【正文】 意義。 關(guān)鍵字：裝載機(jī) 工作裝置 液 壓缸 仿真技術(shù) 三維建模 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 V 頁(yè) Abstract Loader is a kind of engineer machine that is widely applied in engineer project. Device structure and performance of work directly affects the work of construction machinery machine size and performance parameters, the reasonableness of the work machine direct impact on equipment efficiency, production capacity, power and motion characteristics, effects of different conditions of operation, duty cycle time, such as dimensions and engine order to guarantee the high speed development of the economic development, enhances the broad masses39。此外還可進(jìn)行推運(yùn)土壤、刮平地面和牽引其他機(jī)械等作業(yè)。經(jīng)過(guò)幾年的努力，在吸收當(dāng)時(shí)世界最先進(jìn)的輪式裝載機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)成功了功率為 162KW 的鏟接式輪式裝載機(jī)，定 型為 Z450（即后來(lái)的ZL50），并于 1971 年 12 月 18 日正式通過(guò)專家鑒定。該機(jī)在總體性能方面具有動(dòng)力性好，插入力有掘起力大、機(jī)動(dòng)靈活、操縱輕便、作業(yè)效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。到 70 年代末、 80 年代初我國(guó)裝載機(jī)制造企業(yè)已增加至 20多家，初步形成了我國(guó)裝載機(jī)行業(yè)。因此，目前我國(guó)已經(jīng)成了世界上裝載機(jī)產(chǎn)銷大國(guó)。 徐工： 徐工 LW820G 輪式裝載機(jī) 簡(jiǎn)介： 1. 上柴 C6121ZLG01b（卡特皮勒 3306 技術(shù)）發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力強(qiáng)勁 ； 2. 德國(guó) ZF變速箱，驅(qū)動(dòng)橋，傳動(dòng)可靠 ； 3. 電控?fù)Q檔，帶有 KD 換檔功能 ， 全液壓濕式制動(dòng)系統(tǒng) ； 4. 液壓先導(dǎo)操縱，力士樂(lè)先導(dǎo)閥，多路閥 。 ，提高了作業(yè)效西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 率 ； 3. 采用絲杠原理對(duì)鏟刃與路面之間的作用力進(jìn)行微量調(diào) 節(jié)；高度調(diào)整機(jī)構(gòu)還能防止過(guò)大的側(cè)向力使機(jī)器產(chǎn)生側(cè)滑，降低了能耗 ； 4. 可自動(dòng)跨越路面障礙物，越障 后，在除雪板自重和彈簧拉力作用下使除雪板恢復(fù)到作業(yè)位置繼續(xù)工作 ； 5. 防擺動(dòng)機(jī)構(gòu) ，確保了在平坦路面上進(jìn)行高效作業(yè)及在行駛 工況下減緩裝置振動(dòng)，提高了安全性，且不影響裝置實(shí)現(xiàn)水平回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ； 6. 可提供鏟斗、側(cè)卸斗、夾鉗等作業(yè)機(jī)具，滿足不同工況需求 ， 動(dòng)力可選用斯太爾、上柴、卡特或康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)等，電啟動(dòng)，電熄火，性能卓越可靠。這是小松公司獨(dú)資開(kāi)發(fā)的電磁控制開(kāi)關(guān)，操縱力大大減小，操縱桿也可根據(jù) 自己 的要求對(duì)長(zhǎng)短進(jìn)行調(diào)節(jié)，即使長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)操作也不 會(huì)感到疲勞，且安全 ； 5. 