【正文】 動臂 動臂可看成是支承在前車架 A 點和動臂油缸上鉸點 H 點的雙支點懸臂梁 (圖4— 5)，為簡化計算，將動臂主軸線分為 BI、 IJ、 JA 等折線，分別求各段內(nèi)的內(nèi)力 Q、 N、 M 的值。 (a)水平偏載（ Pxa=295KN,PZa=0） 如圖 4—4a 所示，取鏟斗為分離體，根據(jù)平衡原理，分析鏟斗的受力： 由 ? ?0BM ? ?121211 s i nc os2 ?? ???????? lhPlGlPhP CDDaZaX （ 4—10） ? KNlhlGlPhPPDDaZaXc1 8 46s i n4 0 06c o s3 6 05 0 024 8 1 5 3 002 2 02 9 5s i nc o s2121211?????????????????????? （ 4—11） 由 ? ????? 0c o s,0 1 BcaX XPPX ? （ 4—12） 所以 ? ?? ?KNPPX caXB4786c os184295c os01??????? ? （ 4—13） 由 ? ?????? 02s i n,01 DaZBc GPZPZ ? (4—14)太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 32 則 KNGPPZ DcaZB2 in1842s in01?????????????? ???? ? （ 4—15） 如圖 3— 24b 所示，取連桿為脫離體，根據(jù)平衡原理，作用于連桿兩端的力大小相等， 方向相反，即： DC PP? （ 4—16） 由圖示受力分析可知，連桿此時受拉。鏟斗的重量由兩部分組成，一部分是圍成鏟斗的鋼板的重量 G1，另一部分是筋板、吊耳等附屬裝置的重量 Δ G，估算 Δ G 的值為 10％ G1，則 110011 GGGGGG D ?????? (4—8) 又 gtStStSG K ?)2( 211 ??? (4—9) 式中 S1—— 鏟斗側(cè)壁的面積， t—— 鏟斗壁厚， S2—— 斗底和后斗壁的面積， SK—— 檔板面積， ρ —— 鋼板的密度（取 ρ =7850kg/m3）， g—— 重力加速度（取 g=10N/Kg）， 由前述可得 S1= t= 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 31 S2= m2 SK= m2 代入各項數(shù)據(jù)可得： NG ???????? ）（ KNNGG D 4 8 76 8 0 1 ????? 3)認(rèn)為動臂軸線與連桿 —— 搖臂軸線處于同一平面， 則所有的作用力都通過構(gòu)件 (除鏟斗外 )斷面的彎曲中心，即略去了由于安裝鉸座而產(chǎn)生的附加的扭轉(zhuǎn)，從而可以用軸線、折線或曲線來代替實際構(gòu)件。 6．受 水平偏載與垂直偏載同時作用的工況 (圖 4— 2f) 水平力與垂直力的大小與工況 (c)相同。 W—— 整車重量。 綜合上述 分機可以得到如下六種工作裝置的典型工況 (圖 4— 2)： 1. 對稱水平力的作用工況 (圖 4— 2a) 水平力 (即插入阻力 PC)的大小由裝載機的牽引力決定，其水平力的最大值為： cKPx PPR ?? max (4— 1) 此處根據(jù)已知取 KNPR M A XKPx 138?? （ 4—2） maxKPP —— 裝載機空載時的最大牽引力， cP —— 插入力。形成偏載情況時，通常是將其簡化后的集中栽荷加在鏟斗側(cè)邊第一斗齒上。 3)對工作裝置進行受力分析。 xh 太大時，將增加卸載沖擊，損壞運輸車輛， xl 過大，雖然有利于裝車，但加大了工作機構(gòu)前懸，降低整機穩(wěn)定性。 AB= 2558 mm AH 取 1050 mm 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 最小離地間隙一般 mmhmmh mm 1 5 3 7,3 5 0 ?? 此處取 圖 3— 6 動臂油缸的鉸接位置 作圖知道 圖 3— 7 動臂 油缸行程的設(shè)計 油缸最大長度 1644 mm ，最小長度 963 mm ， ?mmhh （ 35） 符合設(shè)計要求。但不論那種連接方式，都要使動臂油缸的下端到地面的距離 HM 滿足裝載機離地間隙的要求。 確定動臂油缸的鉸接位置及動臂油缸的行程 動臂油缸的鉸接位置 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 24 確定動臂油缸與動臂及車架的鉸接點 H、 M 的位置 (圖 3— 5)，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。? ，并且都為銳角，而力臂大小為 MAHAH 39。但是，采用底部鉸接式油缸時，要使 M 點前移是比較困難的，它受前橋限制，支座布置也較麻煩，如圖 3—7a 所示，為克服 M 點前移的困難，可采取 M 點上移 (即加大 Mh )和 H 點太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 23 向 B 點方向前移的辦法，使舉升動臂油缸幾乎呈水平狀態(tài)，計算證明，這樣布置也能得到較好的舉升特性。 考慮到聯(lián)合鏟裝 (邊抓入邊舉臂 )工況的需要，在滿足 M 點最小離地高度要求的前提下，令工況Ⅰ時 HM 近似于水平，一般取 HM與水平線成 10o~15o 夾角。 