zl50裝載機(jī)反轉(zhuǎn)六連桿工作裝置鏟斗設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 通過本次課程設(shè)計(jì)，對(duì)裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)尤其是鏟斗的結(jié)構(gòu)有了比較清晰的認(rèn)識(shí)。目前國(guó)內(nèi)外一些工程機(jī)械工作裝置上采用密封式鉸銷。如圖4—4c所示，取搖臂為脫離體，根據(jù)平衡原理，分橋搖臂的受力； 由 （4—17） (4—18)由 （4—19）由 （4—20）如圖3—24d所示，取動(dòng)臂為脫離體，根據(jù)平衡原理，分析動(dòng)臂的受力： 由 （4—21）由 （4—22）由 （4—23）b）垂直偏載（Pxa=0,Pza=116KN）與求水平偏載一樣，如圖4—4a所示，取鏟斗為脫離體，根據(jù)平衡原理，分析鏟斗的受力：由 （4—24） （4—25）由 （4—26）所以 （4—27）由 （4—28）則 （4—29） 如圖3—24b所示，取連桿為脫離體，根據(jù)平衡原理，作用于連桿兩端的力大小相等，方向相反，即： （4—30）由圖示受力分析可知，連桿此時(shí)受拉。 通過上面的分析與假設(shè)，就能將工作裝置這樣一個(gè)空間超靜定結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化為平面問題進(jìn)行受力分析。由于工作裝置是一個(gè)受力較復(fù)雜的空間超靜定系統(tǒng)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常要作如下假設(shè)：1) 在對(duì)稱受載工況中(圖4—2 a、b、c)，由于工作裝置是個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，故兩動(dòng)臂受的載荷相等。 3．對(duì)稱水平力與垂直力同時(shí)作用的工況(圖4—2g)此時(shí)垂直力由式(4—3)給出，水平力取發(fā)動(dòng)機(jī)扣除工作油泵功率后，裝載機(jī)所能發(fā)揮的牽引力。2. 對(duì)稱垂直力的作用工況(圖4—2b)垂直力(即鏟起阻力)的大小受裝載機(jī)縱向穩(wěn)定條件的限制(圖3—21)，其最大值為 （43）式中 W——裝載機(jī)滿載時(shí)的自重； ——裝載機(jī)重心到前輪與地面接觸點(diǎn)的距離；在此處取軸距的四分之一靠前。裝載機(jī)的鏟掘過程通?？煞秩缦氯N受力情況：1）斗水平插入料堤，工作裝置油缸閉鎖，此時(shí)認(rèn)為鏟斗切削刃只受到水平力的作用。4)主要零件的強(qiáng)度校核。若要滿足要求，則應(yīng)該滿足下列要求： （3—33）在軌跡圖中測(cè)量出：所以滿足和的要求。圖3—5 動(dòng)臂舉升油缸兩鉸接點(diǎn)設(shè)計(jì) 動(dòng)臂油缸行程的確定在選定動(dòng)臂油缸鉸接點(diǎn)的位置后，便可用與求動(dòng)臂長(zhǎng)度相同的解析法或作圖法求出其油缸行程： （3—4）式中 ——?jiǎng)颖塾透椎淖畲蟀惭b距離仍M——?jiǎng)颖塾透椎淖钚“惭b距離MH。動(dòng)臂油缸與車架有兩種連接方式：油缸下端與車架鉸接(圖3—6a)；油缸中部或上端與車架鉸接(圖3—6b)。圖3—4 動(dòng)臂油缸鉸接點(diǎn)的確定這個(gè)結(jié)論是顯而易見的，因?yàn)橛蓤D3—5可知，兩種結(jié)構(gòu)的油缸的最小工作力臂均出觀在鏟斗被舉到最高位置時(shí)，但圖3—5（a）中小于圖3—5（b）中的，并且都為銳角，而力臂大小為。M點(diǎn)往前橋方向靠是比較有利的。如圖34所示，一般H點(diǎn)選定在AB聯(lián)線附近或上方，并取。鏟斗卸載角通常隨卸載高度的降低而稍有減小，若鏟斗的卸載角小于45o時(shí)，可減小BC或的長(zhǎng)度來(lái)滿足對(duì)卸載角的要求。根據(jù)已經(jīng)選定的工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)，畫出動(dòng)臂和鏟斗在地面時(shí)鏟斗后傾的位置及搖臂和動(dòng)臂的鉸點(diǎn)E；將動(dòng)臂由最低到最高位置時(shí)的轉(zhuǎn)角分成若干等分，提升動(dòng)臂到不同的角度，并保持后傾鏟斗的平移性，依次畫出BC的相應(yīng)位置：、……，并使它們互相平行；然后畫出鏟斗在最大卸載高度時(shí)的卸載位置（取卸載角），得。