采用無(wú)觸點(diǎn)式變速控制手柄，在變速箱變速操作時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生電火花和燒結(jié)西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 帶來(lái)的故障，可靠性和耐久性都得到了提高。單手柄液 壓先導(dǎo)操作，全自動(dòng)變速操作， KD功能，快捷高效。C 可正常起動(dòng) ； 2. 全密封增壓駕駛室，可配氧氣瓶供氧時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 4 小時(shí)，防紫外線輻射玻璃和頂棚，駕駛室玻璃帶除霜裝置，內(nèi)置 ROPS 滾翻裝置 ； 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 3. 橡膠軟管和密封件可在 40176。 龍工： 龍工 LG835 輪式裝載機(jī) 簡(jiǎn)介： 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)采用道依茨 TD226B6，動(dòng)力強(qiáng)勁，節(jié)能環(huán)保 ； 2. 采用雙泵合流液壓系統(tǒng)、大幅度降低油耗、能耗 ； 3. 整機(jī)為長(zhǎng)軸距布置，行使性能優(yōu)越，穩(wěn)定性好 ； 4. 根據(jù)用戶或不同工況需要，可選擇側(cè)卸斗、夾木叉等多種工作裝置 ； 5. 工作裝置連桿機(jī)構(gòu)經(jīng)計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，卸載高度及卸載距離達(dá)到 ZL50 等級(jí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，在同行中屬佼佼者。與 工程機(jī)械 其他機(jī)種相比 ,輪式裝載機(jī)的橋、箱、泵、閥及缸等零部件產(chǎn)品配套相對(duì)成熟 ,已經(jīng)形成了比較完整的配套體系。其中柳工和廈工 2021 年銷量分別為 14903 臺(tái)和 14217 臺(tái) ,兩家 合計(jì)約占到國(guó)內(nèi) 市場(chǎng) 總 銷 售 量的 %；產(chǎn)量上萬(wàn)臺(tái)的企業(yè)還有龍工、臨工和徐工 3 家。國(guó)內(nèi)裝載機(jī) 市場(chǎng) 的營(yíng)業(yè)額近年來(lái)一直約占我國(guó)整個(gè) 工程機(jī)械 行 業(yè)總營(yíng)業(yè)額的半壁江山 ,其行業(yè)地位十分重要。 江蘇以徐工集團(tuán)為代表 ,形成了常林股份有限公司和南京南華山特機(jī)械有限公司等生產(chǎn)企業(yè)。第三種方式是大的裝載機(jī)生產(chǎn)企業(yè)以低成本為目標(biāo) ,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求較為集 中的地區(qū)組建新企 業(yè) ,以期擴(kuò)大其生產(chǎn)能力和市場(chǎng)占有率 ,如龍工在上海松江、柳工在江蘇鎮(zhèn)江、晉工在福建晉江等地相繼建立生產(chǎn)基地 ,通過(guò)擴(kuò)大產(chǎn)能占領(lǐng)當(dāng)?shù)厥? 場(chǎng)并輻射周邊市場(chǎng)。最 典型的是世界工程機(jī)械排頭兵美國(guó) 卡特彼勒 ,憑借其雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力 , 以收購(gòu)中國(guó)裝載機(jī)制造企業(yè)的方式入駐中國(guó)裝載機(jī)行業(yè) ,到2021 年卡特彼勒將擁有所收購(gòu)企業(yè)的全部股份。這些更加劇了 競(jìng)爭(zhēng)的殘酷性。國(guó)際著名的大企業(yè)集團(tuán)紛紛進(jìn)入中國(guó)工程機(jī)械行業(yè) ,以美國(guó)凱雷入主徐工集團(tuán)、卡特彼勒入主 山工為 起點(diǎn) ,掀起了工程機(jī)械行業(yè)新一輪的并購(gòu)熱潮。微電子技術(shù)的突破性進(jìn)展為輪式裝載機(jī)自動(dòng)控制、狀 態(tài)監(jiān)測(cè)及視線范圍內(nèi)遙控技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件?？