【正文】 （ 2）外載荷計算 裝載機的工作阻力是多種阻力的合成。 這里動臂油缸行程選擇 610 mm 翻斗油缸行程選擇 210 mm 液壓缸性能參數(shù)的計算 F1=P1A1x103 公式（ 214） 式中 F1—— 液壓推力 KN P1—— 工作壓力 Mpa A1—— 活塞的面積 A1= 24 AL??? 公式（ 215） 式中 AL? —— 活塞的直徑 由公式（ 214）計算得到 F1= N 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 27 F2=P2A2x103 公式（ 216） 式中 F2—— 液壓缸拉力 KN P2—— 工作壓力 Mpa A2—— 活塞有腔作用的面積 A2= 22(4 MMAL ??? ?? ） 公式（ 217） 式中 AL? —— 活塞的直徑 ? MM—— 活塞桿直徑 由公式（ 217）計算得到 A2=2154 由公式（ 216）計算得到 F2= 由以上分析計算選擇翻斗油缸 HSGL0163/35 動臂油缸 HSGL0163/35 鏟斗靜力學(xué)計算 （ 1）外載荷的確定原則 裝載機在鏟斗插入料堆，鏟取物料和舉升鏟斗的過程中，鏟斗要克服物料的阻力、物料與鏟斗間的摩擦力和物料自身的重力。如缸體壁厚、缸蓋結(jié)構(gòu)、密封形式、排氣與緩沖等； (4)液壓缸性能的驗算。 錯誤 !未找到引用源。 工況Ⅰ和工況Ⅱ時的連桿機構(gòu)參數(shù)只在轉(zhuǎn)斗油缸的長度不同。 — 工況Ⅱ時鏟斗對地位置角； 錯誤 !未找到引用源。 工況Ⅱ時： GF+FEGE (27) 工況Ⅳ時： FE+BEFB (28) 經(jīng)檢驗，工況Ⅱ、Ⅳ，滿足公式 27,、 28 。 K=～ a=(～ )d （ 26） c=(～ )d 所以得 K=， a=586mm， c=952mm,b=500mm。因此，我取 A 點坐標為 (2718,1331)。 查文獻得， dw=635mm， bw =597mm， H/bw =1， λ =。 結(jié)合圖 23 和表 21，對各參數(shù)進行計算。 圖 213 正轉(zhuǎn)四桿機構(gòu) （ 4）正轉(zhuǎn)五桿機構(gòu) 為克 服正轉(zhuǎn)四桿機構(gòu)卸載時活塞桿易于斗底相碰的缺點，在活塞桿與鏟斗之間增加一根短連桿，從而使正轉(zhuǎn)四桿機構(gòu)變?yōu)檎D(zhuǎn)五桿機構(gòu)，如圖 214 所示。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 18 圖 210 轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機構(gòu) 4) 轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu) 如圖 211 所示。缺點是轉(zhuǎn)斗時油缸小腔進油，鏟掘力相對較小；連桿系統(tǒng)傳動比小，使得轉(zhuǎn)斗油缸活塞行程大，油缸加長，卸載速度不如八桿機構(gòu)；由于轉(zhuǎn)斗缸前置，使得工作裝置的整體重心外移，增大了工作裝置的前懸量，影響整機的穩(wěn)定性和行駛時的平移性，也不能實現(xiàn)鏟斗的自動放平。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 16 反轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)的鏟起力特性適合于鏟裝地面以上的物料，但不利于地面以下的鏟掘。 鏟斗的上鉸接點即 鏟斗與拉桿或連桿的連接鉸點。 設(shè)計參數(shù)的選擇，由經(jīng)驗獲取， λg=， λz=， λk=， λr=， γ=48176。； 錯誤 !未找到引用源。 4)底卸式鏟斗 底卸式鏟斗是用動力打開斗底卸載，同推卸式鏟斗一樣可以提高卸載高度，但結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。