【正文】 高度 LK mmRgR ~(L 00K ??? ? 鏟斗圓弧半徑 R1： mmRgR ~(R1 00 ??? ? 鏟斗與動(dòng)臂鉸銷距斗底的高度 hW=(0． 20～ 0． 25)Ro＝ 260mm 鏟斗側(cè)壁切削刃相對(duì)于斗底的傾角 a=50。 3202H )(63V 米－＝ chbBbV K ?? 對(duì)于裝有擋板的鏟斗： 式中 c—— 物料堆積高度 由作圖法確定，在鏟斗內(nèi)堆裝物料的四邊坡度均為 1： 2，由料堆 尖端 m點(diǎn)作直線 mn 與 cd 垂直，將 mn 延長(zhǎng)，與斗刃 刃．口和擋板 最下端之間的連線相交此交點(diǎn)與料堆尖端的距離，即為物料堆積 高度 c． 圖示如下： 經(jīng)計(jì)算：額定斗容 VH=1． 6米。不同形式的連桿機(jī)構(gòu)鏟斗的鏟起力隨鏟 斗轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系，傾斜時(shí)的角速度大小及工作裝置的運(yùn)動(dòng)特性也不同。其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)時(shí)發(fā)出最大鏟其歷史的鏟斗轉(zhuǎn)角是正的且鏟起力變化曲線陡峭，因此提升鏟斗時(shí)鏟起力較大適于裝載礦石，不利于地面挖掘；鏟斗傾斜時(shí)角速度小，卸料平緩，但難于抖落砂石。 工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括： (1)確定動(dòng)臂長(zhǎng)度形狀及與車架的鉸接位置。 動(dòng)臂鉸點(diǎn)的位置可通過作圖來(lái)確定動(dòng)臂下鉸點(diǎn)的最高位置 Bi、確定了最大卸載高度、最大卸載高度時(shí)的卸載距離及最高位置時(shí)的卸載角。： 確定 ?????? ???????????? )1(Z ?WWW bbHdRK 式中 ZY —— Z 點(diǎn)的 Y坐標(biāo)值； dW—— 輪輞直徑； bW—— 輪胎寬度； H/bW—— 輪胎斷面高度與寬度之比。 本機(jī)取 A點(diǎn)與前輪軸心距離為 700mnl。 鏟斗回轉(zhuǎn)半徑 a鏟斗回轉(zhuǎn)半徑與斗底的夾角 ? 一一鏟斗最大卸載高度時(shí)最大卸載角 Bi 一一動(dòng)臂與車架鉸點(diǎn)到裝載機(jī)前面外廓部分的水平距離 maxsH 一一最 大卸載高度 HA 一一動(dòng)臂與車架鉸點(diǎn)的高度 由上式并綜合考慮實(shí)際情況及工作經(jīng)驗(yàn)可確定動(dòng)臂長(zhǎng)度為 2743mm。分析比較 的次數(shù)越多，所得結(jié)果就越精確、越理想。 綜合考慮可取長(zhǎng)短臂夾角為 7度。之間。 1． 確定 K 點(diǎn) K點(diǎn)一般取在 J 點(diǎn)左上方，并注意使工況 l 時(shí)搖臂 JI 與水平面趨近垂直； K 點(diǎn)的高度不能影響司機(jī)視野。 四、舉升油缸與動(dòng)臂和機(jī)架的鉸接點(diǎn) G 和 H 舉升油缸的布置應(yīng)本著舉升時(shí)工作力矩大、油缸穩(wěn)定性好、構(gòu)件互不干擾、整機(jī)穩(wěn)定性好等原則來(lái)確定。美國(guó)卡特比勒公司的 9661)輪胎式裝載機(jī)即使這種設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般在 65。 如圖 3． 1 所示，高位卸載時(shí)，鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn) B。 4． 2 外載荷的確定 由于物料種類和作業(yè)條件的不同，裝載機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)不可能使 鏟斗切削刃均勻受載，但可簡(jiǎn)化為兩種極端情況： 1) 認(rèn)為載荷沿切肖 0刃均勻分布，并以作用在鏟斗切削刃中部的集中載荷來(lái)代替其均布載荷，稱為對(duì)稱受載情況； 2)由于鏟斗偏鏟、料堆密實(shí)程度不均，使載荷偏于鏟斗一側(cè)。 4． 受水平偏載的作用工況： 水平力大小與工況 (1)相同。 