【正文】 根據(jù)求得的各鉸點(diǎn)的坐標(biāo)，可得： L1=1 1 16mm L2=1008mm L3=1044mm L4=150mm L5=168mm 動(dòng)臂可看成是支撐在前車架 A點(diǎn)和動(dòng)臂油缸上鉸點(diǎn) G點(diǎn)的雙 支點(diǎn)懸臂梁，其危險(xiǎn)斷面在 G附近，動(dòng)臂寬為 b=30mm，如圖 4_8，動(dòng)臂上 M 點(diǎn)所在的橫截面 m． m為 H點(diǎn)附近橫截面最小的截 面 mm長(zhǎng)為 h＝ 30ram， 為危險(xiǎn)截面。同時(shí)略去鏟斗及支撐橫梁對(duì)動(dòng)臂受力與變形的影響，則可取工作裝置結(jié)構(gòu)的一側(cè)進(jìn)行受力分析，如圖 (4． 2)所示，其上作用的載荷取相應(yīng)工況外載荷之半進(jìn)行計(jì)算，即： Ry21R,Rx21R ayaaX ?? 2)認(rèn)為動(dòng)臂軸線與連桿 —— 搖臂軸線處于同一平面，則所有的作用力都通過構(gòu)件(除鏟斗外 )斷面的彎曲中心，即略去了由于安裝鉸座而產(chǎn)生的附加的扭轉(zhuǎn)，從而可以用軸線、折線或曲線來代替實(shí)際構(gòu) 件。 對(duì)稱水平力的作用工況 水平力 (及插入阻力 Pc)的大小由裝載機(jī)的牽引力決定，其 水平力的最大值為： tpcPx kp 6R m a x ??? (1) 式中 maxkpP —— 裝載機(jī)空載時(shí)的最大牽引力； P—— 插入力。使得鏟取位置 (圖 4． 1)作為計(jì)算位置，且假定外載荷作用在鏟斗的切削刃上。 2．最大卸載高度和最小卸載距離 鏟斗高位卸 載時(shí)的卸載高度 H和卸載距離， LX，必須分別不小于設(shè)計(jì)任務(wù)給定的最大卸載高度 Hmax 和最小卸載距離 Imin，否則將影響卸載效率，甚至不能進(jìn)行高位卸載。 動(dòng)臂由工況 2舉升 到工況 3位置時(shí)，其轉(zhuǎn)角 1? 由 2? 變化到 3? 。如圖 3． 1 所示，為克服 H 點(diǎn)前移的困難，可采取 H點(diǎn)上移和 G點(diǎn)方向前移的方法，使舉升油缸幾乎成水平狀。通常可先變動(dòng)JK的長(zhǎng)度或＜ KJL大小來進(jìn)行試湊，若不行，在變動(dòng)其它桿件長(zhǎng)度，這樣做可大大減少試湊的工作量。 可取搖臂的長(zhǎng)臂長(zhǎng)度為 540mm，短臂長(zhǎng)度 為 3 11mm。支桿的確定 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和分析，支桿與動(dòng)臂的鉸接點(diǎn)位于 B 點(diǎn)的左上方， AB 連線之下， BE 連線與AB的夾角為 1。長(zhǎng)臂的長(zhǎng)度為支桿與動(dòng)臂的鉸接點(diǎn)到鏟斗與動(dòng)臂的鉸接點(diǎn)之長(zhǎng)的 l。但這樣設(shè)計(jì)的這些連桿機(jī)構(gòu)對(duì)裝載機(jī)作業(yè)并不都具較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 通過分析與經(jīng)驗(yàn)可取此鉸接點(diǎn)與 AB 連線相距 48mm。 A 點(diǎn)應(yīng)在垂直平分線上何處才合適呢 ?原則是其位置盡可能低一些，以提高整機(jī)工作的穩(wěn)定性，減小機(jī)器高度，改善司機(jī)視 野。 (2)把已選定的輪胎畫在坐標(biāo)圖上。 目前在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中大多根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料參考同類樣機(jī)結(jié)構(gòu)采用比較法設(shè)計(jì) 一、確定動(dòng)臂長(zhǎng)度、形狀與車架的鉸接位置 1．動(dòng)臂與車架鉸接點(diǎn)位置的確定： 動(dòng)臂與車架的鉸接點(diǎn)位置，動(dòng)臂與車架鉸點(diǎn)的左右位置，根據(jù)裝載機(jī)的輪距，動(dòng)臂和轉(zhuǎn)斗油缸的尺寸布置和視線等確定。 裝載機(jī)鏟掘和裝卸物料的作業(yè)是通過工作裝置的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。缺點(diǎn)是提升動(dòng)臂鏟斗便后傾，易造成物料灑落。 由動(dòng)臂，動(dòng)臂油缸，鏟斗，轉(zhuǎn)斗油缸， 搖臂．．連桿或托架及車架相互鉸接所構(gòu)成的連桿機(jī)構(gòu)在裝載及工作時(shí)要保證：當(dāng)動(dòng)臂處于某種作業(yè)位置不動(dòng)時(shí)，在裝斗油缸的作用下通過連桿機(jī)構(gòu)使鏟斗繞其鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖使動(dòng)臂在動(dòng)臂油缸作用下提升或下降鏟斗過程中連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)能使鏟斗在提升時(shí)保持平移或斗底半面與地面的夾角變化控制在很小的范圍，以免裝滿物料的鏟斗由于鏟斗傾斜而使物料灑落；而在動(dòng)臂下降時(shí)又自動(dòng)將鏟斗放平以減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 式中 A—— 鏟斗橫斷面面積，如圖 2— 1所示陰影面積； B0—— 鏟斗內(nèi)壁寬； H—— 擋板高度； B—— 斗刃刃口與擋板最上部之間的距離。 =45。 鏟斗的寬度要大于裝載機(jī)每邊輪胎外側(cè)寬度 5～ 10厘米，否則 鏟裝物料或分層鏟取土?xí)r，所形成的階梯地面不僅會(huì)損傷輪胎的 側(cè)面而且會(huì)引起輪胎的打滑影響牽引力的發(fā)揮。但鏟斗的裝滿系數(shù)要小于直線型斗刃的鏟斗。 根據(jù)裝載物料的容重，鏟斗做成三種類型：正常斗容的鏟斗用來裝載容重 1． 4～ 1。 (3)裝載裝置轉(zhuǎn)載斗在舉升過程中能自動(dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)和在降落到停機(jī)面時(shí)自動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)。煙臺(tái)工程機(jī)械廠生產(chǎn)的 ZLl5WJ 型挖掘裝載機(jī)采用 ZLl5型裝載機(jī)底盤。日本生產(chǎn)廠家較多采用鉸接車架底盤，鉸接車架轉(zhuǎn)向角177。目前，中國(guó)”兩頭忙”產(chǎn)品年產(chǎn) 300臺(tái)左右，市場(chǎng)亟待開發(fā)。該廠近年還開發(fā)出 WZl6． 15E型挖掘裝載機(jī)，以 ZLl5 裝載機(jī)為基礎(chǔ)，額定裝載質(zhì)量 1500Kg，反鏟額定斗容 O． 14m3，整機(jī)操作質(zhì)量 6250Kg。 E 系列共有四種型號(hào)： 555E， 575E， 655E 和 675E，配 Genesis 發(fā)動(dòng)機(jī)，特點(diǎn)是直線型裝載動(dòng)臂和四連桿機(jī)構(gòu)； (4)I)ig— It公司。在提高駕駛舒適性的同時(shí)，駕駛室有通風(fēng)系統(tǒng)是其獨(dú)具特色。之后，又推出了 446 型。 (1)凱斯公司自稱其 Burlington 的工廠為 “ Backhoe Capital of the World” (世界挖掘裝載機(jī)的首都 )，該廠 1995 年獲得 IS09001 質(zhì)量認(rèn)證，其挖掘裝載機(jī)產(chǎn)量一直雄居世界第一位，自 1957 年至今己生產(chǎn)挖掘裝載機(jī)近 50萬臺(tái)。尤其近年來，由于應(yīng)用領(lǐng)域日漸擴(kuò)大，挖掘裝載機(jī)得到了不斷發(fā)展。 考慮到挖掘裝載機(jī) 機(jī)兩用，可基本代替一臺(tái)挖掘機(jī)和一臺(tái)裝載機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，更具有機(jī)動(dòng)靈活性、不僅為國(guó)家和社會(huì)節(jié)約了資源、而且大大地降低了成本、經(jīng)濟(jì)效益無疑也能得到顯著提高 。本次設(shè)計(jì)就是通 過對(duì)挖掘裝載機(jī)裝載工作裝置進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及性能分析，來改善產(chǎn)品的性能， 工作裝置的性能分析過去多采用作圖分析和手工計(jì)算法，工作量繁重，精度較低。 在通用拖拉機(jī)前端加裝載裝置，后部加挖掘裝置可改裝變形成前裝后挖拖拉機(jī)，亦稱挖掘裝載機(jī)，俗稱 “ 兩頭忙”。 第二部分： 挖掘裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) 第一章：整機(jī)概述 167。例如，如果一個(gè)機(jī)器可以一小時(shí)運(yùn)載 300 噸物體，則如果用的裝載 機(jī)的裝載能力應(yīng)當(dāng)稍大于 300 噸。整機(jī)尺寸較以前稍有改進(jìn)，增加了挖掘功能實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用。 9．關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)建議： 本機(jī)采用八連桿機(jī)構(gòu)，故結(jié)構(gòu)復(fù)雜，須采用合理的布置方案才可行。 (9)山西機(jī)床廠也與意大利合作組裝生產(chǎn) “ 兩頭忙”產(chǎn)品。之后，在此基礎(chǔ)上又推出了 WZ2B 型挖掘裝載機(jī)，將 WZ2A 型又改進(jìn)為現(xiàn)在生產(chǎn)的 WZ． 2C 型挖掘裝載機(jī)，反 鏟鏟斗標(biāo)準(zhǔn)斗容量 0． 2 m3。搖臂 ―― 連桿的傳動(dòng)比較小。正轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)又分為正轉(zhuǎn)單連桿和正轉(zhuǎn)雙連桿兩種形式。 裝載機(jī)的工作裝置是由鏟斗動(dòng)臂搖臂連桿托架及液壓系統(tǒng)等組成。