為了使物料在斗中有很好的流動性，斗底圓弧半徑不宜太小，前后壁夾角 (鏟斗開口角或張開角 )不應(yīng)小于物料與鋼板的摩擦角的 2 倍，以免卡住大塊物料。斗刃材質(zhì)采用既耐磨又耐沖擊的中錳合金鋼材料．側(cè)削刃和加強角板都用高強度耐磨鋼材料制成。 淺底 鏟斗插入料堆的深度小，相應(yīng)的插入阻力也小，容易裝滿，但運輸行駛時容易撒料；由于前懸增大，影響車輛行駛平穩(wěn)性。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 11 圖 23 TZ08D 裝載機外形圖 TZ08D 裝載機設(shè)計參數(shù)依照山 東雙佳弄裝科技有限公司產(chǎn)品參數(shù)為準，具體如下： 表 21TZ08D 裝載機參數(shù) 型號 TZ08D 配套拖拉機 FT604/704 A 最高位置鏟斗銷高度（ mm） 3100 C 最大卸載高度（ mm） 2300 D 卸載距離（ mm） 1140 E 卸料角度（ 176。 TZ08D 裝載機鏟斗運動機構(gòu)結(jié)構(gòu)概況和設(shè)計參數(shù) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 10 圖 22 TZ08D 裝載機鏟斗運動機構(gòu)實體效果圖 如圖所示 ， 工作裝置由鏟斗、 叉子掛接框、 動臂、橫梁、支撐 桿 、拉桿 、動臂后座 等組成。鏟斗在上限位置卸料時，最大卸載高度和最小卸載距離，必須與配套的載貨汽車車廂尺寸相適應(yīng)。因此，設(shè)計時必須合理選取鏟斗的結(jié)構(gòu)和尺寸，以減小工作阻力，達到裝滿、卸凈，運輸平穩(wěn)。 (3)重載運輸工況 III 轉(zhuǎn)斗缸閉鎖，舉升動臂，將工況 II 的鏟斗升高到適當(dāng)?shù)倪\輸位置 (以斗底離地的高度小于最小允許距離為準 )，然后驅(qū)動裝載機， 載重駛向卸料點。 裝載機鏟斗運動機構(gòu)的工況及設(shè)計要求 裝載機鏟斗運動機構(gòu)的工況 鏟斗運動機構(gòu)的作業(yè)過程通常由以下 5 種典型工況組成，如下圖所示， 圖 21 裝載機工作裝置典型作業(yè)工況 I地面插入工況 II下限收斗工況 III重載運輸工況 IV上限舉升工況 V上限卸料工況 (1)地面插入工況 I 動臂下放至下限位置，鏟斗插入地面，斗尖觸地，開動裝載機，鏟斗借助機器的牽引力插入料堆。 （ 2）掌握并靈活運用 CAD 設(shè)計、 PROE 三維設(shè)計等先進設(shè)計方法，使學(xué)生獲得工程設(shè)計和科學(xué) 研究的初步訓(xùn)練。制動器有蹄式、鉗盤式和濕式多片式三種。 （ 5） 、裝卸方式： ① 前卸式：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、視野好，適合于各種作業(yè)場地，應(yīng)用較廣； ② 回轉(zhuǎn)式：工作裝置安裝在可回轉(zhuǎn) 360O 的轉(zhuǎn)臺上，側(cè)面卸載不需要調(diào)頭、作業(yè) 效 率高、但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、成本高、側(cè)面穩(wěn)性較差，適用于較俠小的場地。 履帶式裝載機以專用底盤或工業(yè)拖拉機為基礎(chǔ)車，裝上工作裝置并配裝相就原操縱系統(tǒng)而構(gòu)成，如圖 12 所示。 6)降低噪聲和排放，強化環(huán)保指標。 1)大型和小型輪式裝載機，在近幾年的發(fā)展過程中，受到客觀條件及市場總需求量的限制。 2021 年，我國裝載機行業(yè)增速不減， 17 月，全國裝載機累計銷量為 萬臺，同比增幅達 %。