【文章內(nèi)容簡介】 轉動，至鏟斗斗口 OO?? 與 x 軸平行為止，即鏟裝工況。 ② 把已選定的輪胎外廓畫在指標圖上（輪胎外廓直徑約為 1600mm）。作圖時，應使輪胎前緣與鏟裝工況時鏟斗后壁的間隙盡量小些，目的是使機構緊湊、前懸小，但一般不小于 50mm；輪胎中心 Z 的 y 坐標值應等于輪胎的工作半徑 Rk=600mm 。 12 ?????? ???????????? )1(2 ?kz bbHdRy （ ） 式中 zy Z點的 y 坐標值， mm wd 輪輞直徑， mm wb 輪胎寬度， mm wbH 輪胎斷面高度與寬度之比（普通輪胎取 1，寬面輪胎去 ，超寬面輪胎取 ） ? 輪胎變形系數(shù)（普通輪胎為 ~，寬面輪胎取 ~） ③ 根據(jù)給定的最大卸載高度 hx，最小卸載距離 lx 和和卸載角 x? ，即高位卸載工況。 ④ 以 G? 點為圓心，順時針旋轉鏟斗，使鏟斗口與 x 軸平行，即得到鏟斗最高舉升位置圖。 ⑤ 連接 G? 并作其垂直平分線。因為 G 和 G? 點同在以 A 點為圓心，動臂長為半徑的圓弧上，所以 A點必須在 G? 的垂直平分線上。 A 點在平分線的位置應盡可能低一些，以提高整機工作的穩(wěn)定性，減小機器高度，改善司機視野。一般 A 點取在前輪右上方，與前軸心水平距離為軸距的 1/3~1/2處。最終定下 A 點的坐標為（ 3230， 2110）。 A 點位置的變化，可借挪動 G? 點和輪胎中心 Z點的位置來進行。 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，所以再確定 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 GFEB 的尺寸。 確定 F、 E兩點時，既要考慮對機構運動學的要求，如必須保證鏟斗在各個工況時的轉角，又要注意動力學的要求，如鏟斗在鏟裝物料時應能輸出較大的掘起力，同時，還要防止前述各種機構運動被破壞的現(xiàn)象。 按雙搖桿條件設計四桿機構 令 GF 桿為最短桿， BG 為最長桿，即有 GF+BG FE+BE （ ） 如 圖 所示，若令 GF=a， FE=b， BE=c， BG=d，并將式 （ ） 不等號兩邊同時除以 d，整理后得到下式，即 1???? dadcdbK （ ） 上式各值可按式 （ ） 選取，由 G（ 1130， 260）、 B（ 1680， 1565）點的坐標 13 得到 d=1415mm ????????dcdaK)~()~(9 9 ~9 5 （ ） 由式（ 7）選取 K= 得到 a==425 c==830，代入 （ ） 得到 b=948 圖 連桿、搖臂、轉斗油缸尺寸設計 確定 E 和 F 點位置 這兩點位置的確定要綜合考慮如下四點要求： ① E 點不可與前橋相碰，并有足夠的最小離地高度； ② 插入工況時，使 EF 桿盡量與 GF 桿垂直，這樣可獲得較大的傳動角和倍力系數(shù)； ③ 鏟裝工況時， EF 桿與 GF 桿的夾角必須小于 170176。，即傳動角不能小于 10176。，以免機構運動時發(fā)生自鎖； ④ 高位卸載工況時， EF 桿與 GF桿的傳動角也必須大于 10176。 如 圖 所示，鏟斗插入工況，以 B 點為圓心，以 BE=c 為半徑畫??；人為的初選 E點，使其落在 B 點右下方的弧線上；再分別以 E點和 G 點為圓心，以 FE=b 和GF=a 分別為半徑畫弧，得到交點，即為 F。 