ㄌ乇死展就瞥鼋M合式八桿機(jī)構(gòu) ,這種機(jī)構(gòu)替代 綜合多用機(jī)上的八桿平行舉升機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的 Ｚ型 連桿機(jī)構(gòu) ,可承受極大的扭矩載荷和具有卓越的可靠性（耐用性） ,駕駛室前端視野開(kāi)闊。該公司最近推出的ＳＴＩＣ（轉(zhuǎn)向變速集成）系統(tǒng) ,將轉(zhuǎn)向和換檔功能集成于一操縱手柄上 ,使操縱更加省力、輕 便 ,換檔更加平穩(wěn) ,可大幅度提高生產(chǎn)率。新 型輪式裝載機(jī)司機(jī)室的設(shè)計(jì)充分考慮了人的生理需求 ,對(duì)儀表位置排列、操作手柄和踏板、司機(jī)座椅、能見(jiàn)度、防噪和隔振、溫度調(diào)節(jié)等均符合人機(jī)工 程學(xué) ,使司機(jī)在舒適、輕松、安全環(huán)境下操作 ,提高工作效率。它將主傳動(dòng)、制動(dòng)器和 行星輪式終傳動(dòng)都集中在橋的中部 ,橋殼斷面變化連續(xù)、平緩 ,內(nèi)應(yīng)力分布合理 ,從根本上防止因傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)橋殼在輪邊支承軸段應(yīng)力集中斷裂。 國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看 ,我國(guó)裝載機(jī)機(jī)型主要集中在 3t 級(jí) (包括 級(jí) )、 4t 級(jí)和5t級(jí) 3 種機(jī)型上 ,到 2021 年 3～ 5t級(jí)機(jī)型市場(chǎng)占有率已達(dá) 97% 以上。 3t 級(jí)以下小型裝載機(jī)在 大中城市中的消費(fèi)需求正在上升 ,但近期不可能有較大的 市場(chǎng) 空間。司機(jī)室設(shè)計(jì)更加人性化及豪華轎車化 ,空調(diào)及音響設(shè)備一應(yīng)俱全 ,懸浮式座椅上下前后左右隨意調(diào)節(jié) ,以滿足操作者不同體態(tài) 的要求 ,讓人感到操作這些設(shè)備簡(jiǎn)直是一種享受。提升動(dòng)臂到卸載位置操縱轉(zhuǎn)斗油缸使鏟斗前傾到最大卸載角卸載，然后再回到裝載場(chǎng)地，進(jìn)行下一次循環(huán)。 動(dòng)臂提升時(shí)間：???????????????????????? 5s 動(dòng)臂下降時(shí)間：???????????????????????? 3s 鏟斗前傾時(shí)間：?????????? ?????????????? 1s 最大卸載高度：???????????????????????? 2920mm 斗容量：??????????????????????????? 179。鏟斗通過(guò)連桿和搖臂與轉(zhuǎn)斗油缸鉸接，用以裝卸物料。 ，卸料后動(dòng)臂下降時(shí)又能使鏟斗自動(dòng)放平。齒形的選擇應(yīng)考慮插入阻力、耐磨性和易于更換等因素。分體式斗齒分為基本齒 2和齒尖 1兩部分，磨損后只需要更換齒尖。 鏟斗切削刃的形狀根據(jù)所鏟裝物料的不同，通常分為直線形和非直線形（ V形或弧線形）兩種。斗齒可以延長(zhǎng)切削刃的使用壽命，同時(shí)磨損后也易于快速更換。 取 bh =?1092= 4） .斗容的計(jì)算 鏟斗的基本參數(shù)確定后，根據(jù)鏟斗的幾何尺寸，就可以核算鏟斗的容量。 可以得， gV =179。 39。 動(dòng)臂的斷面結(jié)構(gòu)形式有單板、雙板和箱形三種。 1） .平移性好； 2） .卸料性好； 3） .動(dòng)力性好； 4） .作業(yè)時(shí)與其他構(gòu)件無(wú)運(yùn)動(dòng)干涉，保證駕駛員工作方便、視野開(kāi)闊。 代入數(shù)據(jù)： 3l =1100mm 4l =900mm 5l =360mm 6l =748mm 7l =610mm ZF =145 NK DG =6000 gK 1K = 得， F =271 NK 2. 動(dòng)臂油缸主動(dòng)力 公式： 39。 01 .5 1 0 9 2 1 6 3 81 .2 1 0 9 2 1 3 1 00 .1 4 1 0 9 2 1 5 30 .4 1 0 9 2 4 3 7gzklllr? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 鏟斗上的動(dòng)臂鉸銷距斗底之間的高度取為 0( ~ )bhR? 