【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定性好，特別適宜在潮濕、松軟路面、工作量集中、不需經(jīng)常轉(zhuǎn)移和地形復(fù)雜地區(qū)作業(yè)。綜上所述及裝載機(jī)的作業(yè)特點(diǎn)，選用輪式行走裝置。二、傳動(dòng)形式的選擇裝載機(jī)所采用的傳動(dòng)系統(tǒng)基本上有四種形式：機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、靜壓傳動(dòng)和電動(dòng)輪裝載機(jī)。本機(jī)為ZL系列，參照同類(lèi)產(chǎn)品，采用液力機(jī)械傳動(dòng)，此傳動(dòng)系具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）在保持一定插入里的同時(shí)，舉升動(dòng)臂或轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗，以減少鏟掘阻力，縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間。（2）可隨外載荷變化而自動(dòng)調(diào)整車(chē)速，因而可減少變速箱檔位，簡(jiǎn)化變速箱‘結(jié)構(gòu)和操作。（3）裝載機(jī)在作業(yè)時(shí)換檔次數(shù)較多，液力機(jī)械傳動(dòng)因一般均配以動(dòng)力換檔變速箱，可在不停車(chē)情況下?lián)Q檔，操作輕便，動(dòng)力換檔時(shí)間短，生產(chǎn)率高。，（4）由于裝載機(jī)所用變矩器的可透性小，當(dāng)運(yùn)行阻力變化時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化很小，因而當(dāng)外阻力大迫使車(chē)速降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)仍能保持較高轉(zhuǎn)速，則作業(yè)油泵流量不變，工作裝置作業(yè)速度不受影響。（5）變矩器能吸收作業(yè)時(shí)傳給傳動(dòng)系的沖擊，可延長(zhǎng)零件壽命。（6）不會(huì)因外阻力大而熄火。三、傳動(dòng)系部件的選擇變矩器型式和有效直徑的確定：(1) 選型裝載機(jī)作業(yè)時(shí)牽引力和車(chē)速的變化范圍大、并且變化急劇、頻繁。工作條件苛刻，而要求所選用的變矩器應(yīng)具有變換系數(shù)B（B=k0I ,式中，K—最大變矩系數(shù)，I—變矩器最大效率 所對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)比）盡可能大。最高效率 要高，高效范圍要寬，并要求變矩器在低、中速比范圍內(nèi)穿透性要小，則當(dāng)運(yùn)行阻力增大，迫使車(chē)速降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低不多，以保證液壓泵功率和作業(yè)速度。但在高速比時(shí)正穿透性應(yīng)很大，使泵輪吸收較小功率。則當(dāng)變速箱掛空擋時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不會(huì)被變矩器本身無(wú)益的損耗掉。裝載機(jī)用變矩器要求在低速比區(qū)域有一定的負(fù)透性，使在鏟裝物料接近結(jié)速時(shí)，變矩器吸收功率減小，及時(shí)把部分功率讓給作業(yè)液壓泵，減少發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的利用。此外，還要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠和便于制造，上述這些要求往往是矛盾的，無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足，因而需綜合比較各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行選型。單級(jí)單向渦輪變矩器使用較廣，因其效率較高（一般90%以上），在中低速區(qū)有不大的可透性，而在高速區(qū)則正透性很大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，因而工作壽命較長(zhǎng)。但其K值不大（一般在3左右）。雙渦輪變矩器可提高變矩系數(shù)，擴(kuò)大高效區(qū)，它的兩個(gè)渦輪可隨外載荷的變化而自動(dòng)換檔，因而可簡(jiǎn)化變速箱的結(jié)構(gòu)和操作，改善作業(yè)性能。