【正文】 圖 基本型鏟斗 deAWVS 232??? ?cedWdV T ??? 22 6181TSR VVV ??圖 有擋板鏟斗 陳杰： ZL40 輪式裝載機工作裝置結構設計 24 鏟斗上下鉸接點位置的確定 鏟斗的下鉸接點即與動臂連接的鉸點。 鏟斗的寬度要大于左右輪胎外側寬度 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。 圖 動臂結構形式 陳杰： ZL40 輪式裝載機工作裝置結構設計 18 輪式裝載機的工況 分析 對于輪式裝 載機而言， 由連桿機構形式分析可知 多采用反轉六連桿機構，所以對輪式裝載機的工作裝置的系統(tǒng)設計就以反轉六連桿機構為例進行設計。缺點是轉斗油缸 與車架的鉸接點位置較高，影響司機視野；轉斗時油缸小腔進油，掘起力相對較小。 后壁高 br 是指鏟斗上緣至圓弧與后壁切點間的距離。 非直線型 切削刃又有 V形和弧形等 形式 ，由于這種刃中間突出，鏟斗插入料堆時可使插入力集中作用在斗刃的中間部分，所以插入阻力較小，容易插入料堆，并有利于減少偏載插入，但鏟斗裝滿系數(shù)要比前者小。 鏟斗應具有 [16]： （ 1） 較強的作業(yè)能力，鏟斗插入料堆的阻力要??； （ 2） 在料堆中鏟掘的能力大、能耗??； （ 3） 工作機構的各桿件受力狀態(tài)良好，強度壽命合理； （ 4） 結構和工作尺寸適應生產條件需要，效率高； （ 5） 結構簡單緊湊，制造和維修容易，操作使用方便。拉動操縱桿，蹄片完全壓緊制動鼓時，接觸率應達 85%以上，完全拉緊操縱桿時， 不能起步或在小于 5176。我國輪式裝載機的驅動橋大多采用整體橋殼，全浮式半軸，具有主傳動及輪邊兩級減速的驅動橋。 其可分為獨立形式，共泵分流形式和能量轉換形式三種結構形式 [5]。整個工作裝置鉸接在車架上，鏟斗通過連桿和搖臂與 轉斗油缸鉸接，用以裝卸物料。僅小型裝載機采用 液力機械傳動 傳動系沖擊振動小，傳動件壽命高、車速隨外載自動調節(jié)、操作方便減少駕駛員疲勞。 目前 裝載機 已經(jīng)走出了一條自主發(fā)展的道路，并逐漸發(fā)展壯大，牢牢控制了國內 90%以上的市場份額 ， 其行業(yè)地位十分重要。 1958 年，上海港口機械廠首先測繪并試制了 67KW、斗容量 1m3的裝載機，該機采用單橋、滑動齒輪變速。通過對輪式裝載機的基本結構及工作原理的分析和對工作裝置的深入研究，根據(jù)本次設計的指導思想和 任務要求，確定了本次設計的方案。工程機械及設備已是集機、電、液一體化和信息、激光等高薪技術以及審美藝術于一身的現(xiàn)代機電產品，并且正在向著自動化、遠距離控制和智能化等方向發(fā)展。競爭最為激烈的中型裝載機更新速度越來越快 ：不斷 優(yōu)化各項性能指標，強化結構件的強度及剛度，以使整機可靠性得到提高；優(yōu)化系統(tǒng)結構，提高系統(tǒng)性能；利用電子技術及負荷傳感技術來實現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機作業(yè)成本；提高安全性、舒適性；降低噪聲和排放，強化環(huán)保指標；廣泛利用新材料、工藝、新技術，特別是機、電、液一體化技術，提 高產品的壽命和可靠性；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，進一步改善故障診斷系統(tǒng)，提供排除問題的方法。s during the design process of the wheeled loader. Keywords: Scoop, Link structure, Rocking shaft, Linkwork 2021 屆機械設計制造及其自動化 （工程機械） 專業(yè)畢業(yè)設計 （論文） III 第 1 章 概述 裝載機主要用于鏟裝土壤、 沙石、煤炭、石灰等散狀物料，也可對礦石、硬土 等作輕度鏟挖作業(yè)，換裝不同的輔助工作裝置還可以進行推土、起重、 破碎等作業(yè)。小型裝載機市場應比大型裝載機 市場大，且在 “ 十一五 ”期間會迅速 發(fā)展。 本設計從裝載機的工作原理出發(fā)，根據(jù)總體技術指標，通過對工作裝置的傳動方案、鏟斗結構及功能作用等方面的分析論證，完成 ZL40 裝載機工作裝置的結構設計，使工作裝置在作業(yè)中達到規(guī)定的要求 ，設計中主要包括以下幾 個方面： 陳杰： ZL40 輪式裝載機工作裝置結構設計 4 （ 1） 國內外裝載機的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和發(fā)展方向綜述； （ 2） ZL40 型裝載機的基本結構和工作原理分析； （ 3） ZL40 型裝載機工作裝置總成結構的系統(tǒng)分析、論證； （ 4） ZL40 型裝載機工作裝置總成結構的設計。