【文章內(nèi)容簡介】 )]}1801([ c o ts i n)c o s({1000202190 mmBVRrKZgg????????? ????? 式 圖 鏟斗基本參數(shù)簡圖 式中 ： gV —— 斗的幾何容量 (圖 所示陰影斷面 )，取 3 m3 ； 0B —— 鏟斗內(nèi)壁寬度，為鏟斗寬度扣除兩側(cè)壁厚 ? ， 即 0B =B2? =30002x20=2960mm g? —— 鏟斗斗底長度系數(shù)， g? ＝ ，取 ； Z? —— 后斗壁長度系數(shù)， Z? ＝ ，取 ； K? —— 擋板高度系數(shù)， K? ＝ ，取 ； r? —— 斗底和后斗壁直線間的圓弧半徑系數(shù)， r? ＝ ，?。? 1? —— 擋板與后斗壁間的夾角， 1? ＝ 5? 10? ，取 9? ； 0? —— 斗底和后斗壁間的夾角， 0? ＝ 48? 52? ， (有推薦 55? 65? )；取 45? ； 由計算得： R0 =1414mm （ 4） 鏟斗的斷面形狀參數(shù)：斗的圓弧半徑 1R 、張開角 0? 、擋板高度 kl 和底壁長 zl ，如圖 所示。 斗底圓弧半徑取為 r=495mm 斗底長度：是指鏟斗切削刃到斗底后斗壁交線之間的距離，可用下式計算： ggLR?? ? ? ~2121mm 取 2121mm 式 后斗壁長度 zl ：是指切削刃至斗底圓弧與底壁相切點間的距離， zl 長，則斗插入料堆深度大，斗易于裝滿，但由于力臂的增大 而使掘起力減小，插入阻力隨鏟斗插入料堆的深度而急劇增加， zl 長還影響卸載高度； zl 短，則掘起力大，并由于卸料時鏟斗刃口降落的高度小，可以減小動臂舉升高度，縮短作業(yè)時間。對裝載輕質(zhì)物料為主的鏟斗， zl 可以選用大些；對裝載巖石料的鏟斗。zl 應(yīng)取小些。 Lz=R ?? z=~ 取 1537mm 式 擋板高度 kl ：是指斗上緣至斗底圓弧與后壁相切點間的距離。 kl 過小，易漏料； kl 過大則增加鏟斗外形。影響駕駛員視線。 Lk=R ?? k=~ 取 170mm 式 （ 5） 斗容的計算 鏟斗的斗容量可以根據(jù)鏟斗的幾何尺寸確定。 對于裝有擋板的鏟斗的額定斗容： )(68 202 cabBbVV gH ???? (m3 ) 式 式中： c—— 物料堆積高度 (m)； )(68 202 cabBb ?? 為物料按 2 比 1 的坡度角堆裝的體積。計算得 3(m3 ) 物料堆積高度 c 可由作圖法確定，即由料堆頂點作直線垂直于刮平線（刀刃與擋板高度連線），如下圖所示。 圖 斗容計算圖 （ 5） 斗齒的設(shè)計 鏟斗斗刃上可以由斗齒，也可以沒有斗齒。若斗刃上裝有斗齒，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，效果尤為明顯。 斗齒結(jié)構(gòu)分整體式和分體式兩種。一般斗齒是用高錳鋼制成的整體式，用螺栓固定在鏟斗斗刃上。 斗齒的形狀和間距對切削阻力是有影響的。一般中型裝載機鏟斗的斗齒間距為 250~500mm 左右。太大時由于切削刃將直接參與插入工作，使阻力增大；太小 時，齒間易卡住石塊，也將增大工作阻力。長而窄的齒要比短而寬的齒插入阻力小，但太窄又容易損壞，所以齒寬以每厘米長載荷不大于 500600kg 為宜。初選齒間距為 300mm，斗齒寬度為 60mm，斗齒長度為 300mm。 工作機構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)設(shè)計 工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機構(gòu) 這機構(gòu)有兩大優(yōu)點： （ 1） 轉(zhuǎn)斗油缸大腔進油時轉(zhuǎn)斗，并且連桿系統(tǒng)的倍力系數(shù)能設(shè)計成較大值。所以可以獲得相當大的鏟取力； （ 2） 恰當?shù)剡x擇各構(gòu)件尺寸，不僅能得到良好的鏟斗平動性能， 而且可以實現(xiàn)鏟斗自動放平。 此外，結(jié)構(gòu)十分緊湊、前懸小，司機視野好也是此種機構(gòu)的突出優(yōu)點。 