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，最高效率低（僅80%左右）。綜上所述并參考同類(lèi)產(chǎn)品，本機(jī)選3元件單級(jí)單相向心渦輪變矩器：YJ1型。（2）確定變矩器的有效直徑：通常采用合理地選擇變矩器有效作用直徑的方法來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器的共同工作區(qū)域，即稱(chēng)之為匹配。一般認(rèn)為：裝載機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)扣除20~40%功率與變矩器匹配較合適。根據(jù)本機(jī)特點(diǎn)及發(fā)動(dòng)機(jī)特性、變矩器特性，我們選擇70%的發(fā)動(dòng)機(jī)功率與變矩器匹配。由以下計(jì)算變矩器的有效直徑： D= 式中：Me—輸入變矩器的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值 λB*—相應(yīng)于變矩器最高效率工況的泵輪力矩系數(shù) ne—相應(yīng)于Me值的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） γ—液體重度（Kg/m）由參考圖八：柴油機(jī)和變矩器的外特性曲線(xiàn)得： Me=70%= λB*=106γ=872kg/m3ne=220rpm將以上數(shù)值代入公式，得選變矩器的有效直徑為D=265mm，即變矩器規(guī)格為YJ1—265型。變速箱、主傳動(dòng)、輪邊減速和驅(qū)動(dòng)方式的選擇（1） 變速箱型式的選擇變速箱有人力換檔和動(dòng)力換檔二種，前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率較高，但由于操縱繁重，換檔時(shí)需切斷動(dòng)力而費(fèi)時(shí)，不適合裝載機(jī)頻繁、快速換檔的要求。裝有液力變矩器的裝載機(jī)一般均采用動(dòng)力換檔變速箱，這種變速箱有兩種結(jié)構(gòu)型式：定軸式和行星式齒輪變速箱，二者的比較如表所示： 定軸式與行星式齒輪變速箱的比較比較項(xiàng)目定軸式行星式結(jié)構(gòu)與加工效率簡(jiǎn)單，零件加工精度要求一般，合齒數(shù)越多效率越低。復(fù)雜，零件加工精度要求較高，傳動(dòng)效率可以比較高。外型尺寸和重量齒輪模數(shù)較大，重量較大 ，變速箱橫向尺寸較大。受力分散，齒輪模數(shù)可減小，重量略輕，結(jié)構(gòu)緊湊，可用較小尺寸得到較大傳動(dòng)比，軸向尺寸較大，檔位多。扭矩容量換檔用摩擦片直徑小，片數(shù)多，受結(jié)構(gòu)和通用性限制，扭矩容量增加困難大采用較大直徑的摩擦片作為換檔離合器，所需片數(shù)少，扭矩容易做大工作可靠性回轉(zhuǎn)油缸多，離合器油壓受離心力影響，操縱油路需經(jīng)旋轉(zhuǎn)密封，易發(fā)生故障采用制動(dòng)器，不產(chǎn)生離心力，也無(wú)需旋轉(zhuǎn)密封，工作可靠件數(shù)和通用程度；維修；成本零件數(shù)多，但通用零件較多，方便；便于檢查；價(jià)格較低齒輪軸類(lèi)多，隨檔位增加零件相對(duì)減少；拆卸不便；造價(jià)較高由上述比較可見(jiàn)，兩變速箱各有所長(zhǎng)，故在裝載機(jī)上均有采用。定軸式由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本較低，維修方便，便于總體布置，在小型裝載機(jī)上采用較多。根據(jù)本機(jī)特點(diǎn)，我們選用定軸式動(dòng)力換檔變速箱。（2）主傳動(dòng)、輪邊減速和驅(qū)動(dòng)方式的選擇由于裝載機(jī)的作業(yè)速度比較低，所以驅(qū)動(dòng)橋的減速比較一般車(chē)輛大的多。要實(shí)現(xiàn)這么大的減速比，即使采用雙級(jí)主傳動(dòng)減速也還是相當(dāng)困難的。因此，為滿(mǎn)足裝載機(jī)的低速作業(yè)要求和減小主傳動(dòng)的被動(dòng)齒輪、差速器和半軸所傳遞的扭矩，目前都采用單機(jī)主傳動(dòng)和行星輪邊減速裝置（本機(jī)也采用這種方式）。行星輪邊減速可用較小結(jié)構(gòu)尺寸得到較大傳動(dòng)比，同時(shí)可將整個(gè)輪邊減速裝置放在輪轂內(nèi)，便于整機(jī)布置。