于前輪的轉(zhuǎn)向半徑，當前輪從障礙物的內(nèi)側(cè)通過后，后輪不一定就能從障礙物的內(nèi)側(cè)通過，這就不利于安全行駛。在一般車輪上，不采用偏轉(zhuǎn)后輪的轉(zhuǎn)向，但是在整體車架的裝載機上，多采用偏轉(zhuǎn)后輪的轉(zhuǎn)向。這是因為裝載機的前輪負荷大，并且前端空間位置又難以布置轉(zhuǎn)向，所以，多采用偏轉(zhuǎn)后輪轉(zhuǎn)向。采用偏轉(zhuǎn)后輪轉(zhuǎn)向時，要求駕駛員要有熟練的操作技術(shù)。(三)偏轉(zhuǎn)前后輪轉(zhuǎn)向 一般采用前、后輪偏轉(zhuǎn)角度相等的結(jié)構(gòu)。全輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)彎半徑小，機動性好；前、后車輪的轉(zhuǎn)向半徑相同，后輪行駛在前輪的輪轍上，減小了后輪的行駛阻力。但

32、是，由于驅(qū)動輪又是轉(zhuǎn)向輪，造成結(jié)構(gòu)復雜。二鉸接式車架采用鉸接轉(zhuǎn)向鉸接轉(zhuǎn)向的鉸銷位置有以下三種情況:1)鉸銷位于前后軸線的中間，轉(zhuǎn)彎時，前后輪軌跡重合。2)鉸銷位置在前后軸中間偏前，前輪轉(zhuǎn)彎半徑大于后輪轉(zhuǎn)彎半徑。3)鉸銷位置在前后軸中間偏后，前輪轉(zhuǎn)彎半徑小于后輪轉(zhuǎn)彎半徑。一般多采用第一種布置方案，故前輪與后輪軌跡相同，可以減小在劣路上的行駛阻力，并且前輪能通過的狹小地段，后輪也能順利通過。整體式車架采用偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向，裝載機重載時前橋負荷比后橋大，所以多采用后輪轉(zhuǎn)向。第二種方案比第一種結(jié)構(gòu)復雜，尤其是要保證前轉(zhuǎn)向輪與動臂不發(fā)生干涉，因而也給總體布置方而帶來一定困難。在布置轉(zhuǎn)向車輪時應保證它的周圍有

33、一定的空間，在任何轉(zhuǎn)向角時車輪都不與周圍的零部件相碰，尤其是在最大轉(zhuǎn)向角時不能與車架相碰。轉(zhuǎn)向梯形可布置在橋的前部或后部。本次畢業(yè)設(shè)計主要是采用鉸接式轉(zhuǎn)向;并且銷軸位于前后軸線的中間，轉(zhuǎn)彎時，前后軌跡重合畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 10 頁 共 49 頁 .4 駕駛室的布置駕駛室的布置為使駕駛員在作業(yè)時前方有良好視野，整體式車架駕駛室是布置在車架的前部。駕駛室布置在前車架后端。這種布置形式前方視野艙便于駕駛員鏟挖作業(yè)，但后方視野較差。轉(zhuǎn)向時駕駛員隨前車架一起轉(zhuǎn)動，鏟斗始終在駕駛員的正前方，便于對準料堆和卸載卡車。由于駕駛室在全車的較前部

34、，因此在鏟挖時駕駛員受到的沖擊較大，容易疲勞。另外因駕駛室在前車架上，而發(fā)動機、變速箱等均在后車架上，所以操縱機構(gòu)一般只能采用電、氣壓或液壓操縱。目前國外有少數(shù)裝載機駕駛室是這樣布置的。本次畢業(yè)設(shè)計的駕駛室布置在車架的后車架上的向前懸臂處，這樣駕駛員視野較好，并與鏟斗的相對視角保持不變，鏟斗的對準性容易控制；另外駕駛員受到工作機構(gòu)傳來的沖擊較小，不易疲勞。2.42.4 裝載機的總體構(gòu)造和分類裝載機的總體構(gòu)造和分類.1 裝載機的總體構(gòu)造裝載機的總體構(gòu)造晉工 ZL40 輪式裝載機整車外觀結(jié)構(gòu)圖如下所示（本次畢業(yè)設(shè)計相關(guān)設(shè)計過程均是參照晉工 ZL40 輪式裝載機的相關(guān)資料進行的）：畢