彎曲搖臂的夾角一般不大于30o，否則使構(gòu)件受力不良。通常BC與鏟斗回轉(zhuǎn)半徑之間的夾角ψ=100o~120o；BC=（~）lD（見圖3——3）。相對(duì)前輪胎，E點(diǎn)在其外廓的左上部。 A點(diǎn)位置的變化，可借挪動(dòng)點(diǎn)和輪胎中心點(diǎn)的位置來(lái)進(jìn)行。 (4)以點(diǎn)為圓心，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鏟斗48o，即得鏟斗被舉升到最高位置圖(工況Ⅲ)。作圖時(shí)，應(yīng)使輪胎前緣與工況Ⅱ時(shí)鏟斗后壁的間隙盡量小些，目的使機(jī)構(gòu)緊湊、前懸小，但一般不小于50mm ；輪胎中心Z的y軸坐標(biāo)值應(yīng)等于輪胎的工作半徑： （3—1）式中 ——輪胎動(dòng)力半徑， mm； ———輪轂直徑，mm； ——輪胎寬度，mm；——輪胎斷面高度與寬度之比。 由于B點(diǎn)的x坐標(biāo)值越小，轉(zhuǎn)斗鏟取力就越大，所以B點(diǎn)靠近O 點(diǎn)是有利的，但它受斗底和最小離地高度的限制，不能隨意減??；而B 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，但這樣就縮小了B點(diǎn)與連桿鏟斗鉸接點(diǎn)C的距離，使鏟取力下降。圖解法是在初步確定了最大卸載高、最小卸載距離、卸載角、輪胎尺寸和鏟斗幾何尺寸等參數(shù)后進(jìn)行的，它通過在坐標(biāo)圖上確定工況Ⅱ（見圖3—1）時(shí)工作工作機(jī)構(gòu)的九個(gè)鉸接點(diǎn)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 設(shè)計(jì)方法 因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)直接與整機(jī)的基本性能和工作參數(shù)有關(guān)，所以通常是先初步設(shè)計(jì)出整機(jī)的主要參數(shù)，然后以其為條件，再進(jìn)行連桿系統(tǒng)的尺寸設(shè)計(jì)。 機(jī)構(gòu)分析反轉(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)兩個(gè)部分組成。相關(guān)數(shù)據(jù)如下：額 定 斗 容： 3 m3額 定 載 重 量： 50 KN 整 機(jī) 質(zhì) 量： t 輪 距： 2150 mm 軸 距： 3427 mm 輪 胎 規(guī) 格： —25 最大 卸載 高度： 2970 mm 最小 卸載 距離： 1200 mm 工作裝置鏟斗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及內(nèi)容包括： 1)確定動(dòng)臂長(zhǎng)度、形狀及與車架的鉸接位置。 額定斗容(堆裝斗容)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(圖2—5) （212）式中 c——物料堆積高度(米)。因此取α0=500，切削角δ0=300。鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R可按下式計(jì)算 （21）使用平裝斗容計(jì)算公式：式中 ——幾何斗容量 ( 圖2—4中所示陰影斷面 ) B。 鏟斗基本參數(shù)的確定 鏟斗寬度應(yīng)大于輪胎外側(cè)寬度100一200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。鏟斗底板的圓弧半徑（見圖2—2)大些，斗底長(zhǎng)度短些，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。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。輪胎裝載機(jī)多用尖齒，履帶裝載機(jī)多用鈍齒，斗齒的數(shù)目視斗寬而定，一般平齒距在150~300mm之間比較合適。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。 根據(jù)裝載物料的容重，鏟斗做成三種類型； —／米3的物料(如砂、碎石、松散泥土等)：增加斗容的鏟斗，—，／米3左右的物料(如煤、煤渣等)；減少斗容的鏟斗，~，用來(lái)裝載容重大于2噸／米3的
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