zl50裝載機(jī)反轉(zhuǎn)六連桿工作裝置鏟斗設(shè)計(jì)-wenkub
2022-08-30 22:57:10 本頁面
【正文】 用耐磨鋼并經(jīng)熱處理，最好易于更換。2. 鏟斗的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 鏟斗是直接用來切削、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(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。 鏟斗斗型的結(jié)構(gòu)分析 切削刃的形狀 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)。但鏟斗的裝滿系數(shù)和平地形要小于直線型斗刃的鏟斗。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。 斗體形狀 鏟斗的形狀對(duì)鏟裝阻力及粘性物料的卸凈性有很大的影響。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。由于鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R不僅影響鏟起力和插入阻力的大小，而且與裝載機(jī)的卸載高度和卸載距離等整機(jī)的總體參數(shù)有關(guān)。 （2—2） mm式中 a1鏟斗側(cè)壁切削刃的厚度 取b—輪距bw輪胎寬度根據(jù)相關(guān)資料有 （2—3）所以有： （2—4）斗底長度Lg是指由鏟斗切削刃到斗底與后斗壁交點(diǎn)的距離： （2—5）后斗壁長度是指出后斗壁上緣到與斗底相交點(diǎn)的距離： （2—6）擋板高度： （2—7）鏟斗圓弧半徑： （2—8）鏟斗與動(dòng)臂鉸銷距斗底的高度: (29)鏟斗側(cè)壁切削刃相對(duì)于斗底的傾角。(平裝斗容)鏟斗平裝的幾何斗容可按下式確定(圖2—5)。 （2—13）鏟斗斗容的誤差率： （2—14）所以鏟斗的設(shè)計(jì)合格。 3)連桿機(jī)構(gòu)(由動(dòng)臂、鏟斗、轉(zhuǎn)斗油缸、搖臂——連桿或托架等組成)的設(shè)計(jì)。當(dāng)舉升油缸閉鎖時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)斗油缸，鏟斗將繞B點(diǎn)作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖，舉升油缸動(dòng)作時(shí)，鏟斗將作復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即一邊隨動(dòng)臂對(duì)A點(diǎn)作牽連運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又相對(duì)動(dòng)臂繞B點(diǎn)作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)學(xué)方面，必須滿足鏟斗舉升平動(dòng)、自動(dòng)放平、最大卸載高度、最小卸載距離和各個(gè)位置的卸載角等要求；在動(dòng)力學(xué)方面，主要是在滿足挖掘力、舉升力和生產(chǎn)率的要求前提下，使轉(zhuǎn)斗油缸和舉升油缸的所需輸出力及功率盡量減小。 畫鏟斗圖 把已設(shè)計(jì)好的鏟斗橫截面外輪廓按比例畫在坐標(biāo)里，斗尖對(duì)準(zhǔn)坐標(biāo)原點(diǎn)O，斗前臂與x軸呈前傾角。(1) 以B點(diǎn)為圓心，使鏟斗順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)48o，即工況Ⅱ。 （3—2） 圓整后取Rd=715mm。A點(diǎn)位置盡可能低一點(diǎn)，以提高整機(jī)工作的穩(wěn)定性，減小機(jī)器高度，改善司機(jī)視野。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)斗油缸的長度等都有很大影響。 確定C 、D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況時(shí)的轉(zhuǎn)角，又要注意動(dòng)力學(xué)要求，如鏟斗在鏟裝物料時(shí)應(yīng)能輸出較大的鏟取力，同時(shí)，還要防止前述各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)被破壞的現(xiàn)象。搖臂是形狀以及長短臂的比例關(guān)系及鉸點(diǎn)E的位置的確定，主要考慮連桿的受力情況及它們?cè)诳臻g布置的方便和可能性，同時(shí)轉(zhuǎn)斗油缸的行程及連桿的長度也不要過大。設(shè)計(jì)時(shí)初步取m=(~)lD，le=(~)lD，EF=（~）lD，DE=（~）lD。