【正文】 文的學習和設計過程中，收獲如下: (1) 掌握了輪式裝載機工作裝置的結構，鉸接點的布置，工作裝置的運動學及動力學的分析，以及工作裝置的優(yōu)化步驟。料堆對鏟斗的反作用力矩稱為轉斗阻力矩，當用鏟斗翻轉物料時，在鏟斗充分插入料堆轉斗的最初時刻，轉斗靜力矩具有最大值,用Ma0 表示。一般按以下經(jīng)驗公式來確定總插入阻力 27青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 FX= 2K3K4BL( N) (61)式中, K1——物料塊度與松散程度系數(shù) 取K1= K2——物料性質系數(shù) 取K2= K3——料堆高度系數(shù) 取K3= K4——鏟斗形狀系數(shù)， 之間，取K4= B——鏟斗寬度 取B=296 厘米 L——鏟斗的一次插入深度 取L= F (N) x ≈ （2）掘起阻力 掘起阻力就是指鏟斗插入料堆一定深度后，舉升動臂時物料對鏟斗的反作用力。由于物料性質和工作機構方式的不同，工作阻力有不同的計算方法。 （1）鏟斗水平插入物料，工作裝置油缸閉鎖，此時可以認為鏟斗斗刃之受水平插入阻力的作用。這些力構成了裝載機工作裝置的作業(yè)阻力。轉斗油缸的 工作行程可按下式確定： l D = Lmax Lmin選定連桿機構后，再根據(jù)上述作圖法確定的轉斗油缸與車架的鉸接點 D 和轉斗油缸工作行程 Lp,則當轉斗油缸閉鎖時，此連桿機構可以保證動臂在任何位置時，其鏟斗實際后傾角均大于鏟斗在地面位置時的后傾角，動臂在上，下極端位置時的后傾角允許相差 15176。時的 位置BlCl，再根據(jù)已選定的連桿、搖臂， 面出其相應的位置 ClFl 及 FlGEl， 由此得出該位置時搖臂與鏟斗油缸的鉸接點 EI，如圖 58 所示。除此之外，連桿的細長比要適當。 通 常搖臂 做成彎 曲形狀 ，其夾 角大小 主要考 慮到空 間位置 不受干 涉而定， 一般取 30176。 2．連桿機構中的構件尺寸及鉸接點位置的確定 如圖 57 所示，對于反轉連桿式的工作裝置，其連桿機構的設計主要是確定：搖臂與連桿的尺寸及餃接點 G 和 C 的位置；轉斗油缸與車架的鉸接點 D 的位置及轉斗油缸的行程等。否則壓力角太大，工作時的有效分力太小，且使鉸銷軸承受較大的擠壓力。(圖 56 )。~ 49176。所以只能近似地滿足這一要求。但不論那種連接方式，都要使動臂油缸的下端到地面的距離 Fz7n 滿足裝載機離地間隙的要求。 確定動臂油缸鉸接位置 確定動臂油缸與動臂及車架的鉸接點 H、M 的位置(圖 54)，通常參考同類樣機，同時考慮動臂油缸的提升力臂與行程的大小選定。 圖 53 動臂形狀 動臂 的斷面尺寸由強度分 析確定，為減輕工作 裝置重量，通常多按等 強度梁設計動臂斷面尺寸。 根據(jù)3——1的公式求出動臂長度Lab = 1983mm 20青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 按式(5—1)求出 動臂長度后， 可根據(jù)上述參數(shù)， 按比例用作 圖法進行如下校核：是否滿足總體尺寸的要求；是否能保證鏟斗位于運輸狀態(tài)時不與前輪相碰。 當動臂在最高舉升位置時，動臂與鏟斗的鉸接點B 2可由最大卸載高度Hmax及此 時的卸載距離3來確定 19青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 2 2 2圖 52 動臂計算簡圖 （a）動臂結構布置示意圖 （b）動臂布置幾何圖解 顯然，在縱向平面內A點應在B1B2兩點連線的中垂線mm上，再根據(jù)lA之大小作垂線nn，直線mm與nn之交點即為所求的A點。