該標準制訂出來后按當(dāng)時的行業(yè)分工，柳工、廈工制造 ZL40 以上的大中型輪式裝載機，成工、宜工制造 ZL30 以下的中小型輪式裝載機，逐步形成了柳工、廈工、成工和宜工當(dāng)時的裝載機四大骨干企業(yè)。該機為整體機架、后橋轉(zhuǎn)向。 本文以 TZ08D 型裝載機為例 , 先介紹了 TZ08D 裝載機工作裝置結(jié)構(gòu)，利用 AUTOCAD2021 對裝載機工作裝置進行初步設(shè)計，然后利用 Pro／ E 軟件進行裝載機工作裝置的三維實體設(shè)計，以真實地反映裝載機的幾何形狀進而反映出各部件空間位置，有效地反映裝載機真實結(jié)構(gòu)，提供直觀形象的實體圖形，為進一步動態(tài)仿真和有限元分 析做準備。此外還可進行推運土壤、刮平地面和牽引其他機械等作業(yè)。該機在總體性能方面具有動力性好，插入力有掘起力大、機動靈活、操縱輕便、作業(yè)效率高等一系列優(yōu)點。因此，目前我國已經(jīng)成了世界上裝載機產(chǎn)銷大國。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 3 圖 11 徐工 LW1200K 2021 年 11 月 23 日，在 baumachina2021 展會隆重舉辦之際，徐工科技震撼推出國內(nèi)最大噸位 裝載機 ——LW1200K，并當(dāng)場銷售，在二十一世紀第二個十年到來之際，引領(lǐng)中國裝載機產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展進入新時代。 4)利用電子技術(shù)及負荷傳感技術(shù)來實現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機作業(yè)成本。 （ 1） 、行走裝 置的不同： 裝載機分為輪胎式和履帶式兩種。 ④ 功率大于 515kw 為特大型裝載機 。其中 關(guān)鍵部位 是變矩器形式的選擇。所以本課題也是在建立一個合理的裝載機分析模型方面的一個探索。在一般情況下，由鏟斗、動臂、動臂后座、叉子掛接框以及轉(zhuǎn)斗油缸和動臂油缸等組成。 UG=UG4, U=U2=40176。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 9 卸載結(jié)束后，操作舉升缸下放動臂，實現(xiàn)鏟斗自動放平，再次進入地面插入工況，并進行下一循環(huán)作業(yè)過程。 (4)保證必要的卸料角、卸料高度和卸料距離。既能提高裝載工作效率，又可減輕司機的勞動強度。橫梁 也為矩形管 。如圖 25 所示。前者形式簡單，有利于鏟平地面，但鏟裝阻力大。 4)鏟斗側(cè)刃 因為側(cè)刃參與插入工作，為減小插入阻力，側(cè)壁前刃應(yīng)與應(yīng)與斗前壁成銳角，弧線或折線側(cè)刃鏟斗的插入阻力比直線側(cè)刃要小。這種鏟斗因為沒有側(cè)板，插入阻力小，裝載效率高，特別是在裝載機用于填溝或在狹窄場地往側(cè)旁的運輸設(shè)備進行裝載作業(yè)時，其優(yōu)點就更加顯著了。鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑尺寸可按下式計算。 在設(shè)計當(dāng)中，鏟斗的額定容量由表 21 給出 Vr=179。下鉸接點靠近鏟斗切削刃，則轉(zhuǎn)斗時力臂小，有利于增加作用在斗刃上的掘起力。此外，連桿機構(gòu)還應(yīng)具有良好的動力傳遞性能，在運轉(zhuǎn)中不與其他機件發(fā)生干涉，使駕駛員視野良好，并且有足夠的強度和剛度。 1) 轉(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六桿機構(gòu) 如圖 28 所示。轉(zhuǎn)斗油缸布置在動臂下方。 