35、業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 11 頁 共 49 頁 圖2.1 裝載機總裝結(jié)構(gòu)圖裝載機一般有發(fā)動機，車架，動力傳動系統(tǒng)，行走系統(tǒng)，工作裝置，液壓系統(tǒng)和操作系統(tǒng)等組成，發(fā)動機的液力變矩器把動力傳給變速箱，然后經(jīng)前傳動軸和后傳動軸分別傳給前后驅(qū)動橋，以驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，工作裝置是由動臂，鏟斗，連桿機構(gòu)，動臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸等組成，動臂一端鉸鏈在機架上，另一端和鏟斗鉸鏈連接。動臂的升降由動臂油缸帶動，鏟斗翻轉(zhuǎn)則由轉(zhuǎn)斗油缸通過連桿機構(gòu)來實現(xiàn)，車架由前后兩部分組成，中間用前后車架鉸鏈聯(lián)接，依靠轉(zhuǎn)向油缸可使前后車架繞鉸銷相對地轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。.2 裝載機的

36、分類裝載機的分類 （1）按行走裝置分：有輪胎式和履帶式兩種。輪胎式裝載機是以輪胎式專用底盤為基礎(chǔ)車，配置工作裝置及操作系統(tǒng)組成。其重量輕，速度快，機動靈活性及效率高，因而它的品種與產(chǎn)量都發(fā)展快。履帶式裝載機是以專用底盤或工業(yè)履帶式拖拉機為基礎(chǔ)，裝上工作裝置及操作系統(tǒng)完成。其接地比壓小，通用性好；重心低，穩(wěn)定性好；重量大，附著性能好。因此，在輪式裝載機不適宜的場合更顯優(yōu)越性。本次畢業(yè)設(shè)計采用輪胎式的。 （2）卸料方式分：有前卸式，回轉(zhuǎn)式，后卸式前卸式裝載機的工作裝置不回轉(zhuǎn)，裝料與卸料都是整機走動進行，作業(yè)過程中調(diào)車費時，但因結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，視野良好，因此應用最廣泛。 回轉(zhuǎn)式裝載機的動臂安裝在

37、轉(zhuǎn)臺上，鏟斗在前端裝料后，回轉(zhuǎn)至側(cè)面卸掉，裝載時不需要調(diào)車，作業(yè)效率高，適宜于廠區(qū)工作。但結(jié)構(gòu)復雜，回轉(zhuǎn)卸載時偏心載荷較大，整機側(cè)向穩(wěn)定性不好。后卸載裝載機是在前端裝料，卸載時鏟斗越過駕駛室向后端卸料，作業(yè)時不需要調(diào)車，可直接向后停在起后面的運輸車輛卸載，作業(yè)效率高。但卸載時鏟斗越過駕駛室不安全，只用于礦井下狹窄的場地。本次畢業(yè)設(shè)計采用的是前卸式的卸料方式。 （3）聯(lián)接方式分為：整體式、鉸接式 整體式裝載機的車架是一個整體，利用偏轉(zhuǎn)后輪同時偏轉(zhuǎn)進行轉(zhuǎn)向。鉸接式裝載機的車架有前后兩部分組成，中間用垂直鉸銷聯(lián)接，它通過連接前后車架的油缸推動前后車架繞垂直鉸鏈相對轉(zhuǎn)動折腰轉(zhuǎn)向。由于前后車架折腰度大（

38、大約 3540 度） ，所以轉(zhuǎn)彎半徑小，可在半徑比較小的場地作業(yè)。本次畢業(yè)設(shè)計采用的是鉸接式車架。畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 12 頁 共 49 頁 （4）鏟斗的額定量分：小型10t。t 0 . 26 . 0.3 裝載機的作業(yè)方式裝載機的作業(yè)方式 裝載機是循環(huán)作業(yè)式的工程機械。它的一個作業(yè)循環(huán)由駛進料堆、鏟取、后退、轉(zhuǎn)向、駛進卸料目標和卸料等動作構(gòu)成。其中，對物料的鏟取方法和作業(yè)時運輸車輛的配置方案，將影響生產(chǎn)率的高低。 1鏟取方法：裝載機對物料的鏟取方法有一次鏟取法和復合鏟取法兩種。 （1）復合鏟取法：裝載機前進插入料堆的同時，鏟斗與