這對于采用托架式四連桿機構的工作裝置及整體式車架的裝載機比較容易實現(xiàn)。 動臂鉸接點 A 在縱向平面內的位置可由 A 點到前輪中心的距離 LA 及斗的上下兩個極限位置來確定。長而窄的齒要比短而寬的齒插入阻力小，但太窄又容易損壞，所以齒寬以每厘米長載荷不大于500~600kg 為宜。一般斗齒是用高錳鋼制成的整體式，用螺栓固定在鏟斗斗刃上。 式中， Vs ——鏟斗平裝容量，單位：立方米，取Vs=B0 ——鏟斗內側寬度，單位：米，B0= （41） λg ——鏟斗斗底長度系數(shù)，λg =，取λg = 17青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 λz ——后壁長度系數(shù)，λz =，取λz = λk——擋板高度系數(shù)，λk =，取λk = λr ——圓弧半徑系數(shù) λr =，取rλ = γ ——張開角，為45 度52 度，取48 度 γ1——擋板與后壁間的夾角 取30 度 根據(jù)公式31公式得 R = m 斗底長度L g =λg R== 后壁長度L z =λz R== 擋板高度L k =λk R== 圓弧半徑r=λr R== 斗齒的設計 鏟斗 斗刃上可以由斗齒，也可以沒有斗齒。 所示。由于整個工作裝置各構件裝配過程中存在著很多間隙。為避免靠擋塊約束帶來的 干涉現(xiàn)象，必須建立相應的不干涉性約束，即 UA4≥0 （315） U 4 UA4 179。而后，隨著動臂的不斷舉升，UA 又逐漸增大。 2）由于在物料的運輸過程中鏟斗靠緊檔塊，從而避免因運輸中出現(xiàn)鏟斗“點頭”現(xiàn)象而物料撒落。； U9最大收斗角與上限 位置收斗角之差的上限值，即 UA7UA6≤U9，亦稱收斗角回擺限定值，一般取 U9≤5176。這是因為在動臂舉升過程中，鏟斗最大收斗角位置一般不與上限位置重合。為保證鏟斗裝滿物料，根據(jù)鏟斗位置時鏟斗的收斗角應大于 46176。 約束 性能 約束是指 某些性 能或 設計要求 所退到 出來的 一些約 束條件。 4）考慮上機時間的要求，一般來說，邊界約束所取的范圍 越大，與最優(yōu)解的離散程度越高，則計算時所需的機時越多；反之機時越少。這些限制設計變量的取值范圍，稱為邊界約束。通常，在滿足一定的崛起力條件下提高鏟斗的崛起速度，可以優(yōu)化出更加完善的工作裝置。通過分析發(fā)現(xiàn)，要得到一個確定的工作裝置方案至少需要十個設計變量，即 R2,R4,R5,R6,R8,UG1,UG2,UD1,UD3,UA1。綜合已有的研究成果，我們可以發(fā)現(xiàn)：優(yōu)化設計模型的建立及優(yōu)化方法的選擇都不盡相同。 10青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 本課題的性能參數(shù) 額定斗容量 m3 額定載荷 3000kg 最大掘起力 108kN 最大牽引力 95kN 整機質量 10600kg 最大卸載高度 2946mm 舉升全高 4050mm  高位卸載工況 卸載距離(最大卸載高度時) 1056mm 軸距 2500mm 輪距 1750mm 最小離地間隙 390mm 最小轉彎半徑 5300mm 鏟斗高位自動放平性能 有 工作裝置提升、前傾、下降三項和 12s 整機外形尺寸 長*寬*高mm 7260*2960*3220 11 青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 第 3 章 ZL30 裝 載機工作裝置六桿機構的優(yōu) 化設計 目前，國內在進行裝載機工作裝置設計時，一般都采用較為傳統(tǒng)的“類比試湊法”，“經(jīng)驗法”等這些方法存在許多嚴重的缺點，最主要是由于試湊過程盲目性很大。 