【正文】 ? ?Rh ~? = 681=68mm 又由 r? =， r? /R =, R=681mm 得出 r=260mm 鏟斗容量 計(jì)算 ： 鏟斗容量是裝載機(jī)的總體參數(shù)之一，鏟斗幾何尺寸初步確定后，必須進(jìn)行驗(yàn)算，來(lái)驗(yàn)證是否參數(shù)選取合適，是否能夠達(dá)到斗容的要求。 bBbVVsr ??? 式 （ ） 鏟斗橫截面積 S 可以采用簡(jiǎn)化計(jì)算的方法來(lái)確定。 （ 2） 額定容量 對(duì)于有 擋 板的鏟斗： ? ?68 22 cabBbVVsr ???? ? ?3m 式 （ ） 式中： c ——物料堆積高度， m 。 對(duì)于無(wú) 擋 板的鏟斗： 39。調(diào)整參數(shù)，根據(jù)調(diào) 整后的各值與 R 之比分別計(jì)算 g? 、 z? 、 k? 、 r? 值，然后代入式（ ），即可確定新鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑 R 。； 1? ——擋板與后 斗 板 間的夾角， 5176。 鏟斗寬度要大于左右輪胎外側(cè)寬度 5~10cm， 否則鏟裝物料時(shí)形成階梯地面，不僅會(huì)損傷輪胎，而且還會(huì)引起輪胎打滑影響牽引力的發(fā)揮。 斗板的圓弧半徑 R 大些，斗底長(zhǎng)度短些，以改善泥土在斗內(nèi)的流動(dòng)性，減小物料在斗內(nèi)的運(yùn)動(dòng)阻力。鏟斗切削刃的形狀根據(jù)所鏟裝物料的不同分為直線型和非直線型（ V形和弧形）。 所以在國(guó)產(chǎn)輪式裝載機(jī)種廣泛采用反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)工作裝置。 無(wú)鏟斗托架式的工作裝置直接在動(dòng)臂上，轉(zhuǎn)斗油缸通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)控制鏟斗的轉(zhuǎn)動(dòng)。 有鏟斗托架工作裝置其鏟斗裝在托架上，有托架上的轉(zhuǎn)斗油缸控制鏟斗的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)臂在動(dòng)臂油缸作 用下，提升或降低鏟斗過(guò)程中（此時(shí)轉(zhuǎn)斗油缸封閉），連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)能使鏟斗在提升時(shí)保持平移或控制斗底平面與地面的夾角在很小的范圍內(nèi)變化，以免由于鏟斗產(chǎn)生傾斜而使裝 滿的物料散落而造成安全事故。 最小轉(zhuǎn)彎半徑 3000 mm 車體轉(zhuǎn)角 35176。 工作裝置的選型 由于反轉(zhuǎn)單連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卸載平穩(wěn)，便于布置，被裝載機(jī)廣泛應(yīng)用。 輪胎的選型 輪胎要滿足一定的載荷及速度要求，具有良好的牽引性、耐久性、通過(guò)性和緩沖性等。 （ 2）應(yīng)注意使各級(jí)傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理 （ 3）盡量使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊或重量較小。 裝載機(jī)各總成部件的選擇 傳動(dòng)形式的選擇： 轉(zhuǎn)載機(jī)采用液力機(jī)械傳動(dòng)時(shí)，工作牽引力和速度在很大范圍內(nèi)變化，因此對(duì)液力變矩器要求有良好的變矩性能；最高效率要大，高效區(qū)要寬；有一定的穿透性能。 鏟斗用以鏟裝物料，動(dòng)臂和動(dòng)臂油缸的作用是提升鏟斗并為鏟斗提供鉸接支撐，翻斗油缸通過(guò)搖臂、連桿使鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)。 裝載機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù) 裝載機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù)有鏟斗容量（ 3m ） 、額定載重量（ kg） 、發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率（ kW）、整機(jī)質(zhì)量（ kg）、最大行駛速度（ km/h）、最小轉(zhuǎn)彎半徑（ mm）、最大牽引力（ kN）、最大掘起力（ kN）、最大卸載高度（ mm）、卸載距離（ mm）、工作裝置動(dòng)作三項(xiàng)和（ s）等 等 。 2 噸小型液壓裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 5．液壓氣動(dòng)系統(tǒng)：主要由液壓油箱、液壓泵、液壓閥、油缸、氣泵、氣動(dòng)閥、助力缸、儲(chǔ)氣罐、管路及輔助件等組成。 3．駕駛室：一般設(shè)計(jì)成防傾翻，防落物保護(hù)駕駛室，主要用于保護(hù)駕駛員，為其提供一個(gè)安全舒適的工作環(huán)境。 二 OO 九 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 第 2 章 輪式裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理 圖 輪式裝載機(jī)整體外型圖 典型結(jié)構(gòu)及功能 圖 為輪式裝載機(jī)的典型結(jié)構(gòu)圖，它分為以下幾大部分： 前后機(jī)架、工作裝置、駕駛室、轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、電器儀表系統(tǒng)等。