14 圖 連桿端部鉸接點設計 如圖所示的得到了 E 和 F 點的位置，由于各種工況的情況不定，所以在這就不具體說明此時情況的坐標值。 動臂舉升油缸與動臂和車架鉸接點 H點及 M點的確定 動臂舉升油缸的布置應本著舉臂時工作力矩大、油缸穩(wěn)定性好、構件互不干擾、整機穩(wěn)定性好等原則來確定。綜合考慮這些因素，所以動臂舉升油缸都布置在前橋與前后車架的鉸接點之間的狹窄空間里。 工作裝置靜力學分析及強度校核 靜力學分析 （ 1）外載荷確定原則，裝載機在鏟斗插入料堆，鏟斗要克服切削物料的阻力、物料與鏟斗間的摩擦力和物料自身的重力。這些力構成了裝載機工作裝置的作業(yè)阻力。為了分析問題方便，假設它們作用在鏟斗齒尖的刃口上，并形成兩個集中力：水平插入阻力和垂直掘起阻力。 裝載機實際作業(yè)時簡化為兩種極端受載情況：一是對稱載荷，載荷沿切削刃均勻分布，二是偏心載荷，由于鏟斗偏鏟或物料的不均勻性而導致物料對鏟斗的載荷產(chǎn)生不均勻分布，使載荷偏于鏟斗一側，形成偏心載荷。 裝載機在鏟掘作業(yè)過程中，通常有以下三種受力工況： 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。 2）鏟斗水平插入料堆，翻轉鏟斗或舉升動臂鏟取物料時，認為鏟斗斗齒只受 15 垂直掘起阻力的作用。 3）鏟斗邊插入邊收斗或邊插入邊舉臂進行鏟掘時，認為鏟斗斗齒受水平插入阻力與垂直掘起阻力的同時作用 。 如果將對稱載荷和偏載情況分別與上述三種典型受力工況相組合，就可得到鏟斗六種典型的受力作用工況 作用工況 4 水平偏載工況 5垂直偏載工況 6水平垂直偏載同時作用工況。 （ 2）外載荷計算，裝載機的工作阻力是多種阻力的合力。由于物料性質(zhì)和工作機構工作方式的不同，工作阻力有不同的計算方法，一般工作阻力通常分別按插入阻力、掘起阻力和轉斗阻力矩進行計算。 1）插入阻力 插入阻力就是鏟斗插入料堆時，料堆對鏟斗的反作用力計算上述阻力比較困難，一般按照下面經(jīng)驗公式來確定： BLKKKKF x ? （ N） （ ） 式中 K1 物料塊度與松散程度系數(shù) K2 物料性質(zhì)系數(shù) K3 料堆高度系數(shù) K4 鏟斗形狀系數(shù)，一般在 ~ 之間，取 B 鏟斗寬度， 290cm L 鏟斗的一次插入深度， 40cm 得到： F= 290 =18397（ N） 2）掘起阻力 掘起阻力就是指鏟斗插入料堆一定深度后，舉升動臂時物料對鏟斗的反作用力。掘起阻力主要是剪切阻力。 鏟斗開始舉升時物料的剪切力按下式計算 cz KBLF ? （ N） （ ） 式中 K 開始舉升鏟斗時物料的剪切應力，它通過試驗測定，對于塊度為~ 的松散花崗巖，剪切應力的平均值取 K=35000Pa B 鏟斗寬度 m Lc 鏟斗插入料堆的深度 m 16 得到： F= 35000 =89320（ N） 3）轉斗阻力矩 當鏟斗插入料堆一定深度后，用轉斗油缸使鏟斗向后翻轉時，料堆對鏟斗的反作用力矩稱為轉斗阻力矩。開始鏟取時（ a=0）的靜阻力矩 0aM 為 ?????? ??????? ?? yLxFM xa （ ） 式中 Fx 開始轉斗時的插入阻力， 18397N x 鏟斗回轉中心與斗刃的水平距離， y 鏟斗回轉中心與地面的垂直距離， L 鏟斗的插入深度， 得到 ?????? ??????? ?? yLxFM xa = 18397 [（ － ） +] =13599 （ N m） 掘起阻力矩 aM 隨鏟斗回轉角 a 的增大而減小。