適用狹小的場地作業(yè) 后卸式 前端裝料，后端卸料，作業(yè)效率高；作業(yè)安全性差，應用不廣 側卸式 前端裝料，側面卸料，適用于地下或場地狹窄的作業(yè)場地 輪式裝載機的 基本結構 輪式裝載機 是由動力裝置、車架、行走裝置、傳動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和工作裝置組成。動臂的斷面結構形式有單板、雙板、工字形和箱形。 變速器的主要作用有： （ 1） 改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速變化范圍，以適應不同的行駛條件； （ 2） 在發(fā)動機旋轉方向不變情況下，能改變行駛方向； （ 3） 利用空檔，中斷動力傳遞，以使 發(fā)動機能夠啟動、怠速，便于換擋或動力輸出。陳杰： ZL40 輪式裝載機工作裝置結構設計 10 拉動操縱桿 ，通過軟軸 使制動器內兩蹄片漲開壓在制動鼓上，達到制動的目的。鏟斗直接與物料接觸，是裝、運、卸的工具，工作時，它被推壓插入料堆鏟取物料，工作條件惡劣，要承受很大的沖擊力和劇烈的磨損，因此鏟斗的設計質量對裝載機的作業(yè)能力有較大的影響。 鏟斗斗體常用低碳、耐磨、高強度鋼板焊接而成 [2]。 鏟斗斷面形狀 鏟斗的斷面形狀由鏟斗圓弧半徑 1r 、底壁長 gr 、后壁高 br 和張開角 0? 四個參數(shù)確定 ，其鏟斗斷面結構圖如圖 所示。它比八 連 桿機構簡單，司機視野較好。板型動臂比較簡單，一般用在中、小型裝載機上。傾卸角時） ? 1060 mm 鏟挖深度（鏟斗前傾 10176。 當給定 SV 、 W 后，只要合理的選定 g? 、 z? 、 k? 、 R? 等系數(shù)和角度 1? 、 0? ，根據(jù)上述公式就可以求出鏟斗的基本參數(shù) 0R ，再由 0R 即可求得鏟斗斷面形狀和其他參數(shù) gl 、 zl 、 kl 、 R 、 bh 等值；然后通過與同類型鏟斗相比較，并根據(jù)作業(yè)的特殊要求，對求得參數(shù)進行修正，最終確定新設計鏟斗的全部參數(shù)。下鉸接點靠近地面，可減少在作業(yè)時的鏟入阻力，一般取下鉸接點距斗底高度 ? ? ~ Rh ? 。鏟斗的回轉半徑 0R按下式計算 [3]： （ ） 式中： 0R — 鏟斗的回轉半徑， m； SV — 鏟斗平裝幾何容量， m3； W — 鏟斗內側寬度， m； g? — 鏟斗斗底長度系數(shù)，取 g? =~； z? — 后斗板 長度系數(shù)，取 z? =~； k? — 擋板高度系數(shù)，取 k? =~； R? — 斗底與后斗板直線間的圓弧半徑系數(shù)，取 R? =~； 1? — 擋板與后斗板之間的夾角，取 1? =5176。 （ 1） 插入工況：動臂下放，鏟斗放置于地面， 使 斗尖觸地，斗底板與地面成 3176。正轉八連桿機構 的主要缺點是機構復雜，不易實現(xiàn)鏟斗自動放平。 gr 長亦會減小卸載高度 ， gr 短則掘起力大，且由于卸料 時鏟斗刃口降落的高度小，圖 分體式斗齒 2021 屆機械設計制造及其自動化 （工程機械） 專業(yè)畢業(yè)設計 （論文） 15 還可減小動臂舉升高度，縮短作業(yè)時間，但這會減小斗容。 當 斗刃上裝有斗齒時，斗齒將先于切削刃插入料堆，由于它比壓大（即單位長度插入力大），所以比不帶齒的切削刃易于插入料 堆，插入阻力能減小 20%左右，特別是對料堆比較密實、大塊較多的情況，效果尤為顯著，因此一般礦用輪式裝載機的鏟斗均帶斗齒。 鏟斗的結構形式 鏟斗的 形狀和尺寸參數(shù)對插入阻力、鏟取阻力、轉斗阻力和生產率有著很大的關系 [16]。 輪式裝載機的 基本 工作過程是：發(fā)動機 → 液力變矩器 → 變速箱 → 前、后軸 → 前、后橋 → 輪邊減速器 ， 來驅動車輪轉動，使裝載機工作裝置接近并插入料堆。 液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)包括工作液壓系統(tǒng)和轉向液壓系統(tǒng)兩個部分。 轉向系統(tǒng) 我國第一代 ZL40 型裝載機采用螺桿螺母循環(huán)球式直接帶動轉向閥的機械式轉 向系統(tǒng)，設有帶隨動桿的機械反饋，該系統(tǒng)與全液壓轉向系統(tǒng)相比，轉向力及油壓壓力損失較大，可靠性相對差一些。