39、提臂相配合鏟取物料的方法。這樣鏟取切削阻力小，容易裝滿鏟斗，適合鏟裝切削阻力較大的物料。 （2）一次鏟取法：鏟斗一次插入料堆，一次收斗而裝滿鏟斗的鏟取方法。作業(yè)時裝載機從正前方駛進料堆，邊進邊放下鏟斗，在料堆前 1m 處使鏟斗落到地面，處于浮動位置，斗刃能觸及料堆時，加大油門緩緩插入料堆，然后鏟斗上翻，提升動臂到運輸位置再倒退駛出。該法是最簡單常用方法，比較適用于阻力比較小的松散料堆。本次畢業(yè)設(shè)計采用的是一次鏟取法。 2.作業(yè)配置方案：裝載機與運輸車輛的作業(yè)配置方案，主要取決于現(xiàn)場的條件、運輸車與裝載機的數(shù)量和類型。廣泛使用的有“I 形” 、 “V 形” 、 “L 形”作業(yè)方法。 （1） “I

40、”形作業(yè)法：運輸車平行于工作面并往復地前進和后退，所以也稱之為穿梭作業(yè)法。 這種作業(yè)方式可減少裝載機改變方向的次數(shù)，如果裝載機與運輸車配合的好，會有較好的生產(chǎn)率。 （2） “V”形作業(yè)法：運輸車與工作面成 60 度的角度，裝載機裝滿鏟斗后，在倒車駛離工作面的過程中，并調(diào)轉(zhuǎn)駛向料堆，進入下一次的作業(yè)循環(huán)。這種作業(yè)方式可以得到較短的工作循環(huán)時間，故應用十分廣泛。（3） “L”形作業(yè)法：運輸車垂直于工作面，裝載機鏟裝物料后，倒退并翻轉(zhuǎn) 90 度，然后向前駛向料堆進行下次鏟裝。這種作業(yè)方式在運距較短時，一個司機可輪換在兩輛運輸車上工作，以減少人力。這種作業(yè)方式適用寬廣的作業(yè)場合。本次畢業(yè)設(shè)計采用的是I

41、”形作業(yè)法畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 13 頁 共 49 頁 第 3 章 裝載機工作裝置設(shè)計3.13.1 工作裝置結(jié)構(gòu)分析工作裝置結(jié)構(gòu)分析裝載機采掘和卸載貨物的作業(yè)是通過工作裝置的運動實現(xiàn)的。裝載機的工作裝置由鏟斗，動臂，搖臂，連桿及液壓系統(tǒng)等組成。鏟斗用以鏟裝物料；動臂和動臂油缸的作用是提升鏟斗并使之與車架連接；轉(zhuǎn)斗油缸通過搖臂，連桿使鏟斗轉(zhuǎn)動。動臂的升降和鏟斗的轉(zhuǎn)動采用液壓操作。由動臂、動臂油缸、鏟斗、轉(zhuǎn)斗油缸、搖臂、連桿及車架相互鉸鏈而成的機構(gòu)，在裝載機工作時需要保證：當動臂處于某種作業(yè)位置不動時，在轉(zhuǎn)斗油缸的的作用下，通過連桿機構(gòu)使鏟斗繞其鉸接

42、點轉(zhuǎn)動；當轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖時，動臂在動臂油缸的作用下提升或下降鏟斗過程中，連桿機構(gòu)應該能使鏟斗在提升過程中保持平動或與地面的夾角變化控制在很小的范圍，以免裝滿料的鏟斗由于鏟斗傾斜而使物料灑落；而在動臂下降時，又自動將鏟斗放平，以減輕駕駛員的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。 結(jié)構(gòu)形式的選擇：裝載機的工作裝置的結(jié)構(gòu)形式分為有鏟斗托架和無鏟斗托架兩種。無鏟斗托架的工作裝置，結(jié)構(gòu)比較簡單。同時，由于轉(zhuǎn)斗油缸及鏟斗都是直接鉸接在托架上，所以鏟斗的轉(zhuǎn)動角較大。但是，動臂前端的較重的托架減少了鏟斗的載重量。根據(jù)搖臂、連桿數(shù)目及鉸接位置的不同，可組成不同形式的連桿機構(gòu)，鏟斗的鏟起力 P 隨鏟斗轉(zhuǎn)角 a 的變化關(guān)系，傾斜時