輪邊減速裝置減速比在結(jié)構(gòu)尺寸允許的情況下，應(yīng)盡量取大些，這樣可使主傳動(dòng)齒輪、差速器及半軸尺寸減小，結(jié)構(gòu)緊湊，增大離地間隙，提高裝載機(jī)的通過(guò)率。輪式裝載機(jī)多采用雙橋驅(qū)動(dòng)，以利用整機(jī)重量作為附著重量，使?fàn)恳Φ靡猿浞职l(fā)揮，但當(dāng)裝載機(jī)需轉(zhuǎn)移工地，在路面作長(zhǎng)距離行駛時(shí)，在傳動(dòng)系內(nèi)部將產(chǎn)生循環(huán)功率，加速輪胎磨損，為此一般變速箱內(nèi)裝有脫橋機(jī)構(gòu)，以使裝載機(jī)在好路面行駛時(shí)實(shí)現(xiàn)單橋驅(qū)動(dòng)。對(duì)于采用低壓輪胎、經(jīng)常在不好路面工作，而較少移動(dòng)、作長(zhǎng)距離行駛的裝載機(jī)，可不設(shè)脫橋機(jī)構(gòu)。本機(jī)不設(shè)脫橋機(jī)構(gòu)。本機(jī)采用單級(jí)主傳動(dòng)，一級(jí)行星輪邊減速和雙橋驅(qū)動(dòng)方式。四、轉(zhuǎn)向方式的選擇本機(jī)為ZL系列產(chǎn)品，參照同類(lèi)產(chǎn)品，選用鉸接式轉(zhuǎn)向方式，全液壓操縱。該方式有以下優(yōu)點(diǎn)：，可采用大尺寸。寬基面低壓胎以發(fā)揮更大的牽引力。，可得到小于自身機(jī)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)向半徑，機(jī)動(dòng)性好，減少了裝載機(jī)調(diào)車(chē)行駛的路程。，軸距可做得較長(zhǎng)，在作裝載機(jī)牽引力工作是，容易保持前后橋上重量的合理分配，保證較好的縱向穩(wěn)定性。行車(chē)時(shí)縱向顛簸小，減少駕駛員的疲勞?！叭鋭?dòng)”式爬行，增強(qiáng)車(chē)輛通過(guò)沼澤地和泥濘地區(qū)的能力，并能在非常狹窄地方通過(guò)。在機(jī)器停車(chē)情況下，鏟斗能隨前車(chē)一起左右擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)原地對(duì)車(chē)。，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化制造工藝，降 低成本。其缺點(diǎn)是：軸距較長(zhǎng)，使整車(chē)縱向通過(guò)半徑增大，橫 縱向穩(wěn)定性差；轉(zhuǎn)向時(shí)前后車(chē)架需要相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以慣性大，容易振動(dòng)，對(duì)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有較高要求。五、制動(dòng)系選型制動(dòng)系統(tǒng)包括三部分：行走制動(dòng)，停車(chē)制動(dòng)及緊急制 動(dòng)器。行車(chē)制動(dòng)器用于車(chē)輛在行駛中減速，一般由腳踏板控 制，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用加力機(jī)構(gòu)，大中型采用氣推油助力裝置。現(xiàn)代裝載機(jī)多采用雙管路系統(tǒng)。停車(chē)制動(dòng)器用于裝載機(jī)在坡道上停歇制動(dòng)，一般裝在變速箱輸出軸上，具有手操縱機(jī)械傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。緊急制動(dòng)器用于停車(chē)系失效，緊急制動(dòng)，有獨(dú)立驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)，在中小型裝載機(jī)上與停車(chē)制動(dòng)器合而二為一。裝載機(jī)制動(dòng)頻繁，制動(dòng)強(qiáng)度較高，作業(yè)條件惡劣，因 而對(duì)制動(dòng)器要求除制動(dòng)效能、效率等問(wèn)題，還有如下要求 ： （1） 在附有泥水等惡劣使用條件下，應(yīng)保證有較穩(wěn)定的制動(dòng)性能。（2） 為適應(yīng)頻繁制動(dòng)和確保下坡連續(xù)制動(dòng)的安全，制動(dòng)器散熱要快。（3） 壽命要長(zhǎng)，便于調(diào)整與維修。現(xiàn)代中小型輪式裝載機(jī)多采用鉗盤(pán)式制動(dòng)器，本機(jī) 也采用鉗盤(pán)式制動(dòng)器，它與蹄式制動(dòng)器相比有如下優(yōu)點(diǎn)心 ：（1） 制動(dòng)性能穩(wěn)定，具有良好的沾水復(fù)原性，即不會(huì)因沾有泥水而導(dǎo)致制動(dòng)力矩下降。