缺點是搖臂和連桿布置在鏟斗與前橋之間的狹窄部位，容易發(fā)生構(gòu)件相互干擾。 工作機構(gòu)的基本給構(gòu)如圖所示。鏟斗 動臂 連桿 搖臂 轉(zhuǎn)斗油缸 5，舉升油缸 6 等組成。 圖 裝載機工作裝置圖 動臂設(shè)計 （ 1）動臂 與鏟斗的鉸接點 G的確定 把已設(shè)計好的鏟斗橫截面外輪廓圖畫在 x0y 坐標里，斗尖對準坐標原點 0，斗前壁與 x軸呈 4176。此為鏟斗插入料推時位置，即為工況 ? 。 由于 G 點的 x 坐標值越小，轉(zhuǎn)斗掘起力就越大，所以 G 點靠近 0 點是有利的，但它受斗底和最小離地高度的限制，不能隨意減??；而 G 點的 y 坐標值增大時，鏟斗在料堆中的鏟取面積增大，裝的物料多，但這樣縮小了 G 點與連桿鏟斗鉸接點 F 的距離，使掘起力下降。 綜合考慮各種因素的影響，更具坐標圖上工況 I 時的鏟斗實際狀況，取 G 點的坐標為（ 1356， 220）。 （ 2） 動臂與車架鉸接點 A 的確定 1．以 G 點為圓心，使鏟斗順時針轉(zhuǎn)動，至鏟斗斗口與 x 軸平行為止，即工況 II。 2．把已選定的輪胎外廓圖在坐標圖上。作圖時，應(yīng)使輪胎前 緣與工況 II 時鏟斗后壁的間隙盡量小些，目的使機構(gòu)緊湊、前懸小。取為 418mm；輪胎中心 QZ的 y 坐標值應(yīng)等于輪胎的工作半徑 Rk。由參考文獻得： yz =Rk = ? ?12dw H bwbw ??????????????? = ? ?635 1 5 9 0 1 0 .1 32 ? ? ? ? = 取為 830mm 式 3．更具給定的最大卸載高度 Hmax、最小卸載距離 Lmin 和卸載角 ? x，畫出鏟斗在最高位置卸載時的位置圖，即工況 IV，如圖 所示。 圖 動臂結(jié)構(gòu)布置示意圖 4．以工況 IV 時的 G 點為圓心，順時針旋轉(zhuǎn)鏟斗，使鏟斗口與 x 軸平行，即得到鏟斗最高舉升位置圖，即工況 III。 5． 兩動臂鉸接點 A 在橫向平面內(nèi)的距離 bA,根據(jù)裝載機的輪距并考慮動臂油缸的外形尺寸取為 1200mm。 A 點到前輪中心的距離 lA取為 660mm。 顯然在 A應(yīng)在GG 兩點連線的中垂線 mm 上，再根據(jù) la 大小作垂線 nn，直線 mm 與 nn 交點即為所求的 A點。 （ 3） 動臂長度的確定 根據(jù)給定的最大卸載高度 Hmax及最大卸載高度時的卸載距離 S 可以按圖 ? ?? IV III A 計算動臂 的長度。如圖 示， AG 為動臂長度，當動臂提升到最大卸載高度時，利用所示的幾何關(guān)系，從三角形 AGI 可求出動臂長度 Lag，由參考文獻得： Lag= 2 2 2 2 ( sin c o s )a b c c b a??? ? ? ? 式 式中 a=La+R+S=660+885+1100=2645mm。 b=Hmaxha=30001870=1130mm。 c2=hg2+lg2=2202+13562=1887136mm； ? =55176。 代入上式得 Lag= 8534888 =2921mm 圖 動臂布置幾何圖解 （ 4） 動臂形狀的選擇 動臂按其縱向中線形狀可分為直線型與曲線型兩種。前者結(jié)構(gòu)簡單，腹板變形小，重量輕，而且動臂的受力情況較好，后者可使工作裝置的結(jié)構(gòu)布置更為合理。 動臂斷面的結(jié)構(gòu)形式有單板，雙板和箱形三種。大型裝載機的動臂多采用雙板或用箱形結(jié)構(gòu)。因為這種動臂形式能較好的改善動臂的受力情況，消除了單板動臂因搖臂支撐力作用使動臂承受附加 扭矩的影響。 本設(shè)計選用曲線型雙板結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 動臂的結(jié)構(gòu)形式 動臂舉升油缸的設(shè)計 動臂油缸的鉸接位置 確定動臂油缸與動臂及車架的鉸接點 H、 M 的位置，通常參考同類樣機，同時考慮動臂油缸的提升力臂與行程的大小選定。 