當(dāng)分析工況較多時(shí)，問題更為突出。 (3)一般裝載機(jī)最小離地間隙不小于 350 毫米。 (2)連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)能保證裝滿物料的鏟斗無泄漏地從地面提升到最大卸載高度，選擇連桿機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件尺寸時(shí)應(yīng)盡量使力的作用方向與鉸接點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向的夾角一壓力角不應(yīng)太大。 3．關(guān)于總體布局的建議與主要子系統(tǒng)概述： 裝載機(jī)主要是裝載散裝物料并將物料卸入自卸卡車或?qū)⑽锪现苯舆\(yùn)往卸料地點(diǎn)但裝載機(jī)也承擔(dān)輕度 鏟掘工作推土和修整場(chǎng)地等。 13 頁 系統(tǒng)開發(fā)建議書 1．產(chǎn)品用途及使用范圍： 輪式裝載機(jī)是一種用途廣泛的施工機(jī)械，廣泛應(yīng)用于建筑公路鐵路水電港口礦山及國(guó)防工程中，對(duì)加快工程建設(shè)速度減輕勞動(dòng)強(qiáng)度提高工程質(zhì)量降低工程成本都發(fā)揮這重要作用。． 33 第七章：工作裝置的限位機(jī)構(gòu)． 7 第三章：挖掘裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 第二節(jié)：國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀． 37 第九章：附錄因此近幾年來無論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外裝載機(jī)品種和產(chǎn)量都得到了迅猛發(fā)展。為完成上述任務(wù)現(xiàn)代裝載機(jī)的總體一般布置是將鏟斗及工作裝置安放在最前端。根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)于鉸接連桿機(jī)構(gòu)壓力角應(yīng) 小于 60 度。 5．主要工作原理建議： 隨著我國(guó)改革開放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加強(qiáng)，建筑、水 利工程日益增多。為克服作圖分析和手工計(jì)算法的缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)輔助分析。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使之與車 架相連；轉(zhuǎn)斗油缸通過搖臂 ―― 連桿或托架使鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)。單連桿機(jī)構(gòu)的連桿數(shù)目少結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 易于布置。 反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)多采用單連桿，雙連桿機(jī)構(gòu)布置較困難。 (2)福州建筑機(jī)械廠 WZ25 型，反鏟鏟斗標(biāo)準(zhǔn)斗容量 0． 25 m3，裝載額定提升能力 19． 6kN，發(fā)動(dòng)機(jī)功率 44． 1KW 整機(jī)質(zhì)量 6580Kg，1985 年通過部級(jí)鑒定。 (10)徐州裝載機(jī)廠開發(fā)研制出 WZ25． 16 型挖掘裝載機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為 50Kw，裝載斗容量 0． 8m3，反鏟斗容量 0． 25m3，裝載裝置最大掘起力≥ 25． 6KN。但八桿機(jī)構(gòu)提高了該裝置的靈敏度，更易于實(shí)現(xiàn)裝載作業(yè)。 14。當(dāng)鏟斗在制造時(shí)所需的裝載量應(yīng)當(dāng)被精確計(jì)算出來。 1． 1 緒論 輪式裝載機(jī)是一種用途廣泛的施工機(jī)械，廣泛應(yīng)用于建筑公路鐵路水電港口礦山及國(guó)防工程中，對(duì)加快工程建設(shè)速度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工程質(zhì)量、降低工程成本都發(fā)揮這重要作用。挖掘裝載機(jī)作為一種小型多功能工程和建筑機(jī)械，是挖掘、裝載兩用的工程機(jī)械。當(dāng)分析工況較多時(shí)，問題更為突出。我國(guó)在 “ 九五”期間在工程機(jī)械行業(yè)投資 13 萬億元人民幣，比 “ 八五”完成投資大 2倍，而且建筑業(yè)已逐步成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，這將刺激工程機(jī)械邁入新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)期。