制動(dòng)圓盤(pán)外露于空間，并隨車(chē)輪旋轉(zhuǎn)，有自動(dòng)清除泥水作用，容易干燥。（2） 耐熱衰減性能好，不會(huì)因摩擦生熱使摩擦系數(shù)減小，而導(dǎo)致制動(dòng)力矩的明顯下降。其散熱條件好（3） 制動(dòng)器無(wú)增力作用，制動(dòng)力矩增長(zhǎng)平穩(wěn)。（4） 摩擦圓盤(pán)的磨損均勻，壽命比蹄式制動(dòng)器長(zhǎng)2—3倍。維修方便，摩擦片磨損后可自動(dòng)調(diào)整間隙。更換摩擦片方便，不需拆卸輪胎和輪邊減速傳動(dòng)裝置，可減少機(jī)器停工時(shí)間。 第2章?tīng)恳τ?jì)算 2．1 柴油機(jī)與變矩器聯(lián)合工作的輸入與輸出特性曲線(xiàn) 聯(lián)合工作輸入特性曲線(xiàn) 本機(jī)為液力機(jī)械傳動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)扣除20~40%與變矩器匹配，扣除的用來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器的輔助裝置和工作油泵。必須已知：1）變矩器原始特性曲線(xiàn)及變矩器有效直徑，參考參考圖八。2）工作油重度。3）發(fā)動(dòng)機(jī)的凈特性曲線(xiàn)，參考參考書(shū)（Ⅴ）P117圖58。作原始特性曲線(xiàn)及無(wú)因次特性曲線(xiàn)表示。變矩器的無(wú)因次性能曲線(xiàn)λ1=fλ(i)K1=fK(i),η1=fη(i),參考參考圖八。所謂無(wú)因次特性曲線(xiàn)表示在循環(huán)圓內(nèi)，液體具有完全相似的穩(wěn)定流現(xiàn)象的若干變矩器之共同特性曲線(xiàn)函數(shù)曲線(xiàn)。表示某種幾何相似的液力變矩器的原始特性λT=f(i)， K1=f(i),η=f(i)，這三條中第一條表示變矩器穿透性，第二條表示變矩器的變矩特性。第三條表示變矩器的變矩經(jīng)濟(jì)性。有了這些無(wú)因次特性線(xiàn)后，就可獲得同類(lèi)型任何幾何尺寸的相似液力變矩器的特性，其計(jì)算公式為：MB=λBγD5nB2MT=KMBη=KiTBnt=nBiTB 一般工程機(jī)械選用自動(dòng)適應(yīng)性好的具有單值下降的MT=f(nt)曲線(xiàn)的變矩器。對(duì)于裝載機(jī)這樣的工程機(jī)械，由于變矩器和工作裝置油泵經(jīng)常同時(shí)工作，而工作裝置油泵所消耗的功率約占發(fā)動(dòng)機(jī)功率的4060%若，采用全功率匹配，則裝載機(jī)在牽引工況時(shí)，勢(shì)必引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，鏟斗動(dòng)作緩慢，發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用程度低，因此需采用部分功率匹配，但D值必須選取適當(dāng)，D值過(guò)小則裝載機(jī)在運(yùn)輸工況時(shí)，勢(shì)必在發(fā)動(dòng)機(jī)的部分特性上工作。動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性降低，且易造成變矩器過(guò)熱；但D值如果過(guò)大，則裝載機(jī)在牽引工況時(shí)，不僅鏟斗動(dòng)作緩慢，作業(yè)效率降低，甚至發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。本機(jī)扣除30%的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。作圖步驟：1）找出特殊工況（最高效率工況、高效區(qū)、起動(dòng)工況、制動(dòng)工況）的傳動(dòng)比值及幾個(gè)非特殊工況的傳動(dòng)比值。2）從變矩器無(wú)因次特性曲線(xiàn)上找出各i值對(duì)應(yīng)的λB值，K值，η值，列入表21。表21聯(lián)合輸入特性曲線(xiàn)iλγ（104）ηK0035363）在發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，按規(guī)律取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并求得各轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。