根據(jù)搖臂的結(jié)構(gòu)尺寸和鏟斗在任意位置能卸凈物料這一條件，作出鏟斗在不同卸載位置時(shí)所對(duì)應(yīng)的搖臂與轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿鉸接點(diǎn)位置，連接各點(diǎn)得一曲線，過點(diǎn)作此曲線的內(nèi)包圓弧，則圓弧的圓心G即為與車架的交接點(diǎn)，圓弧的半徑G既為轉(zhuǎn)斗油缸的最小安裝尺寸。 動(dòng)臂舉升油缸的布置應(yīng)本著舉臂時(shí)工作力矩大、油缸穩(wěn)定性好、構(gòu)件互不干擾、整機(jī)穩(wěn)定性好等原則來確定?？紤]到聯(lián)合鏟裝(邊抓入邊舉臂)工況的需要，在滿足M點(diǎn)最小離地高度要求的前提下，令工況Ⅰ時(shí)HM近似于水平，一般取HM與水平線成10o~15o夾角。但是，采用底部鉸接式油缸時(shí)，要使M點(diǎn)前移是比較困難的，它受前橋限制，支座布置也較麻煩，如圖3—7a所示，為克服M點(diǎn)前移的困難，可采取M點(diǎn)上移(即加大)和H點(diǎn)向B點(diǎn)方向前移的辦法，使舉升動(dòng)臂油缸幾乎呈水平狀態(tài)，計(jì)算證明，這樣布置也能得到較好的舉升特性。 確定動(dòng)臂油缸的鉸接位置及動(dòng)臂油缸的行程確定動(dòng)臂油缸與動(dòng)臂及車架的鉸接點(diǎn)H、M的位置(圖3—5)，通常參考同類樣機(jī)，同時(shí)考慮動(dòng)臂油缸的提升力臂與行程的大小選定。但不論那種連接方式，都要使動(dòng)臂油缸的下端到地面的距離HM滿足裝載機(jī)離地間隙的要求。 最大卸載高度和最小卸載距離 鏟斗高位卸載時(shí)的卸載高度和卸載距離必須分別不小于設(shè)計(jì)任務(wù)給定的最大卸載高度和最小卸載距離，否則將影響卸載效率，甚至不能進(jìn)行高位卸載。2)選取工作裝置受力最大的典型工況，確定外載荷。 外載荷的確定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勻受載，但可簡化為兩種極端情況：①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代替其均布載荷，稱為對(duì)稱受載情況；②由于鏟斗偏鏟、料堆密實(shí)程度不均，使載荷偏于鏟斗一例。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)作用在鏟斗的切削刃上。 W——整車重量。6．受水平偏載與垂直偏載同時(shí)作用的工況(圖4—2f)水平力與垂直力的大小與工況(c)相同。(圖4—3b)中 (4—7) 2）計(jì)算鏟斗重量GD。下面以工況(c)為例進(jìn)行受力分析，其他工況與此類同。 工作裝置鏟斗的強(qiáng)度校核根據(jù)計(jì)算工況及其受力分析，即可按強(qiáng)度理論對(duì)工作裝置鏟斗的需校核部位進(jìn)行強(qiáng)度校核。工作裝置各鉸銷的強(qiáng)度計(jì)算都采用下面的計(jì)算公式：銷軸的彎曲應(yīng)力： （4—37）——銷軸的彎曲應(yīng)力； ——計(jì)算載荷，為鉸點(diǎn)所受載荷之半；——銷軸彎曲強(qiáng)度計(jì)算的計(jì)算長度， ，式中La、d的意義如圖4—6所示； （4—38） W——銷軸的抗彎斷面系數(shù)， 。裝載機(jī)工作裝置的尺寸的設(shè)計(jì)方法用到了圖解法。由于只設(shè)計(jì)了機(jī)械的一小部分，所以有很多數(shù)據(jù)都來自網(wǎng)上資源的搜索，通過這次設(shè)計(jì)，對(duì)網(wǎng)上資源的尋找所需資料的能力有了巨大的提高。[2]吳慶明主編，工程機(jī)械設(shè)計(jì)【M】，武漢大學(xué)出版社，2006。我想，這一次的設(shè)計(jì)將會(huì)為下一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功完成打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。通過圖解法的運(yùn)用，對(duì)裝載機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)過程有了深刻的認(rèn)識(shí)，這種方法也可以運(yùn)用到其他的工程機(jī)械工作裝置尺寸的設(shè)計(jì)當(dāng)中，例如挖掘機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)。鉸銷材料選用40Cr,其σS=800MPa,則 MPa現(xiàn)將各個(gè)鉸銷的參數(shù)列于下表：表4—1 鏟斗上鉸銷各參數(shù)及應(yīng)力計(jì)算值名稱銷軸各參數(shù)(單位：mm)計(jì)算載荷及各種應(yīng)力直徑aWB9525703010496KN413MPa209MPa174MPa80C8020623010248KN297MPa155MPa103MPa50
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