此產(chǎn)品在國(guó)外應(yīng)用廣泛， 1990 年世界上挖掘裝載機(jī)銷售量達(dá) 48000～ 50000臺(tái)，可見挖掘裝載機(jī)占有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額。先后推出了 480E、 580F、 680K、 680t{、． 580[)、 580K、． 580L 等各種型號(hào)的挖掘裝載機(jī)；又于 1999 年將其整個(gè)挖掘裝載機(jī)系列產(chǎn)品進(jìn)行了升級(jí)，提 高了發(fā)動(dòng)機(jī)能力，新的 Super L 挖掘裝載機(jī)采用新型動(dòng)力換檔變速器，有自動(dòng)換檔和自動(dòng)四輪制動(dòng)功能。反鏟斗容范圍 0． 07～ 0． 4． 8m3，裝載額定提升能力 23． 3～38． 5kN，發(fā)動(dòng)機(jī)功率 46～ 70． 8k W，整機(jī)質(zhì)量 6156～ 8781． Kg；卡特彼勒新的 C 系列挖掘裝載機(jī)加大了動(dòng)臂液壓缸直徑和發(fā)動(dòng)機(jī)功率，使舉升能力比前任系列提高了 209／ 0，挖掘和裝載作業(yè)裝置的負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)采用變量泵，提高了作業(yè)性能，所有的挖掘裝載機(jī)都配備了 Ride Control 系統(tǒng)，提高了駕駛舒適性， Cat416C 型還具有平行舉升功能，通過快換接頭，不需離開駕駛室，可在 30 秒內(nèi)換裝各種工作裝置。挖掘動(dòng)臂可配加長(zhǎng)斗桿，延長(zhǎng)挖掘深度。其新型挖掘裝載機(jī)有 Tiger 2020，Dominator M2208 和 Dominator。 (4)柳州挖掘裝載機(jī)廠 (中外合資 )的 WZ30— 25 型和 WZ30． 25A型，裝載部分 提升力、反鏟標(biāo)準(zhǔn)斗容分別為 25KN、 1． O m3； WZ4． 5— 30型，裝載部分提升力、反鏟標(biāo)準(zhǔn)斗容分別為 30KN、 1． 25 m3。 167。 36。 2)如果在固定施工現(xiàn)場(chǎng)及松軟道路狀況上持久穩(wěn)定作業(yè)，或需要經(jīng)常使用較大的切削力鏟裝堅(jiān)實(shí)的物料工況時(shí)，則采用履帶式挖掘裝載機(jī)較為適宜，而且采用前置式發(fā)動(dòng)機(jī)和液力機(jī)械傳動(dòng)裝置的工業(yè)拖拉機(jī)底盤。反鏟裝置的幾何位置取決于動(dòng)臂液壓缸的長(zhǎng)度 L斗桿液壓缸的長(zhǎng)度 L2和鏟斗液壓缸的長(zhǎng)度 L3。6噸／米的物料 (如砂、碎石、松散泥土等 )：增加斗容的鏟斗，斗容一般為正常斗容的1。 裝有斗齒的鏟斗，在裝載機(jī)作業(yè)時(shí)，插入力由斗齒分擔(dān)，形成較 大的比壓，利于插入密實(shí)的料堆疏松物料或撬起大的塊狀物料，便于鏟斗的插入，斗齒磨損后容易更換。 鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑 R0是指鏟斗與動(dòng)臂轉(zhuǎn)鉸中心 B與切削刃之間 的距離 (圖 2． 1) 由于鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑不僅影響鏟起力和插入阻力的大小，而且與 整機(jī)的總體參數(shù)有關(guān)。 52。 2．額定斗容 (堆裝斗容 )VH 鏟斗堆裝的額定斗容 V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。 裝載機(jī)根據(jù)搖臂一連桿數(shù) H,X 鉸接位置的不同，可組成不同形式的連桿機(jī)構(gòu)。 反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)的工作裝置，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)鏟斗與搖臂的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。 ` 根據(jù)裝載機(jī)用途作業(yè)條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等擬定的設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求選定了工作裝置的結(jié)構(gòu)形式后便可進(jìn)行工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。動(dòng)臂回轉(zhuǎn)角通常取 80～ 90 度。作圖時(shí)，應(yīng)使輪胎前沿 與工況 2 使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 R。一般， A點(diǎn)取在前輪右上方，與前軸心水平距離為軸距的 1／ 3～ l／ 2處。 4．動(dòng)臂長(zhǎng)度的確定： 動(dòng)臂鉸點(diǎn)位置確定以后，由下式可求出動(dòng)臂的長(zhǎng)度