43、的角速度大小以及工作裝置的運動特性也不同。因此，裝載機工作裝置的結(jié)構(gòu)形式的選擇，既要考慮結(jié)構(gòu)簡單，也要考慮作業(yè)性質(zhì)和挖掘方式來確定。 有鏟斗托架的工作裝置其動臂和連桿的后端與車架的支座鉸鏈，動臂和連桿的前端與鏟斗托架鉸鏈，托架上部鉸接轉(zhuǎn)斗油缸，其活塞桿及托架下部與鏟斗鉸接。當托架、動臂、連桿及車架支座構(gòu)成的是平行四連桿機構(gòu)，則在動臂提升、轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖時，鏟斗始終保持平動，斗內(nèi)物料不會灑落。本次畢業(yè)設(shè)計采用有鏟斗托架的。畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 14 頁 共 49 頁 3.23.2 鏟斗設(shè)計鏟斗設(shè)計.1 鏟斗形式結(jié)構(gòu)的選擇鏟斗形式結(jié)構(gòu)的

44、選擇鏟斗是直接用來切削、收集、運輸和卸出物料，裝載機工作時的插入能力及鏟掘能力是通過鏟斗直接發(fā)揮出來的，鏟斗的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸直接影響裝載機的作業(yè)效率和工作可靠性，所以減少切削阻力和提高作業(yè)效率是鏟斗設(shè)計的主要要求。鏟斗是在惡劣的環(huán)境下工作，承受很大的沖擊載荷和劇烈的磨損，所以要求鏟斗具有足夠的強度和剛度，同時要耐磨。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裝載容重1.41.6 噸/米 的物料（如砂、碎石、松散泥土等） ，增加斗容的鏟斗，斗容一般為3正常斗容的 1.41.6 倍，用來采掘容重 1.0 噸/米 左右的物料（如煤、渣等） ；減少3斗容的鏟斗，斗容為正常的 0.60.8

45、，用來裝載斗容重大于 2 噸/米 的物料（如鐵礦3石、巖石等） 。用于土方工程機械的裝載機，因作業(yè)對象較廣，因此多采用正常斗容的通用鏟斗，一般適應鏟裝不同物料的需要。斗齒的形狀對切削阻力的影響：對稱齒型的切削阻力比不對稱的大；長而狹窄的齒比寬而短的切削阻力小?；【€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宜于鏟裝巖石。對主要用于土方工程的裝載機，在設(shè)計鏟斗時要考慮斗體內(nèi)的流動性，減少物料在斗體的移動或滾動阻力，同時要有利于在鏟裝粘性物料時有良好的倒空性。鏟斗切削刃的形狀根據(jù)鏟掘物料的種類不同而不同，一般分為直線型或非直線型兩種。直線型切削刃簡單并利于地面

46、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，裝載機用的較多是 V 型斗刃。這種切削刃由于中間突出，在插入料堆時，插入力可以集中作用在斗刃中間部分，易于插入料堆；同時減少“偏載切入”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。裝有斗齒的鏟斗，在裝載機作業(yè)時，插入力有斗齒分擔，形成較大的比壓，利于插入密實的料堆疏松物料，便于鏟斗的插入，斗齒磨損后容易更換。因此，對主要用于鏟裝巖石或密實物料的裝載機，其鏟斗均裝有斗齒。用于插入阻力較小的松散物料或粘性物料，其鏟斗可以不裝斗齒。本次畢業(yè)設(shè)計斗體形狀是淺底的；鏟斗切削刃是曲線型；斗體結(jié)構(gòu)是分體式的；齒形是對稱的畢業(yè)設(shè)計說明書論文(