中國(guó)裝載機(jī)企業(yè)產(chǎn)品出口規(guī)模都很小，近年來(lái)我國(guó)裝載機(jī)出口雖說(shuō)呈上升趨勢(shì)。 2020 年裝載機(jī)三包期延長(zhǎng)至一年，各大品牌相繼提高服務(wù)承諾引爆服務(wù)大戰(zhàn)，將會(huì)徹底改變行業(yè)從整機(jī)銷售中獲利的習(xí)慣性思維，通過(guò)高質(zhì)量的服務(wù)樹(shù)立市場(chǎng)品牌形象并通過(guò)服務(wù)和配件獲取利潤(rùn)，將成為大品牌淘汰小品牌的殺手锏。 價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。本土品牌與國(guó)際知名品牌之間的搏殺已經(jīng)拉開(kāi)序幕，國(guó)際品牌的營(yíng)銷思維和營(yíng)銷模式必然隨著市場(chǎng)份額的擴(kuò)大而對(duì)相應(yīng)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 2 噸小型液壓裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 裝載機(jī)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè) 從裝載機(jī)行業(yè)生產(chǎn)能力看，近幾年主要生產(chǎn)企業(yè)都在努力采用各種方式擴(kuò)大生產(chǎn)能力，如利用企業(yè)退城進(jìn)園或退市進(jìn)郊的有利機(jī)會(huì)，多方籌集資金，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全面升級(jí)和技術(shù)改造，擴(kuò)大廠房規(guī)模、更新加工設(shè)備、提高產(chǎn)品質(zhì)量 和完善管理模式，由此實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能大幅度提高。系統(tǒng)中有一個(gè)微處理器（ CPU），能把從發(fā)動(dòng)機(jī)油門、變矩器、變速箱收集的各種數(shù)據(jù)加以處理，然后產(chǎn)生一種電信號(hào)，使變速箱在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候自動(dòng)換擋，可進(jìn)一步減少停車時(shí)間，縮短作業(yè)循環(huán)，降低燃油消耗率達(dá) 15％，提高作業(yè)效率和作業(yè)經(jīng) 濟(jì)性。 沃爾沃（ Volvo）公司的 L 系列裝載機(jī)上也安裝有 Matris 軟件包，用以監(jiān)控和分析裝載機(jī)的工作狀態(tài)；其小型裝載機(jī)上配有電子伺服控制及信息系統(tǒng)（ ESIS），由液晶顯示屏和鍵盤組成，用來(lái)顯示和記錄各種信息，其自動(dòng)診斷功能記錄機(jī)器故障并儲(chǔ)存所有相關(guān)信息，通過(guò)編碼可以防盜。該監(jiān)控系統(tǒng)還具有故障診斷能力，并可向司機(jī)提 供三級(jí)報(bào)警。 ② 計(jì)算機(jī)管理及故障診斷、監(jiān)控系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)管理和監(jiān)控是 90 年代國(guó)外裝載機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。 . ① 計(jì)算機(jī)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)亦稱自動(dòng)控制系統(tǒng)、電腦控制系統(tǒng)等，是電子計(jì)算機(jī)在工程機(jī)械中的應(yīng)用之一。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、基本零件少、工藝性好 ,性能好、可靠性高。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。卡特彼勒公司推出組合式八桿機(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。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。 （ 8） 最大限度地簡(jiǎn)化維修，盡量減少保養(yǎng)次數(shù)和維修 時(shí)間，增大維修空間，普遍采用電子監(jiān)視及監(jiān)控技術(shù)，進(jìn)一步改善故障診斷系統(tǒng)，提供排除問(wèn)題的方法。駕駛室內(nèi)環(huán)境將向汽車方向二 OO 九 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 靠攏，轉(zhuǎn)向盤、坐椅、各操作手柄都能調(diào)節(jié)，使操作者處于最佳位置工作。如動(dòng)力系統(tǒng)的減振、散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工作裝置的性能指標(biāo)優(yōu)化及各鉸點(diǎn)的防塵、工業(yè)造型設(shè)計(jì)，逐步引進(jìn)最新的傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)技術(shù)，予以國(guó)產(chǎn)化、商業(yè)化，降低能耗，提高性能。