【正文】 ? ?Rh ~? = 681=68mm 又由 r? =， r? /R =, R=681mm 得出 r=260mm 鏟斗容量 計算 ： 鏟斗容量是裝載機的總體參數(shù)之一，鏟斗幾何尺寸初步確定后，必須進(jìn)行驗算，來驗證是否參數(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 可以采用簡化計算的方法來確定。 （ 2） 額定容量 對于有 擋 板的鏟斗： ? ?68 22 cabBbVVsr ???? ? ?3m 式 （ ） 式中： c ——物料堆積高度， m 。 對于無 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， 否則鏟裝物料時形成階梯地面，不僅會損傷輪胎，而且還會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，斗底長度短些，以改善泥土在斗內(nèi)的流動性，減小物料在斗內(nèi)的運動阻力。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）。 所以在國產(chǎn)輪式裝載機種廣泛采用反轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)工作裝置。 無鏟斗托架式的工作裝置直接在動臂上，轉(zhuǎn)斗油缸通過連桿機構(gòu)控制鏟斗的轉(zhuǎn)動。 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。當(dāng)動臂在動臂油缸作 用下，提升或降低鏟斗過程中（此時轉(zhuǎn)斗油缸封閉），連桿機構(gòu)應(yīng)能使鏟斗在提升時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)單連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，卸載平穩(wěn)，便于布置，被裝載機廣泛應(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、通過性和緩沖性等。 （ 2）應(yīng)注意使各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理 （ 3）盡量使傳動裝置外廓尺寸緊湊或重量較小。 裝載機各總成部件的選擇 傳動形式的選擇： 轉(zhuǎn)載機采用液力機械傳動時，工作牽引力和速度在很大范圍內(nèi)變化，因此對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，動臂和動臂油缸的作用是提升鏟斗并為鏟斗提供鉸接支撐，翻斗油缸通過搖臂、連桿使鏟斗轉(zhuǎn)動。 裝載機的主要技術(shù)性能參數(shù) 裝載機的主要技術(shù)性能參數(shù)有鏟斗容量（ 3m ） 、額定載重量（ kg） 、發(fā)動機額定功率（ kW）、整機質(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）、工作裝置動作三項和（ s）等 等 。 2 噸小型液壓裝載機工作裝置設(shè)計 第 8 頁 5．液壓氣動系統(tǒng)：主要由液壓油箱、液壓泵、液壓閥、油缸、氣泵、氣動閥、助力缸、儲氣罐、管路及輔助件等組成。 3．駕駛室：一般設(shè)計成防傾翻，防落物保護(hù)駕駛室，主要用于保護(hù)駕駛員，為其提供一個安全舒適的工作環(huán)境。 二 OO 九 屆 機械設(shè)計制造 及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 第 2 章 輪式裝載機的結(jié)構(gòu)與工作原理 圖 輪式裝載機整體外型圖 典型結(jié)構(gòu)及功能 圖 為輪式裝載機的典型結(jié)構(gòu)圖，它分為以下幾大部分： 前后機架、工作裝置、駕駛室、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、液壓氣動系統(tǒng)、電器儀表系統(tǒng)等。中國裝載機企業(yè)產(chǎn)品出口規(guī)模都很小，近年來我國裝載機出口雖說呈上升趨勢。 2020 年裝載機三包期延長至一年，各大品牌相繼提高服務(wù)承諾引爆服務(wù)大戰(zhàn)，將會徹底改變行業(yè)從整機銷售中獲利的習(xí)慣性思維，通過高質(zhì)量的服務(wù)樹立市場品牌形象并通過服務(wù)和配件獲取利潤，將成為大品牌淘汰小品牌的殺手锏。 價格競爭更加激烈。本土品牌與國際知名品牌之間的搏殺已經(jīng)拉開序幕，國際品牌的營銷思維和營銷模式必然隨著市場份額的擴大而對相應(yīng)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 2 噸小型液壓裝載機工作裝置設(shè)計 第 6 頁 裝載機發(fā)展趨勢預(yù)測 從裝載機行業(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)郊的有利機會，多方籌集資金，以實現(xiàn)產(chǎn)品全面升級和技術(shù)改造，擴大廠房規(guī)模、更新加工設(shè)備、提高產(chǎn)品質(zhì)量 和完善管理模式，由此實現(xiàn)產(chǎn)能大幅度提高。