47、全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 15 頁 共 49 頁 )()1801 (5 . 02sin)cos(5 . 00020100mctgBVRRKZgK圖 3.1 鏟斗受力與插入料堆深度 鏟斗底板的弧度(圓弧半徑，見圖)越大，鏟掘時泥土的流動性越好，但對于流動性差的巖石等，則應將底邊加長而弧度減小，使鏟斗容積加大，比較容易鏟取。但是當?shù)走呥^長，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，如圖所示。相反，如底邊短，不但鏟斗的鏟起力大，而且卸載時，斗刃口的降落高度小，也易于將物料卸凈。因此，鏟斗轉(zhuǎn)鉸銷的位置以近于刃口處為好。.2 鏟

48、斗容積鏟斗容積一） 鏟斗基本參數(shù)的確定鏟斗寬度應大于裝載機輪胎寬度，每側(cè)為mm，以便保護輪胎側(cè)壁，減少行10050使阻力。在確定鏟斗各部分尺寸時，一般把鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑 R 作為基本參數(shù)。這是因為它直接影響鏟斗前壁的長度，前壁長度的鏟斗要求插入深度大，插入力大，卸載時所占的高度空間大，而且直接影響鏟斗鏟取力和斗容的大小。式中：=2.0，由設(shè)計任務書給定(米 )KV3m3 B。鏟斗內(nèi)側(cè)寬度(米),B。=1.93m； 鏟斗斗底長度系數(shù)，通常1.4-1.5;（取1.5）ggg畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 16 頁 共 49 頁 圖 3.2 鏟斗基本參數(shù)圖 后斗壁

49、長度系數(shù)，通常1.1-1.2；（取1.2)ZZZ 擋板高度系數(shù)，通常0.12-0.14；（取0.13）KKK 斗底和后斗壁直線間的圓弧半徑系數(shù)，通常0.35-0.40；（取RR0.40）R 擋板與后斗壁問的夾角，通常5 -10 ；（取=10） 1r1r1r 斗底和后斗壁間的夾角，通常r。48 -52 ,(有推薦55 -65);(取r。500r)計算得： mmR13130斗底長度 Lg 是指由鏟斗切削刃到斗底與后斗壁交點的距離： =1970mm005 . 1 RRLgg后斗壁長度是指后斗壁上緣到與底相交點的距離：ZL =1576mm002 . 1RRLzZ擋板高度：KL =170mm0013.

50、0RRLKK鏟斗圓弧半徑：1R =525mm00140. 0RRRR鏟斗與動臂鉸銷距斗底的高度： =158mm012. 0Rhw鏟斗側(cè)壁切削刃相對于斗底的傾角(使用 55 度)。在選擇時，擋板的夾60500a1角為 90 。二）. 斗容的計算畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 17 頁 共 49 頁 鏟斗的斗容量可以根據(jù)鏟斗的幾何尺寸確定。1幾何斗容(平裝斗容) KV鏟斗平裝的幾何斗容可按下式確定：對于沒有裝有擋板的鏟斗： =0.730ABVs93. 138. 03m3m對于裝有擋板的鏟斗： （米 ）bhABVs20323式中：鏟斗橫斷面面積，如圖中所示陰影面

51、積（米）算得為 0.38mA2 鏟斗內(nèi)壁寬(米)，1.93m0B 擋板高度(米)；1.43mh 斗刃刃口與擋板 h 之間的距離(米)。0.9mb =0.709 . 043. 13293. 138. 032220bhABVK3m3m本次畢業(yè)設(shè)計的鏟斗裝有擋板2額定斗容(堆裝斗容) HV 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，此時額定斗容可HV按下式確定。對于裝有擋板的鏟斗： )(68202chbBbVVsH3m )35. 0143. 0(692. 0893. 192. 070. 0223m 0.843m式中：C物料堆積高度(米)，C=0.35m 物料堆積高度 C 可由作圖法確定