所示。 所示。 （8） 卸載性 滿足卸載高度和卸載距離要求，保證動臂在任何位置都能卸凈鏟斗中的物料。 （4）干涉性 工作機構各構件之間不允許發(fā)生運動干涉。經(jīng)過綜合分析，選擇反轉六桿機構。但是此機構的主要缺點就是機構復雜，不易實現(xiàn)鏟斗自動放平。 （3）轉斗油缸后置式正轉六桿機構 此種機構與上述機構相比，前懸大、傳動比較大、活塞行程較小。唯一的缺點就是搖臂和連桿布置在鏟斗與前橋之間的狹窄空間，容易發(fā)生構件互相干涉。 鏟斗在上下極限位置的后傾角，運輸位置后傾角，最大卸載高度后傾角及工作過程中斗口與地面夾角應同時考慮而且均應追求完美：鏟斗在上下極限位置的后傾角相差不能超過15 度；為保證在任何位置滿斗物料無散落，鏟斗在運輸位置的后傾角應大于45 度，小于49 度，在最大卸載高度時應盡量使斗口平面與地面平行，此時其后傾角應大于51 度，小于60 度。工作裝置是裝載機的執(zhí)行構件，它是工作裝置的重要部件。一般取β=40176。 （3）卸載角 鏟斗被舉到最大高度卸載時，鏟斗地板與水平面間的夾角α。應當指出，比較法并不是簡單地照抄和不加分析地采用，而是應選用國內外已有的先進機型，并通過實踐證明它的性能是好的或較好的；從國內的制造：[藝、使用和工作條件，以及材質等實際情況出發(fā)；吸收已有的成功經(jīng)驗，貫徹“洋為中用”的原則，取其精華，去其糟粕。 要合 理選擇上述參數(shù)，就 必須熟悉與所設計裝 載機同類型的各種裝載 機的結構、性能和主要參數(shù)，并要掌握一定的使用和維修知識，再根據(jù)所設計裝載機的主要用途、作業(yè)和生產要求，從整機性能出發(fā)合理選擇上述參數(shù)。防爆柴油牽引機車的廣泛使用，為小型防爆裝載機的使用提供了 廣闊的前景。2004 年以來的全國煤炭產量增長， 絕大部分是依靠小煤礦的增長而實現(xiàn)的，增長比重接近 60%。其次要保證鏟斗具有足夠的強度，剛度，耐磨性，使其具有合理的使用壽命。 國內發(fā)展概況 裝載機工作裝置主要由鏟斗和支持鏟斗進行裝載作業(yè)的連桿系統(tǒng)組成。全密封及降噪處理的”安全環(huán)保型”駕駛室,采用人機工程學設計的司機座椅可全方位調節(jié),以及功能集成的操縱手柄、全自動換擋裝置及電子監(jiān)控與故障自診斷系統(tǒng),以改善司機的工作環(huán)境,提高作業(yè)效率。其次,快速可更換聯(lián)接裝置的誕生——安裝在工作裝置上的液壓快速可更換聯(lián)接器,能在作業(yè)現(xiàn)場完成各種附屬作業(yè)裝置的快速裝卸及液壓軟管的自動聯(lián)接,使得更換附屬作業(yè)裝置的工作在司機室通過操縱手柄即可快速完成。所謂特大型工程機械,是指其裝備的發(fā)動機標定功率超過7355kW ,主要用于大型露天礦山或大型水電工程工地。大力加強新技術的應用 ,改善駕員的工作條件。如國外工程機械產品在集成電路、微型計算機及電子監(jiān)控技術等方面都有廣泛的應用 ,一些節(jié)能新技術得到了推廣 ,可靠性、安全性、舒適性、環(huán)保性能得到了高度重視 ,并向大型化和微型化方向發(fā)展。 