工作裝置的受力分析，就是根據(jù)上述各種工況下作用在鏟斗的外力，用解析法或圖解法求出對(duì)應(yīng)工況下工作裝置各構(gòu)件的內(nèi) 如圖 4— 3 所示，取鏟斗為脫離體，根據(jù)平衡原理，分析鏟斗的 受力： 根據(jù)求得的各鉸點(diǎn)的坐標(biāo)，可得： h1=260mm h2=5 65mm 11=1 125mm 0451?? 由 ? ?0MB 可得： 1ay1aX2 ???? （ 1） 如圖 4． 4，取上拉桿為脫離體，根據(jù)平衡原理，分析上拉桿受 力。 、 對(duì)于 M點(diǎn)的 mm斷面： 4050312 .23s i n..23c o s.. LGLPLPLYLXM GEBB ???????? = W= 62bh = 633030 2? = m?? 00000 69c o s) o s (. i o s. EGBB PPYXN ???????? =175N F=330 m???? 強(qiáng)度計(jì)算中所用的許用應(yīng)力［ ? ］可按下式計(jì)算： ? ?ns?? ? 式中： s? 一材料的屈服極限。 167。 4． 3 工作裝置的受力分析 在確定了計(jì)算位置及外載荷的大小后，便可進(jìn)行工作裝置的受力分析。 3)鏟斗邊插入邊轉(zhuǎn)斗或邊插入便提臂鏟掘時(shí)，此時(shí)認(rèn)為水平 力與垂直力同時(shí)作用在切削刃上。 sin520 =3037mmhmax=2800mm Ix=2545— 700— 1125+543． =1055mm≥ Imm=1050mm 通過計(jì)算可知，所設(shè)計(jì)的連桿機(jī)構(gòu)符合給定的最大卸載高度 hmax 和 最小卸載距離 Lmin 第四章工作裝置的受力分析 167。 根據(jù)平動(dòng)要求作出鏟斗在各個(gè)工況時(shí)的位置圖，圖 3． 2只作出由工況 2 至工況 3 中任一瞬間位置圖。 10。 H點(diǎn)往前橋方向考是比較有利的。 實(shí)踐證明，按上述要求所求得的 L點(diǎn)，往往很難一次就滿足了總體布置的要求，它或者遠(yuǎn)高于 A點(diǎn)，或者由遠(yuǎn)低于 A點(diǎn)。)，搖臂長(zhǎng)、短臂之比為 1． 5左右其長(zhǎng)度為動(dòng)臂的 1／ 5～ 1／ 6?？扇∠吕瓧U長(zhǎng)度為 352mm。～ 10。為了減輕工作裝置的重量，動(dòng)臂的斷面尺寸都按等強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)。 如圖 3． 1 所示，根據(jù)分析和經(jīng)驗(yàn)，一般取 J點(diǎn)在 AB 連線上方，過 A點(diǎn)的水平線下方。 (5)連接 B、 B4 并作其垂直平分線。 現(xiàn)在，有的輪胎式裝載機(jī)為了提高鏟取力，把 B 點(diǎn)布置在斗底圓弧里側(cè)，不過這給制造者增加了麻煩，使斗容也有所減小。對(duì)于選定的工作形式在 滿足上述要求下可以有各種各樣的構(gòu)件尺寸及鉸接點(diǎn)位置。反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)當(dāng)鏟斗位于運(yùn)輸位置時(shí)連桿與動(dòng)臂軸線相交，因此難于布置在同一平面內(nèi)。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。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)斗油缸通過搖臂一連桿或托架使鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)。 1．幾何斗容 (平裝斗容 )VK 鏟斗平裝的幾何斗容可按下式確定。； b。 對(duì)主要用于土方工程的裝載機(jī)，在設(shè)計(jì)鏟斗時(shí)要考慮斗體內(nèi)的流動(dòng)性，減少物料在斗內(nèi)的移動(dòng)或 滾動(dòng)阻力，同時(shí)要有利于在鏟裝粘性物料時(shí)有良好得倒空性． 167。非直線型切削刃有 V型和弧形等，裝載機(jī)用的較多的是 V 型斗刃。鏟斗?？ㄌ乇死展?416 和 428型挖掘裝載機(jī)選用了德國(guó)蔡夫 (zF)公司的防滑差速器。為了提高其通過性能，采用了寬基輪胎等措施。國(guó)內(nèi)由北京機(jī)械廠生產(chǎn)的 WZ 一 2C型挖掘裝載機(jī)，采用鐵牛． 