圖 212 轉(zhuǎn)斗油缸前置式反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu) （ 3）正轉(zhuǎn)絲桿機構(gòu) 正轉(zhuǎn)四桿機構(gòu)（如圖 213）是連桿機構(gòu)中最簡單的一種，它容易保證四桿機構(gòu)實現(xiàn)鏟河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 19 斗舉升平動，此機構(gòu)前懸較小。 1）確定坐標系，畫鏟斗工況簡圖。應(yīng)使輪胎前緣與工況Ⅱ時的鏟斗后壁的間隙盡量河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 21 小些。 ⑤ 連接 G 并作垂直平分線。 (2)連桿與鏟斗和搖臂的兩個鉸接點 F、 E 的確 定 因為 G、 B 兩點已被確定，所以在確定 F 點和 E 點實際上是為了最終確定與鏟斗相連的四桿機構(gòu) GFEB 的尺寸，如圖 216 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 22 圖 216 鏟斗工況簡圖 II 確定 F、 E 兩點時，既要考慮對機構(gòu)的要求，又要注意動力學(xué)的要求，同時，還要防止前述各種機構(gòu)被破壞的現(xiàn)象。分別以 B 點和 G 點為圓心，以 c 和分別為半徑 畫弧，其交點為 E；再分別以 G 點和 E 點為圓心， a 和 b 半徑畫弧，則其交點必為 F。 (1)鏟斗對地位置角 由前面畫圖所知， G 點和 F 點同為一個鏟斗上的兩個點，所以鏟斗在直 角坐標系中的平面運動可用 GF 桿的平面運動來描述，而在鏟斗舉升過程中的各瞬時對地面的傾角，即鏟斗對地位置角 ,可用 GF 與地面的夾角 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 液壓油缸設(shè)計計算 (1)根據(jù)主機的運動要求，從機械設(shè) 計手冊選擇液壓缸的類型，這里選擇雙作用單活塞桿液壓缸。MM=248。 ○ 1 鏟斗水平插入料堆，工作裝置油缸閉鎖，此時可認為鏟斗斗刃只受水平插入阻力的作用。計算上述阻力比較困難，一般按以下經(jīng)驗公式來確定插入阻力。最大掘起阻力通常發(fā)生在鏟斗開始舉生的時刻，此時鏟斗中物料與料堆之間的剪切面積最大，隨著動臂的舉升掘起阻力逐漸減 小。 3)轉(zhuǎn)斗阻力矩 當(dāng)鏟斗插入料堆一定深度后，用轉(zhuǎn)斗油缸使鏟斗向后翻轉(zhuǎn)，料堆對鏟斗的反作 用力矩稱為轉(zhuǎn)斗阻力矩。 — 開始轉(zhuǎn)斗時的插入阻力， N； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 30 x— 鏟斗回轉(zhuǎn)中心與斗刃的水平距離， m； y— 鏟斗回轉(zhuǎn)中心與地面的垂直距離， m； L— 鏟斗的插入深度， m。因此，開始轉(zhuǎn)斗的阻力矩為 MZ=Ma0+(GH+GC)LB(N =3500 N,錯誤 !未找到引用源。 m， LC =。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 31 連桿的強度校核 一般在鏟斗掘起時，連桿受拉，按此工況進行強度計算。 取安全系數(shù)為 2，于是 錯誤 !未找到引用源。箱形斷面動臂的強度和剛度較雙板式動臂更好，但其結(jié)構(gòu)和加工均較復(fù)雜。下面就只校核工作裝置動臂在舉升工況下的強度。其能夠?qū)⑸婕爸辽?產(chǎn)的全過程集成到一起，使所有的用戶能夠同時進行同一產(chǎn)品的設(shè)計和制造工作，即實現(xiàn)并行工程。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文（說明書） 34 圖 221 舉升工況下工作裝置動臂的計算簡圖 在計算內(nèi)力的時候，一般應(yīng)先求出支座的反力。 計算載荷工況 當(dāng)裝載機處于鏟斗掘起偏載工況時，