52、：根據(jù)料堆坡度角可得料堆尖端點 M，再由 M 點作直線 MN 與 CD 垂直，將 MN 垂線向下延長，與斗刃刃口和擋板最下端之間的連線相交，此交點與料堆尖端之間的距離，即為物料堆積高度 C,如下圖所示。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 18 頁 共 49 頁 圖 3.3 作圖法求料堆高度3.33.3 工作機構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)設(shè)計工作機構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)設(shè)計轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu)這種機構(gòu)有兩大優(yōu)點： （1）轉(zhuǎn)斗油缸大腔進油時轉(zhuǎn)斗，并且連桿系統(tǒng)的倍力系數(shù)能設(shè)計成較大值。所以可以獲得相當大的鏟取力； （2）恰當?shù)剡x擇各構(gòu)件尺寸，不僅能得到良好的鏟斗平動性

53、能，而且可以實現(xiàn)鏟斗自動放平。這是其它 6 種工作機構(gòu)所望塵莫及的。 此外，結(jié)構(gòu)十分緊湊、前懸小，司機視野好也是此種機構(gòu)的突出優(yōu)點。缺點是搖臂和連桿布置在鏟斗與前橋之間的狹窄部位，容易發(fā)生構(gòu)件相互干擾，設(shè)計時需特別精心。.1 工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)裝載機的用途、作業(yè)條件及技術(shù)經(jīng)濟指標等擬訂的設(shè)計任務書的要求，選定了工作裝置結(jié)構(gòu)形式以后，可開始進行工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。工作機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)如圖所示。鏟斗1、動臂2、連桿3、搖臂4、轉(zhuǎn)斗油缸5、動臂(舉升)油缸6等組成，整個工作機構(gòu)鉸接在車架7上。畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 19

54、 頁 共 49 頁 圖 3.4 裝載機工作裝置圖.2 裝載工作對工作機構(gòu)設(shè)計的要求裝載工作對工作機構(gòu)設(shè)計的要求（一）輪胎式裝載機工作過程輪胎式裝載機是一種裝運卸作業(yè)聯(lián)合一體的自行式機械，它的工作過程由 5 種工作狀態(tài)或工況組成：1）工況 I插入狀態(tài)動臂下放，鏟斗放置地面，斗尖觸地，鏟斗前壁對地面呈3 5前傾角；開動裝載機鏟斗借助機器的牽引力插入料堆。2) 工況 II鏟裝狀態(tài)工況 I 以后，轉(zhuǎn)動鏟斗，鏟取物料，待鏟斗口翻轉(zhuǎn)至近似水平為止。3)工況 III重載運輸狀態(tài)舉升動臂，待工況 II 中鏟斗升高到適合位置(以斗底離地的高度不小于最小允許距離為準)，然后驅(qū)動裝載機，載重駛向卸載

55、點。4)工況 IV一卸載狀態(tài)畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 20 頁 共 49 頁 在卸載點，舉升動臂使鏟斗至卸載位置；翻轉(zhuǎn)鏟斗，向運輸車輛或固定料倉卸載；卸畢，下放動臂，使鏟斗恢復到運輸狀態(tài)。5)工況 V空載運輸狀態(tài)卸載結(jié)束后，裝載機由卸載點空載返回裝載點。在露天礦或工地，通常輪式裝載機是向載重汽車卸裁，出于裝載點和卸載點距離很近，卸載位置較高，所以一般稱作“定點高位卸載” 。地下礦山使用的輪胎式裝載機習慣上稱“井下鏟運機” 。目前，鏟運機多數(shù)向溜井或礦倉卸載，運輸距離較長，卸載位置較低，所以一般被稱為“動點低位卸載” 工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括：1）確定動

56、臂的長度、形狀及車架的鉸接位置。 2）確定動臂油缸的鉸接位置及動臂油缸的行程。 3）連桿機構(gòu)（動臂、鏟斗、轉(zhuǎn)斗油缸、搖臂和連桿構(gòu)成）4）工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計應滿足以下要求： （1）保證滿足設(shè)計任務書中所規(guī)定的使用性能及技術(shù)經(jīng)濟指標的要求，如最大卸載高度、最大卸載距離，在任何位置都能卸凈物料并考慮可換工作裝置。 （2）保證作業(yè)過程中任何構(gòu)件不與其它構(gòu)件干涉。 工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個比較復雜的問題，因為組成工作裝置的各個構(gòu)件尺寸及位置的相互影響，可變性很大。對于選定的結(jié)構(gòu)形式，在滿足上述條件下可以有各種各樣的構(gòu)件尺寸及鉸接點位置。通過多種方案的比較，選出最佳構(gòu)件的尺寸及鉸接點位置，使所設(shè)計的工作裝