55 型拖拉機(jī)底盤，以專用前橋更換原強(qiáng)度不足的前橋。 (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。 (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。其系列產(chǎn)品共五種型號(hào)： EFl～ EF5，均為四輪轉(zhuǎn)向四輪驅(qū)動(dòng)，除 EFl 為汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)，其余四個(gè)機(jī)型動(dòng)力為 K1Jbota柴油機(jī)； (2)Terramite公司。其挖掘裝載機(jī)產(chǎn)量占世界第二位，在 50 多個(gè)國(guó)家中銷量第一。 1987 年推出了 428和 436 型。 2．國(guó)內(nèi)外基本情況 美國(guó)生產(chǎn)挖掘裝載機(jī)的公司主要有：凱斯 (case)、約翰迪爾 (Jhon Deere)、卡特彼勒 (caterpillar)、福特公司拖拉機(jī)分部 (Ford tractor operation)等。通過本課題的研究，可以使其作業(yè)性能得到充分發(fā)揮，產(chǎn)品的成本大大降低，在國(guó)內(nèi)外的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位，無(wú)疑經(jīng)濟(jì)效益將顯著提高 167。對(duì)以擬的各種初步方案可通過計(jì)算機(jī)輔助分析作進(jìn)一步取舍及修正，以便確定較合理的方案 )。其中一個(gè)嚴(yán)重問題是：大部分產(chǎn)品性能較為落后。許多公司競(jìng)相生產(chǎn)各式各樣的輔助機(jī)構(gòu)。并且在實(shí)際的生產(chǎn)過程中也應(yīng)這樣計(jì)算。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)正是應(yīng)社會(huì)需求而設(shè)計(jì)的一種型號(hào)的機(jī)型，型號(hào)為 WZ4540。 目前，國(guó)內(nèi)本產(chǎn)品年產(chǎn) 300 臺(tái)左右，市場(chǎng)亟待開發(fā)。 8．設(shè)計(jì)和制造的標(biāo)準(zhǔn)化要求： 現(xiàn)行設(shè)計(jì)要求盡量提高零部件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度。 (7)山東廣饒液壓機(jī)械廠的 755Z／ W。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。其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)時(shí)發(fā)出最大鏟其歷史的鏟斗轉(zhuǎn)角是正的且鏟起力變化曲線陡峭，因此提升 鏟斗時(shí)鏟起力較大適于裝載礦石，不利于地面挖掘；鏟斗傾斜時(shí)角速度小，卸料平緩，但難于抖落砂石。因此裝載機(jī)工作裝置形式的選擇，既要考慮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又要考慮結(jié)構(gòu)性質(zhì)與鏟掘方式來(lái)確定。同時(shí)，通過性能分析能夠很清楚地了解到這個(gè)裝載裝置在各個(gè)位置或各種工況時(shí)的力和其它工作參數(shù)，有利于更有效地使用這種挖掘裝載機(jī)和使這種挖掘裝載機(jī)的工作效率得到最大限度地發(fā)揮。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(lái)改善產(chǎn)品的性能 動(dòng)臂下降時(shí)間為 3～ 6秒。 現(xiàn)代裝載機(jī)日趨向火斗容量發(fā)展為使鏟斗能夠強(qiáng)有力的插入料堆就要求裝載機(jī)有足夠的牽引力因此除采用較大馬力的發(fā) 動(dòng)機(jī)之外還需要增加車輪的附著重量，以便達(dá)到提高牽引力的目的，所以現(xiàn)代絕大多數(shù)裝載機(jī)都采用四輪驅(qū)動(dòng)，這樣可以有效的利用車種使全車重量均為附著重量。 2．