高卸載裝載機(jī)對(duì)工作裝置作了一定改進(jìn)，增加的兩個(gè)油缸和一些機(jī)構(gòu)件，成本增加不多，但卸載高度提高不少，在車站、碼頭散料的裝卸場(chǎng)合有部分應(yīng)用。 滑移轉(zhuǎn)向多功能裝載機(jī)：這種機(jī)型采用差速滑移轉(zhuǎn)向，體積小， 靈活。 （ 5） 按使用場(chǎng)合 按使用場(chǎng)合不同可分為露天用裝載機(jī)和井下用裝載機(jī)。輪式裝載機(jī)的主要傳動(dòng)形式是液力機(jī)械傳動(dòng)。 目前應(yīng)用比較廣泛的是輪式裝載機(jī)。 輪式裝載機(jī)的缺點(diǎn)是：輪胎接地比壓較大，通過(guò)性差；重心較高，穩(wěn)定性差；不適宜在松散土質(zhì)和坡道上作業(yè)，對(duì)場(chǎng)地和物料塊度要求較高。 在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，裝載機(jī)對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，加快工程建設(shè)速度，保證工程質(zhì)量，提高施工效率，都是不可缺少的裝備 。二 OO 九 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 第 1 章 概述 裝載機(jī)是一種用途非常廣泛的鏟土運(yùn)輸機(jī)械。因此它被廣泛應(yīng)用于建筑、礦山、公路、鐵路、水電、港口、國(guó)防、農(nóng)田等基本建設(shè)的工程中。適用于工程量不大，作業(yè)地點(diǎn)較為分散，轉(zhuǎn)移頻繁的場(chǎng)合。 履帶式裝載機(jī)的缺點(diǎn)是： 速度慢，不夠靈活機(jī)動(dòng)；制造成本高，維修不方便，機(jī)器停工時(shí)間長(zhǎng)，施工及維修費(fèi)用高；行走時(shí)易破壞路面，轉(zhuǎn)移工作場(chǎng)地時(shí)間需用平板車拖運(yùn)。 （ 3） 按傳動(dòng)形式 按傳動(dòng)形式不同可分為機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)四種。國(guó)產(chǎn) ZL 系列裝載機(jī)都是鉸接式的。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)高，目前國(guó)內(nèi)使用較少，但國(guó)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用。 伸縮臂裝載機(jī)及高卸載裝載機(jī)：伸縮臂裝載機(jī)能較大地提高卸載高度和卸載距離，但工作結(jié)構(gòu)裝置復(fù)雜，除特殊場(chǎng)合很少用到。 （ 3） 優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能。駕駛室逐步具備 FOPS 和 ROPS 功能，通過(guò)國(guó)際安全要求的認(rèn)證，達(dá)到國(guó)際市場(chǎng)的基本要求，獲得進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的許可證。 （ 7） 廣泛利用新材料、新工藝、新技術(shù)，特別是機(jī)、電、液一體化技術(shù)，提高產(chǎn)品的壽命和可靠性。在大噸位的裝載機(jī)（如卡特９８８Ｇ ）上還安裝了電視監(jiān)控系統(tǒng)。不久又推出更大的Ｃａｔ９９４開(kāi)輪 式裝載機(jī) ,根據(jù)物料體積質(zhì)量不同而選配１８ ３０ｍ的鏟斗 ,機(jī)重１７０ｔ；裝有渦輪增壓后冷的Ｃａｔ３５１６型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力大、加速性能好；加長(zhǎng)的工作動(dòng)臂增加了卸載高度 ,能對(duì)載重量２１８ｔ的大型自卸汽車裝載?？ㄌ乇死展緸榇淼妮喪窖b載機(jī)采用液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) ,其自動(dòng)動(dòng)力換檔變速箱自動(dòng)選擇檔位傳動(dòng)比 ,使換檔在變速箱最佳效率點(diǎn)進(jìn)行。輪端采用浮動(dòng)密封結(jié)構(gòu) ,安裝簡(jiǎn)便 ,有自動(dòng)補(bǔ)償功能 ,密封性能良好。信息技術(shù)的飛速發(fā)展又給裝載機(jī)技術(shù)的發(fā)展插上了飛躍的翅膀，基于微電子技術(shù)和信息技術(shù)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、司機(jī)輔助操作系統(tǒng)、柴油機(jī)電腦控制裝置、電子計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電子自動(dòng)換擋變速控制系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于裝載機(jī)的設(shè)計(jì)、計(jì)算操作控制、檢測(cè)監(jiān)控、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和維修服務(wù)等各個(gè)方面，使國(guó)外裝載機(jī)在原來(lái)的基礎(chǔ)上更加 “精制 ”；其自動(dòng)化程度也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率；改善了司機(jī)的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性；降低了噪聲、 振動(dòng)和排污量，保護(hù)自然環(huán)境；最大限度地簡(jiǎn)化維修、降低作以成本，使其性能、安全性、可靠性、使用壽命和操作性能都更上了一層樓。