國外發(fā)展狀況 由于輪式裝載機的技術不斷進步、性能不斷提高、應用范圍不斷擴大, 使用可靠性、機動性和裝載堅硬物料的適應性得到人們的共識, 已成為建筑工程、露天礦山的主要裝載設備。目前開發(fā)的了一些大型輪式裝載機，具有結構先進、性能優(yōu)越。國產ZL 系列輪式裝載機絕大多數(shù)采用鉸接式結構。 按裝載方式不同可分為前卸式、后卸式、側卸式和回旋式。 按使用場合不同可分為露天用裝載機和井下用裝載機（鏟運機）。因此，裝載機被廣泛應用于建筑、公路、鐵路、水電、港口、礦山 及國防等工程中，對加快工途程建設速度、減輕勞動強度、提高工程質量、降低成本具有重要作用。 loadmachine shakear m。但是隨著防爆柴油牽引機車的研制成功和產業(yè)化，以及虛擬樣機技術的日益成熟，使得小型裝載機的設計成為了可能。 其次，對裝載機工作裝置進行動力學分析,確定典型工況的約束條件,并進行載荷計算。 主要設計內容為： 1. 裝載機總體方案設計； 2. 裝載機工作裝置的設計及計算，完成含折合 A0 的圖紙 3 張； 3. 翻譯英文文獻 3000 單詞左右； 4. 完成 2 萬字左右的畢業(yè)論文或設計說明書。通 過優(yōu)化 設計方 法對裝 載機工 作裝置 進行優(yōu) 化設計，得出更合理的工作裝置，駕駛員具有更良好的工作條件，工作安全、視野良好、操作簡單和維修方便。主要進行了以下幾方面的研究：首次，對工作裝置運動學進行分析,掌握工作裝置的設計規(guī)律,為六連桿機構優(yōu)化分析奠定了理論基礎。然而裝載機的使用主要集中在露天和地下工程隧道上，對于煤礦井下尤其是小型煤礦這樣生產能力小、機械化程度低、勞動程度大、瓦斯含量高、工作環(huán)境狹窄的情況，裝載機的使用依然是一個不可逾越的鴻溝。 lo adm achine II青島理工大學本科畢業(yè)設計（論文）說明書 link pole。 如果更換相應的工作裝置，還可以進行推土、起重、裝卸木料和鋼管等作業(yè)。輪胎式裝載機簡稱輪式裝載機，它由車架、工作裝置、動力裝置、行走裝置、傳動系統(tǒng)、轉 向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等組成。大中型裝載機都采用液力機械傳動，輪式裝載機的液力變矩器有一級三元件液力變矩器、雙渦輪液力變矩器、變量雙泵輪液力變矩器、雙導輪液力變矩器四種。前者利用偏轉后輪或前輪轉向，或者同時偏轉前后輪轉向；后者采用鉸接車架，利用前后車架之間的相對偏轉進行轉向。 由于輪式裝載機的技術不斷進步、性能不斷提高、應用范圍不斷擴大，使用可靠性、機動性和裝載堅硬物料的適應性得到人們的共識，已成為建筑工程、露天礦山的主要裝載設備。 在今后相當長的時間內，輪式裝載機仍將是工程建設機械中最重要的機種之一，國內年需求量持續(xù)穩(wěn)定地保持在2 萬臺左右，但國內裝載機生產廠家在急劇膨脹，競爭更趨激烈，各生產廠家紛紛開發(fā)新產品，來迎接市場的挑戰(zhàn)。 目前國外工程機械發(fā)展總的趨勢是:發(fā)展快，水平高。大力發(fā)展品種。與此同時,產品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。推動這一發(fā)展的因素首先源于液壓技術的發(fā)展——通過對液壓系統(tǒng)的合理設計,使得工作裝置能夠完成多種作業(yè)功能。 （3）安全、舒適、可靠 駕駛室將逐步實施ROPS