當鏟斗回轉 a角后，其轉斗阻力矩 aM 為 )1(0 naa caMM ?? （ ） 式中 3lg2lg00aMMMn aaa????????? ??? 00)( 1aaan M MMac ????? a? 鏟斗離開料堆時的翻轉角度 aM? 鏟斗離開料堆時，由物料重力產(chǎn)生的阻力矩， N m 轉斗阻力矩計算：鏟斗在料堆中轉斗時，除了要克服料堆的靜阻力矩之外，還要克服鏟斗自重和鏟斗中物料所產(chǎn)生的阻力矩。因此，開始轉斗的阻力矩為 BCHaz LGGMM )(0 ??? （ ） 式中 zM 轉斗阻力矩 N m 0aM 開始轉斗靜阻力矩 13599 N m HG 輪式裝載機額定載重量重力 49000 N 17 cG 鏟斗自重力 13470N BL 鏟斗中心至回轉中心 B 的水平距離 得到 BCHaz LGGMM )(0 ??? =13599+（ 49000+13470） =44834 （ N m） 圖 作用在轉斗連桿上力的確定 作用在轉斗連桿上的力 cF ：鏟斗充分插入料堆后開始轉斗時，作用在鏟斗與鏟斗連桿鉸銷上的力 cF czc LMF ? （ N） （ ） 式中 cL 鏟斗回轉中心至 cF 的作用線的垂直距離 得到 czc LMF ? =44834/ =104265 （ N） 強度校核 搖臂的強度校核，在對稱載荷作用下，搖臂可看作是支承在動臂 B點變截面曲梁。 由式 可得 Fc=104265 N，取單邊側板為研究對象，得到 1 ?? cFF N （ ） 18 由 ? ?0M ，得到 2112 /llFF ?? （ ） 代入數(shù)據(jù)得到 6 0 0/8 3 2 1 3 22 ??F =72116 N 彎矩 11 lFM ?? =43269 N m （ ） 在對稱水平載荷作用下，由內(nèi)力得出內(nèi)力圖（ 圖 ） 圖 對稱載荷引起的搖臂內(nèi)力 然后對危險斷面強度校核。對于危險斷面 11，在此斷面上作用有彎曲應力和正應力，以其合成應力所表示的強度條件為 ? ??? ?? AM （ ） bdRA ??? )2( （ ） 由式 得到： 0 )( ????A = m2 得到： ? ??? ??? 6 8 6 8 0 9 50 0 6 3 2 6 9 20 000 000 Pa 強度通過 19 第 3 章 液壓系統(tǒng)的設計和計算 初選系統(tǒng)的工作壓力 壓力的選擇要根據(jù)載荷的大小和設備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間，經(jīng)濟條件及元件供應情況等的限制。具體選擇可考慮 表 和 表 由工作要求，和系統(tǒng)壓力要求可初步確定，用到的主要液壓元件有：液壓泵，液壓缸，油箱 表 按載荷選擇工作壓力 載荷 /KN 5 5～ 10 10～ 20 20～ 30 30～ 50 50 工作壓力 /MPa ～ 1 ～ 2 ～ 3 3～ 4 4～ 5 ≥ 5 表 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力 機械類型 機 床 農(nóng)業(yè)機械 小型工程機械 建筑機械 液壓鑿巖機 液壓機 大中型挖掘機 重型機械 起重運輸機械 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 工作壓力/MPa ～ 2 3～ 5 2～ 8 8～ 10 10～ 18 20～ 32 有以上的數(shù)據(jù)查表可得：初步選定工作壓力 P = 16 MPa。 20 液壓系統(tǒng)的確定