鏟斗切削刃的形狀分四種，齒形的選擇應考慮插入阻力、耐磨性和易于更換等因素。大型裝載機上采用 行走系結構 輪胎式裝載機 （ 1）鉸接式 （ 2）整體式車架裝載機 質 量輕、速度快、機動靈活、效率高、不易損壞路面；接地比壓大、通過性差、穩(wěn)定性差、對場地和物料塊度有一定要求應用范圍廣泛?；谝簤杭夹g、微電子技術和信息技術的各種智能系統(tǒng)已廣泛應用于裝載機的設計、計算操作控制、檢測監(jiān)控、生產經(jīng)營和維修服務等各個方面，使國外輪式轉載機在原來的基礎上更加“精致”，其自動化程度也得 到極大的 提高，從而進一步提高了生產效率，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，保護了自然環(huán)境，最大限度地簡化維修、降低作業(yè)成本，使其性能、安全性、可靠性、使用壽命和操作性能都達到了很高的水平。 1978 年，天津工程機械研究所根據(jù)機械部的要求，定制出以柳工 Z450 為基型的我國輪式裝載機系列標準， 70 年代末、 80 年代初我國裝載機制造企業(yè)已增加至 20 多家，初步形成了我國裝載機行業(yè)。 關鍵 詞： 鏟斗，連桿結構，搖臂，鉸接 機構 陳杰： ZL40 輪式裝載機工作裝置結構設計 II ABSTRACT This article embarks from the wheeled loader39。 由于裝載機具有作業(yè)速度快、效率高、機動性好、操作輕便等優(yōu)點，因而 廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電 、港口、礦山等建筑工程。目前國產輪式裝載機 正在從低水平、低質量、低價位、滿足功能型向高水平、高質量、中價位、經(jīng)濟實用型過渡。s scoop, boom and link structure in turn. Has determined work installment basic parameter. Then basis the work installment39。由于市場需求加速，產品發(fā)展加速，到現(xiàn)在做得比較好的已經(jīng)沒有了拖拉機的氣息。 本課題是 從輪式裝載機的工作原理出發(fā)，通過對工作裝置的傳動方案、鏟斗結構及功能 等方面的分析論證，應用機 —電 —液一體化技術，正確進行并完成輪式裝載機工作裝置的系統(tǒng)設計，使工作裝置在作業(yè)中平穩(wěn)、可靠、實現(xiàn)自動控制。是用于各種作業(yè)場地，應用廣 2021 屆機械設計制造及其自動化 （工程機械） 專業(yè)畢業(yè)設計 （論文） 5 回轉式 工作裝置安裝在可回轉 90176。 （ 4） Z 型反轉連桿易于實現(xiàn)鏟斗自動放平，可以提高裝載機鏟裝和平地作業(yè)效圖 裝載機工作裝置 2021 屆機械設計制造及其自動化 （工程機械） 專業(yè)畢業(yè)設計 （論文） 7 率。 轉向泵 轉向泵為齒輪泵，固定在變速箱上，由發(fā)動機帶動變速箱內 的 齒輪和軸驅動。 工作時，壓縮空氣經(jīng)油水分離器過濾后，經(jīng)壓力控制器、單向閥進入儲氣罐。本設計介紹的是 ZL40 型輪式裝載機的工作裝置，它由鏟斗、動臂、連桿、搖臂、轉斗油缸和舉升油 缸組成。淺底鏟斗插入料堆的深度小，相應的插入阻力也小，容易裝滿，但運輸行駛時容易撒料；由于前懸增大，影響車輛 行駛的 平穩(wěn)性。為了不使斗容減少太多，一般可將連接前后斗壁的側壁刃口設計成弧形。 圖 鏟斗斷面結構圖 1r —圓弧半徑； gr —底壁長； br —后壁高； 0? —張開角； 0R —回轉半徑 陳杰： ZL40 輪式裝載機工作裝置結構設計 16 連桿分析 連桿機構 形式 綜合國內、外輪式裝載機工作裝置的形成，按工作機構的構件數(shù)不同，可分為四桿、六桿和八桿連桿機構。 動臂結構形式 動臂 的結構形式 按 照 縱向中心線形狀可簡單地分為曲線形與直 線形兩種 ，如圖 所示。 （ 4） 動力性要求：連桿機構具有較高的力傳遞效率，以保證工作裝置產生較大的插入力、崛起力和舉升力。 ? ??????? ?????? ???????????? o ts i nc o 002010 ????????? RkzgSWVR圖 鏟斗 基本參數(shù)的簡圖 陳杰： ZL40 輪式裝載機工作裝置結構設計 22 斗底的長度 gl 是指由鏟斗切削刃到斗底