4）把MB和nB的關(guān)系，按照同樣的比例，畫(huà)在轉(zhuǎn)換到泵輪上的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線(xiàn)，即得。公式：M=，計(jì)算結(jié)果列入表22。表22 功率匹配表 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)匹配扭矩1000741200791300140015007916001700781800771900200074210073220071240075）根據(jù)公式MB=λBγD5nB 計(jì)算MB值，并列入表23。6）根據(jù)表23的計(jì)算結(jié)果，在發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩圖上畫(huà)出一族不同的i值拋物線(xiàn)來(lái)，即為輸入特性曲線(xiàn)，如圖21所示表23根據(jù)裝載機(jī)的作業(yè)特點(diǎn)，一般用發(fā)動(dòng)機(jī)扣除20~30%的功率與變矩器相匹配為合適，此處根據(jù)本機(jī)具體作業(yè)情況扣除發(fā)動(dòng)機(jī)功率的30%，再由表33作出發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器聯(lián)合工作的輸入特性曲線(xiàn)，作圖，對(duì)輸入特性曲線(xiàn)分析：⑴起步工況：i=0時(shí)的負(fù)荷拋物線(xiàn)距發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩點(diǎn)Memax較近，所以發(fā)動(dòng)機(jī)在起步時(shí)能獲得較大的起動(dòng)力矩。起動(dòng)性能較好。i=0時(shí)在Memax的右側(cè)，工作較穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)ne和Ne下降，造成發(fā)動(dòng)機(jī)熄火之現(xiàn)象。⑵ i=i﹡=，負(fù)荷拋物線(xiàn)接近發(fā)動(dòng)機(jī)的額定扭矩點(diǎn)，這能使發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率利用較充分。⑶該變矩器為混合透穿變矩器，它與發(fā)動(dòng)機(jī)的聯(lián)合工作范圍較近，負(fù)透穿變矩器為小。 柴油機(jī)與變矩器聯(lián)合工作的輸出特性輸出特性：MT=f(nT)、NT=f(nT)、η=f(nT) 輸出特性全面反映了復(fù)合運(yùn)動(dòng)裝置的動(dòng)力性和燃料的經(jīng)濟(jì)性，因此它成為評(píng)價(jià)液力傳動(dòng)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)，同時(shí)，對(duì)于配備液力傳動(dòng)的作業(yè)機(jī)械來(lái)說(shuō)，又是進(jìn)行機(jī)器牽引性能計(jì)算的原始數(shù)據(jù)。液力變矩器與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合工作的輸出特性可以根據(jù)其聯(lián)合工作的輸入特性和變矩器的無(wú)因次特性來(lái)繪制，作圖步驟如下：1）根據(jù)聯(lián)合工作輸入特性上變矩器不同工況下的負(fù)載拋物線(xiàn)束與換到泵輪上發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩曲線(xiàn)的交點(diǎn)，找到一系列發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器共同工作的參數(shù)坐標(biāo)值（M1i，n1i），如表242）根據(jù)不同工況下變矩器的傳動(dòng)比I，在無(wú)因次特性曲線(xiàn)上找出相應(yīng)的特性參數(shù)：ηi、Ki、λi；3）按下式計(jì)算不同工況下相應(yīng)的渦輪軸轉(zhuǎn)速n2 和輸出扭矩M2及輸出功率N2各點(diǎn)的坐標(biāo)：nT=inB；MT=KMB；NT=MTnT/=NBη；計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表24表24 聯(lián)合工作時(shí)，輸出特性曲線(xiàn)計(jì)算表iKηM1n1M2n2NT002215002210221220550218010176321101012972135106722201443100224522551804231020792380