系統(tǒng)中有一個微處理器（ CPU），能把從發(fā)動機油門、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，使變速箱在適當(dāng)?shù)臅r候自動換擋，可進(jìn)一步減少停車時間，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) 濟性。 沃爾沃（ Volvo）公司的 L 系列裝載機上也安裝有 Matris 軟件包，用以監(jiān)控和分析裝載機的工作狀態(tài)；其小型裝載機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，用來顯示和記錄各種信息，其自動診斷功能記錄機器故障并儲存所有相關(guān)信息，通過編碼可以防盜。該監(jiān)控系統(tǒng)還具有故障診斷能力，并可向司機提 供三級報警。 ② 計算機管理及故障診斷、監(jiān)控系統(tǒng) 計算機管理和監(jiān)控是 90 年代國外裝載機發(fā)展的一個重要標(biāo)志。 . ① 計算機控制的發(fā)動機管理系統(tǒng) 發(fā)動機管理系統(tǒng)亦稱自動控制系統(tǒng)、電腦控制系統(tǒng)等，是電子計算機在工程機械中的應(yīng)用之一。該結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、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構(gòu) ,這種機構(gòu)替代綜合多用機上的八桿平行舉升機構(gòu)和傳統(tǒng)的 Ｚ型 連桿機構(gòu) ,可承受極大的扭矩載荷和具有卓越的可靠性（耐用性） ,駕駛室前端視野開闊。司機室設(shè)計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)備簡直是一種享受。 （ 8） 最大限度地簡化維修，盡量減少保養(yǎng)次數(shù)和維修 時間，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)，提供排除問題的方法。駕駛室內(nèi)環(huán)境將向汽車方向二 OO 九 屆 機械設(shè)計制造 及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 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)化及各鉸點的防塵、工業(yè)造型設(shè)計，逐步引進(jìn)最新的傳動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)技術(shù)，予以國產(chǎn)化、商業(yè)化，降低能耗，提高性能。高卸載裝載機對工作裝置作了一定改進(jìn)，增加的兩個油缸和一些機構(gòu)件，成本增加不多，但卸載高度提高不少，在車站、碼頭散料的裝卸場合有部分應(yīng)用。 滑移轉(zhuǎn)向多功能裝載機：這種機型采用差速滑移轉(zhuǎn)向，體積小， 靈活。 （ 5） 按使用場合 按使用場合不同可分為露天用裝載機和井下用裝載機。輪式裝載機的主要傳動形式是液力機械傳動。 目前應(yīng)用比較廣泛的是輪式裝載機。 輪式裝載機的缺點是：輪胎接地比壓較大，通過性差；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)，對場地和物料塊度要求較高。 在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，裝載機對減輕勞動強度，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 機械設(shè)計制造 及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 第 1 章 概述 裝載機是一種用途非常廣泛的鏟土運輸機械。因此它被廣泛應(yīng)用于建筑、礦山、公路、鐵路、水電、港口、國防、農(nóng)田等基本建設(shè)的工程中。適用于工程量不大，作業(yè)地點較為分散，轉(zhuǎn)移頻繁的場合。 履帶式裝載機的缺點是： 速度慢，不夠靈活機動；制造成本高，維修不方便，機器停工時間長，施工及維修費用高；行走時易破壞路面，轉(zhuǎn)移工作場地時間需用平板車拖運。 （ 3） 按傳動形式 按傳動形式不同可分為機械傳動、液力機械傳動、液壓傳動和電傳動四種。國產(chǎn) ZL 系列裝載機都是鉸接式的。因為結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價高，目前國內(nèi)使用較少，但國外已經(jīng)廣泛應(yīng)用。 伸縮臂裝載機及高卸載裝載機：伸縮臂裝載機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，通過國際安全要求的認(rèn)證，達(dá)到國際市場的基本要求，獲得進(jìn)入國際市場的許可證。 （ 7） 廣泛利用新材料、新工藝、新技術(shù)，特別是機、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（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開輪 式裝載機 ,根據(jù)物料體積質(zhì)量不同而選配１８ ３０ｍ的鏟斗 ,機重１７０ｔ；裝有渦輪增壓后冷的Ｃａｔ３５１６型柴油發(fā)動機牽引力大、加速性能好；加長的工作動臂增加了卸載高度 ,能對載重量２１８ｔ的大型自卸汽車裝載。卡特彼勒公司為代表的輪式裝載機采用液力機械傳動系統(tǒng) ,其自動動力換檔變速箱自動選擇檔位傳動比 ,使換檔在變速箱最佳效率點進(jìn)行。輪端采用浮動密封結(jié)構(gòu) ,安裝簡便 ,有自動補償功能 ,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)的計算機管理系統(tǒng)、司機輔助操作系統(tǒng)、柴油機電腦控制裝置、電子計算機監(jiān)控系統(tǒng)、電子自動換擋變速控制系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于裝載機的設(shè)計、計算操作控制、檢測監(jiān)控、生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等各個方面，使國外裝載機在原來的基礎(chǔ)上更加 “精制 ”；其自動化程度也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率；改善了司機的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性；降低了噪聲、 振動和排污量，保護(hù)自然環(huán)境；最大限度地簡化維修、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 系列大型裝載機則采用電腦控制的柴油機一電子驅(qū)動系統(tǒng)， 4 個驅(qū)動輪同時又充當(dāng)制動器，其輸出功率可反饋到交流電機和柴油機，使轉(zhuǎn)速增加，從而提高工作總效率，使?fàn)恳矢哌_(dá) 77％（普通裝載機為 60％左右），此電腦控制系統(tǒng)能監(jiān)控裝載機的整個作業(yè)過程，二 OO 九 屆 機械設(shè)計制造 及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 在最大車速范圍內(nèi)極大化發(fā)動機的輸出功率。 其司機臺上裝有條形液晶顯示屏，微機監(jiān)控系統(tǒng)能同時監(jiān)控發(fā)動機燃油液面高度、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)視機器的健康狀態(tài)并診斷故障。 ③ 電子自動換擋變速控制系統(tǒng) 90 年代中末期，國外大多數(shù)裝載機上都安裝有類似卡特彼勒公司的電子自動換擋變速控制系統(tǒng)。計算機接受和處理從發(fā)動機傳感器及車輛轉(zhuǎn)速傳感器傳來的信息，并與變速箱殼體上的換擋電磁間接通，可使裝載機在最佳時刻自動換擋 。中國裝載機行業(yè)將不可避免地融入國際競爭的大環(huán)境中，對將來的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)組織、營銷理念、人才流動都將會發(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 臺以下的企業(yè)，企業(yè)的生存將受到很大挑戰(zhàn)，市場份額仍會向大品牌集中 。 服務(wù) 水 平將成為決勝市場的最關(guān)鍵因素。 國際化形勢更加嚴(yán)峻?？梢哉f，國產(chǎn)裝載機尚在國際市場的門檻之外，沒能夠真正進(jìn)入國際流通領(lǐng)域?？膳涠喾N工作裝置。裝載機的傳動系統(tǒng)主要是由液力機械傳動和液壓傳動兩種類型。則可在機器上布置多個監(jiān)測點，對故障進(jìn)行自動報警或診斷。 圖 裝載機工作裝置簡圖 1— 鏟斗； 2—連桿； 3—搖臂； 4—轉(zhuǎn)斗油缸； 5—動臂； 6—動臂 油缸 2— 二 OO 九 屆 機械設(shè)計制造 及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 裝載機的 工作裝置由鏟斗、動臂、搖臂、連桿及液壓油缸組成。選擇和確定總體參數(shù)時，既要使裝載機獲得良好的技術(shù)性能，又要其具備合理經(jīng)濟性能。 變速箱的傳動比選擇的原則： （ 1）各級傳動的傳動比應(yīng)在合理范圍內(nèi)，不應(yīng)超出允許的最大值，以符合各種傳動形式的工作特點，并使結(jié)構(gòu)比較緊湊。 驅(qū)動橋的選型 輪式裝載機驅(qū)動橋的減速比一般為 12~38，多數(shù)為單級減速主傳動和輪邊減速機構(gòu)