關(guān)于主要功能設(shè)置與系統(tǒng)組成的建議： 裝載及工作裝置是完成鏟裝運(yùn)卸等作業(yè)并帶液壓缸的空間多桿機(jī)構(gòu)工作裝置是組成裝載機(jī)的關(guān)鍵部位之一，其設(shè)計(jì)水平的高低直接影響到工作裝置性能的好壞。．共 5 頁(yè) 第二部分： WZ45． 40 裝載工作裝置設(shè)計(jì) 2 第 三節(jié)：挖掘裝載機(jī)發(fā)展特點(diǎn) 17 五 、 鏟 斗 舉 升 平 動(dòng) 分 析 及 最 大 卸 載 高 度 、 最 小 卸 載 距 離 的 確定 32 第六章：工藝分析 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”。這樣就構(gòu)成了前裝載后挖掘的裝載挖掘機(jī)。 5左石。雖然，我國(guó)的工程機(jī)械行業(yè)，如裝載機(jī)制造業(yè)等在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)有了較快的發(fā)展，但是由于我國(guó)的工業(yè)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱以及工作中的缺點(diǎn)等原因行業(yè)的發(fā)展尚存在一系列的問題有待解決。本次設(shè)計(jì)前面所進(jìn)行的工作裝置 CAD設(shè)計(jì)是通過看資料、樣本，通過初步分析、計(jì)算而確定的初始方案。 由動(dòng)臂，動(dòng)臂油缸，鏟斗，轉(zhuǎn)斗油缸，搖臂一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)保持平移或斗底平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。連桿傳動(dòng)比大，因此搖臂 ―― 連桿尺寸可以減少，駕駛員的視野較好，鏟起力變化曲線平緩，適于利用鏟斗及動(dòng)臂復(fù)合鏟掘的作業(yè)。但由于這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單鏟起力較大所以中小型裝載機(jī)采用較多。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 0． 14m3，整機(jī)操作質(zhì)量6250Kg o(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． 0 m3； WZ45． 30 型，裝載部分提升力、反鏟標(biāo)準(zhǔn)斗容分別為 30KN、 1． 25 m3。 7．應(yīng)貫徹的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范： 本機(jī)在設(shè)計(jì)和制造中應(yīng)貫徹的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)有： 現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) (GB)。 11．為與外部系統(tǒng)協(xié)調(diào)所需的約束條件： 由于工程機(jī)械工作環(huán)境惡劣，故要求工作裝置的安全系數(shù)較高，同時(shí)對(duì)輪胎的要求也較高。 15。這個(gè)過程包括裝載、收斗、舉升、翻斗、下降等過程。 為適應(yīng)裝載機(jī)多功能作業(yè)要求，輪式裝載機(jī)已向一機(jī)功能方向發(fā)展。 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。性能分析即設(shè)計(jì)合理性分析。由于今后從事笨重施工體力勞動(dòng)的人員日漸減少，機(jī)械化施工程度逐年提高，以往靠人海戰(zhàn)術(shù)及小型機(jī)械裝備的施工方式，將逐步被采用大批較先進(jìn)的中大型工程機(jī)械的施工方式所替代。作為反鏟挖掘使用時(shí)，是通過鏟斗向機(jī)械方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行地平面以下的挖掘。發(fā)動(dòng)機(jī)功率 46～ 78kW，整機(jī)質(zhì)量 5900～ 9900Kg。綜合三家公司的挖掘裝載機(jī)，共有 1 7 種型號(hào)。 歐洲共同體國(guó)家生產(chǎn)挖