H 點一般選在約為動臂長度的三分之一處，且在動臂兩鉸接點的連線之上，以便留出鉸接位置。動臂油缸與車架有兩種連接方式：油缸下端與車架鉸接；油缸中部或上部與車架鉸接。本設(shè)計選油缸下端與車架鉸接，且油缸的下端到地面的距離 hm取為 498mm，避免發(fā)生干涉。如圖 所示： 圖 動臂油缸的鉸接位置 動臂油缸行程的確定 在選定動臂油缸鉸接點的位置后，便可用與求動臂長度的方法求出其油缸行程 ? LH： ? LH=Lmmax－ Lmmin=2350－ 1456=894mm 式 式中 Lmmax—— 動臂油缸的最大安裝距離； Lmmin—— 動臂油缸的最小安裝距離。 連桿機構(gòu)的設(shè)計 動臂與搖臂的鉸接點 B 的確定 根據(jù)經(jīng)驗分析，一般取 B點在 AG 連線的上方，過 A點的水平線的下方，并在 AG 的垂直平分線左側(cè)盡量靠近工況 II 時的鏟斗處。相對前輪胎， B 點在其外部的左上部。即取 B點的坐標為（ 2180， 1522）。 連桿與鏟斗和搖臂的兩個鉸接點的確定 由于 G、 B 兩點已被確定，所以確定 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 所示。 按雙搖桿條件設(shè)計四桿機構(gòu) 令 GF 桿為最短桿， BG 桿為最長桿，即必有 GF+BGEF+BE 如圖 所示，若令 GF=a， FE=b， BE=c， BG=d，并將上式不等號兩邊同除以 d，經(jīng)整理可得下式，即 K= 1b c ad d d? ? ? 式 在設(shè)計時，上式各值可按式一下格式選取。 K=~ a=（ ~） d c=（ ~） d 由于 d 值已由 BG 確定為 1540mm，代入以上各式即可求得 a、 b、 c 的取值范圍。同時又要滿足以下四點要求： 1） E 點不可與前橋相碰，并有足夠的最小離地高度； 2) 工況 I（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）工況 II（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(gòu)運動時發(fā)生自鎖； 4）工況 IV（高位卸載工況）時， EF 桿與 GF 桿的傳動角也必須大于 10176。經(jīng)作圖后取得： a=583mm， b=1250mm， c=900mm。 E、 F 的位置如圖 所示。 圖 連桿、搖臂、轉(zhuǎn)斗油缸尺寸設(shè)計 轉(zhuǎn)斗油缸與搖臂和機構(gòu)的鉸接點的確定 ` 1）確定 C點 從力傳遞效果出發(fā)，顯然使搖臂 BC 段長一些有利，那樣可以增大轉(zhuǎn)斗油缸作用力臂，使掘起力相應(yīng)增加。但加長 BC 段，必將減小鏟斗和搖臂的轉(zhuǎn) 角比，造成鏟斗轉(zhuǎn)角難以滿足各個工況的要求，并且使轉(zhuǎn)斗油缸行程過長。因此，設(shè)計使，一般取 BC= (~)BE C 點一般取在 B 點左上方， BC 與 BE 夾角可取 ? CBE=130176。 ~180176。并注意使工況 I 時搖臂 BC 與轉(zhuǎn)斗油缸 CD 接近垂直； C 點運動不得與鏟斗干擾，其高度不能影響司機視野。 經(jīng)畫圖取得滿足要求的尺寸為 BC=650mm， ? CBE=165176。 2）確定 D點 如圖 所示，當鉸 接點 G、 F（即 F2）、 E(即 E2)、 B、 C（即 C2）被確定后，則鏟斗分別在工況 I、 II、 III、 IV時的 C 點的位置 C C C C4也就唯一被確定下來。 由于鏟斗由工況 II舉升到工況 III過程為平動和由工況 IV下降到工況 I時能自動放平。在此過程中，轉(zhuǎn)斗油缸的長度均分別保持不變，所以 D 點必為 C2 點和 C3點連線的垂直平分線與 C1點和 C4點連線的垂直平分線的交點。 研究證明， D 點設(shè)計在 A 點的左下方較好，這樣不但平動性好，而且動臂舉升時，可減少舉升外阻力矩，有利于舉升油缸的設(shè)計。 D 點的位置見圖 所示。 工作裝置的強度