57、置不僅滿足使用要求，而且具有較高的技術(shù)經(jīng)濟指標。目前，在實際設(shè)計工作中，參考同類樣機結(jié)構(gòu)，采用比較法設(shè)計。下面一節(jié)以連桿式的工作裝置為例來進行分析。.3 機構(gòu)分析機構(gòu)分析 反轉(zhuǎn)六桿工作機構(gòu)由轉(zhuǎn)斗機構(gòu)和動臂舉升機構(gòu)組成，轉(zhuǎn)斗機構(gòu)由轉(zhuǎn)斗油缸 CD、搖臂 CBE、連桿 FE、鏟斗 GF、動臂 GBA、機架 AD 六個構(gòu)件組成。實際上，它是有兩個反轉(zhuǎn)四桿機構(gòu) GFEB 和 BCDA 串聯(lián)組成。當舉升動臂時，若假定動臂為固定桿，則可以把機架 AD 視為輸入桿，把鏟斗 GF 看成輸出桿，由于 AD 和 GF 轉(zhuǎn)向相反，所以此機構(gòu)稱為反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu)。舉升機構(gòu)主要由舉臂油缸 HM 和動臂 GBA

58、 構(gòu)成。若把油缸分解成兩個活動桿件和一個移動副，則反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu)工作機構(gòu)的活動構(gòu)件數(shù) n=8，運動低副數(shù)=11，應用計算機自由度公式 F=3n-2,可得其自由度為 2。LPLP畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 36396305 第 21 頁 共 49 頁 因為兩個油缸均為運動件,所以整個機構(gòu)有確定的運動。若將整個反轉(zhuǎn)機構(gòu)放置在直角坐標系中，只要確定出九個鉸鏈點G、F、E、B、C、D、A、H 和 M 的位置就可求得工作機構(gòu)連桿系統(tǒng)中個構(gòu)件的尺寸參數(shù)值。當舉升油缸閉鎖時，啟動轉(zhuǎn)斗油缸，鏟斗將繞 G 點做定軸轉(zhuǎn)動；當轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖時，舉升油缸動作時，鏟斗將做復合運動，即一邊隨動臂對 A 點

59、做牽連運動，同時又相對動臂繞 G 點作相對運動。這在做機構(gòu)分析時必須注意。一）尺寸參數(shù)的圖解圖解法是在初步確定了最大卸載高度，最小卸載距離，卸載角等參數(shù)后進行的。（一） 動臂與鏟斗，搖臂，機架的三個鉸鏈點 G、B、A 的確定 1定坐標系先在坐標紙上選取直角坐標系 XOY，并選定長度比例 2畫鏟斗圖把已畫好的鏟斗橫截面外廓圖按比例畫在坐標里，斗尖對準 O 點，斗前壁與 X 軸成度的前傾角。此時鏟斗插入料堆的位置工況 I。53 3確定動臂與鏟斗的鉸鏈點 G由于 G 點的 X 坐標值越小轉(zhuǎn)斗鏟取力就越大，G 點的 Y 坐標值一般取mm200120畢業(yè)設(shè)計說明書論文(全套 CAD 圖紙) QQ 363

60、96305 第 22 頁 共 49 頁 圖 3.5 反轉(zhuǎn)六桿工作機構(gòu)簡圖4.定動臂與機架的鉸接點 A以 G 為圓心，使鏟斗順時針轉(zhuǎn)動，至鏟斗斗口與 x 軸平行為止。即工況 II，把已選定的輪胎外廓畫在坐標紙上。作圖時，應使輪胎前緣與工況 II 時鏟斗厚壁的間隙盡量小些，目的使機構(gòu)緊湊、前懸小，但一般不小于 50mm;輪胎中心 Z 的 Y 坐標值應等于輪胎的工作半徑，其值為 )1 ()(2 4 .25wwwkZbbHdRY )15. 01 (1612244 .25 6 .254 .25 (mm)650 Z 點的 y 坐標值,mm;zy 輪輞直徑，mm;wd 輪胎寬度，mm;wb /-輪胎斷面高度