取 bh =?1092= 4）幾何容量gV ：可以得gV= 3m 1).動(dòng)臂鉸點(diǎn)高度： AH = 0R =1965 mm 動(dòng)臂回轉(zhuǎn)角通常取 ? 0=80 ~ 090 取 ? 0=90 2） .動(dòng)臂長(zhǎng)度： Dl =2770mm 3） .動(dòng)臂的形狀與結(jié)構(gòu)：曲線單板形。 1） .轉(zhuǎn)斗油缸的主動(dòng)力： F =271 NK ； 2） .動(dòng)臂油缸主動(dòng)力： HF =207 NK 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 第三章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力 p 、流量 Q 。 轉(zhuǎn)斗油缸的速度為 ~系統(tǒng)最 大流量 Q =250ml/min 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) ZL50 型 l 輪式裝載機(jī)，該裝載機(jī)可實(shí)現(xiàn)工作裝置（鏟斗 )的鏟裝，提升，保持，傾卸和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向等動(dòng)作。因此，動(dòng)臂與鏟斗不能進(jìn)行復(fù) 合動(dòng)作，所以各液壓缸的推力較大，這是轉(zhuǎn)載機(jī)廣泛 采用的液壓系統(tǒng)形式。其油路為： 進(jìn)油路：液壓泵 2（液壓泵 1） → 手動(dòng)換向閥 3左位 → 鏟斗液壓缸有桿腔。 在鏟斗液壓缸的無(wú)桿腔油路中還沒(méi)有雙作用安全閥 10。當(dāng)鏟斗液壓缸有桿腔受到干涉而使壓力超過(guò)雙作用安全閥 10的調(diào)定壓力時(shí)，該閥回被打開(kāi)，使多余的液壓油流回油箱，液壓缸得到緩沖。當(dāng)操縱手動(dòng)換向閥 11使其工作在右位時(shí)，動(dòng)臂升降液壓缸的活塞桿伸出，推動(dòng)動(dòng)臂上升，完成動(dòng)臂提升動(dòng)作。 當(dāng)鏟斗前傾卸載后，操縱手動(dòng)換向閥 11使其工作在左位時(shí)，動(dòng)臂升降液壓缸的活塞桿縮回，帶動(dòng)動(dòng)臂下降。此時(shí)動(dòng)臂能隨地面狀態(tài)自由浮動(dòng)，提高作業(yè)技能。動(dòng)臂升降時(shí)的 速度可以通過(guò)控制手動(dòng)換向閥 11的閥口開(kāi)口大小來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并通過(guò)加速踏板的配合，已達(dá)到低速微調(diào)的目的。液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄弱處的厚度。其公式為： 2[ ]ypD? ?? ????????????????（ 5— 2） 式中 ? —— 液壓缸壁厚（ mm）； D —— 液壓缸內(nèi)徑（ mm）； yp —— 實(shí)驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ ～ ）倍（ MPa）； []? —— 缸筒材料的許用應(yīng)力。 液壓缸外徑 1D 為 1 2DD??? 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè) 在本設(shè)計(jì)中取yp＝ 1p ， []? ＝ 100MPa 。 所以液壓缸外徑 1D 為： 1 2DD??? ＝ 12 5 2 20 16 5? ? ? （ mm），取 1D ＝ 180（ mm）。 因此液壓缸外徑 。 ? 2[ ]ypD?? ＝ 20 1452 100??? ＝ 18（ mm），取 1? ＝ 20（ mm）。 由于1125 6 .2 5 1 020D? ? ? ?，所以 ? ?? ? 12 yypDp?????????????＝ 1 2 5 1 0 0 0 . 4 1 . 2 5 2 0 12 1 0 0 1 . 3 1 . 2 5 2 0??? ? ? ???? ? ???＝ 17（ mm）。 當(dāng) 10D?? 時(shí)，應(yīng)按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進(jìn)行壁厚的計(jì)算。一般計(jì)算時(shí)可分為簿壁圓筒和厚壁圓筒。 公式： 2 2 21 1 2()44 cD p F D d p F??? ? ? ????????????????