馬拉松雷圖爾諾公司的 L 系列大型裝載機(jī)則采用電腦控制的柴油機(jī)一電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 4 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪同時(shí)又充當(dāng)制動(dòng)器，其輸出功率可反饋到交流電機(jī)和柴油機(jī)，使轉(zhuǎn)速增加，從而提高工作總效率，使?fàn)恳矢哌_(dá) 77％（普通裝載機(jī)為 60％左右），此電腦控制系統(tǒng)能監(jiān)控裝載機(jī)的整個(gè)作業(yè)過(guò)程，二 OO 九 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 在最大車速范圍內(nèi)極大化發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。 其司機(jī)臺(tái)上裝有條形液晶顯示屏，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能同時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)燃油液面高度、冷卻水溫、變速箱油溫和液壓油溫等 11 種功能。 Cat994D 安 裝有關(guān)鍵信息管理系統(tǒng)（ VIMS），可密切監(jiān)視機(jī)器的健康狀態(tài)并診斷故障。 ③ 電子自動(dòng)換擋變速控制系統(tǒng) 90 年代中末期，國(guó)外大多數(shù)裝載機(jī)上都安裝有類似卡特彼勒公司的電子自動(dòng)換擋變速控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)接受和處理從發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器及車輛轉(zhuǎn)速傳感器傳來(lái)的信息，并與變速箱殼體上的換擋電磁間接通，可使裝載機(jī)在最佳時(shí)刻自動(dòng)換擋 。中國(guó)裝載機(jī)行業(yè)將不可避免地融入國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的大環(huán)境中，對(duì)將來(lái)的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)組織、營(yíng)銷理念、人才流動(dòng)都將會(huì)發(fā)生巨大的影響。以資源重組為主要方向的企業(yè)整合不可避免，現(xiàn)有近百家小型生產(chǎn)企業(yè)將面臨被兼并、轉(zhuǎn)產(chǎn)或倒閉，其中包括產(chǎn)能低于 2020 臺(tái)以下的企業(yè)，企業(yè)的生存將受到很大挑戰(zhàn)，市場(chǎng)份額仍會(huì)向大品牌集中 。 服務(wù) 水 平將成為決勝市場(chǎng)的最關(guān)鍵因素。 國(guó)際化形勢(shì)更加嚴(yán)峻?？梢哉f(shuō)，國(guó)產(chǎn)裝載機(jī)尚在國(guó)際市場(chǎng)的門檻之外，沒(méi)能夠真正進(jìn)入國(guó)際流通領(lǐng)域?？膳涠喾N工作裝置。裝載機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要是由液力機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種類型。則可在機(jī)器上布置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警或診斷。 圖 裝載機(jī)工作裝置簡(jiǎn)圖 1— 鏟斗； 2—連桿； 3—搖臂； 4—轉(zhuǎn)斗油缸； 5—?jiǎng)颖郏?6—?jiǎng)颖?油缸 2— 二 OO 九 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 裝載機(jī)的 工作裝置由鏟斗、動(dòng)臂、搖臂、連桿及液壓油缸組成。選擇和確定總體參數(shù)時(shí)，既要使裝載機(jī)獲得良好的技術(shù)性能，又要其具備合理經(jīng)濟(jì)性能。 變速箱的傳動(dòng)比選擇的原則： （ 1）各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比應(yīng)在合理范圍內(nèi)，不應(yīng)超出允許的最大值，以符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，并使結(jié)構(gòu)比較緊湊。 驅(qū)動(dòng)橋的選型 輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的減速比一般為 12~38，多數(shù)為單級(jí)減速主傳動(dòng)和輪邊減速機(jī)構(gòu)