舉升油缸與動臂和機架的鉸接點 H 及 M 點的確定 動臂舉 升油缸的布置應(yīng)本著舉臂時工作力矩大、油缸穩(wěn)定性好、構(gòu)件互不干擾、整機穩(wěn)定性好等原則來確定。iF 既為轉(zhuǎn)斗油缸的最小安裝尺寸 minR 。iF 各點得一曲線，過 39。iiCB 。搖臂與動臂的鉸點 E 布置在動臂兩鉸點的連線 AB 的中部偏上為 m 處。 搖臂和連桿要傳遞比較大的插入和轉(zhuǎn)斗阻力，因此在設(shè)計時不僅考慮運動關(guān)系，而且還應(yīng)考慮它們的強度和剛度。 連桿與鏟斗和搖臂的兩個鉸接點 C、 D 的確定 因為 B、 E 兩點已被確定，所以再確定 C 和 D 點實際上是為了是終確定與鏟斗相聯(lián)的四桿機構(gòu) BCDE 的尺寸。 確定動臂與搖臂的鉸接點 E E 點位置是一個十分關(guān)鍵的參數(shù)。 動臂育車架鉸點的高度通常?。? ? ? ~ RH A ? = ?0R 鏟斗回轉(zhuǎn)半徑 A 點位置盡可能低一點，以提高整機工作的穩(wěn)定性，減小機器高度，改善司太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 20 機視野。0m a x c oss i n BsasD lRlRHHl ???????? ???? ? ?? ?mmmmmm a x39。取 1； ? —— 輪胎變形系數(shù)，普通輪胎為 。 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 18 圖 3— 2 連桿兩鉸接點的確定圖 綜合考慮各種因素的影響，設(shè)計時，一般根據(jù)坐標(biāo)圖上工況 I 時的鏟斗實際狀況，在保證 B 點與 Y 軸坐標(biāo)值 mmy B 350~250? 和 x 軸坐標(biāo)值 Bx 盡可能小而且不與斗底干涉的前提下，在坐標(biāo)圖上人為地把 B 點初步確定下來。 圖 3— 1 鉸接點 B 的確定 動臂與鏟斗、搖臂、機架的三個鉸接點 B、 E、 A 的確定 確定坐標(biāo)系 如圖 32 所示，先在坐標(biāo)紙上選取直角坐標(biāo)系 xOy ，沖選定長度比例尺 1? 。 不管用什么方法確定各鉸接點的坐標(biāo)值，但最終都必須滿足對工作機構(gòu)設(shè)計提出的各種要求。轉(zhuǎn)斗機構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)斗油缸 GF、搖臂 FED、連桿 DC、鏟斗 BC、動臂 AEB 和機架 AG 六個構(gòu)件組成。對于選定的結(jié)構(gòu)形式，在滿足上述要求下，可以有各種各樣的構(gòu)件尺寸及鉸接點位置。工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足以下 要求： 1)保證滿足設(shè)計任務(wù)書中所規(guī)定的使用性能及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的要求，如最大卸載高度、最大卸載距離、在任何位置都能卸凈物料并考慮可換工作裝置等。 3. 工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)裝載機用途、作業(yè)條件及技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等擬定購設(shè)計任務(wù)書的要求，選定了工作裝置的結(jié)構(gòu)形式后，便可進行工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 對于裝有擋板的鏟斗： 322032mbaSBV p???????? （ 2—10） 根據(jù)有關(guān)計算有 mlllllNDCNbmBmlaZgKgZK50c o c o s202220222220????????????????? （ 2—11） S—— 鏟斗橫斷面面積，如圖 2— 5 中所示陰影面積 0B —— 鏟斗內(nèi)壁寬 (m)， a—— 擋板高度 (m)； b—— 斗刃刃口與擋板最上部之間的距離 (m)。在選擇 1? 時，應(yīng)保證側(cè)壁切削刃與擋板的夾角為 090 。因此鏟斗的其它參數(shù)依據(jù)它來決定。因此，鏟斗轉(zhuǎn)鉸銷的位置以近于刃口處為好，在極端時也有將轉(zhuǎn)鉸銷布置在鏟斗內(nèi)部，如圖 2— 4 所示。 斗體形狀 對主要用于土方工程的裝載機，在設(shè)計鏟斗時要考慮斗體內(nèi)的流動性，減少物料在斗內(nèi)的移動或滾動阻力，同時要有利于在鏟裝粘性物料時有良好的倒空性。因此，對主要用于鏟裝巖石或密實物料的裝載機，其鏟斗均裝有斗齒。非 直 線型切削刃 有 v 型和弧型等，裝載機用得較多的是 v 型斗刃。 根據(jù)裝載物料的容重，鏟斗做成三種類型； 正常斗容的鏟斗用來裝載客重 — 噸／米 3的物料 (如砂、碎石、松散泥土等 )：增加斗容的鏟斗，斗容一般為正常斗容的 — 倍，用來鏟掘容重 噸／米 3左右的物料 (如煤、煤渣等 )；減少斗容的鏟斗，斗容為正常斗容的 ~，用來裝載容重大于 2 噸／米 3 的物料 (如鐵礦石、巖石等 )。 應(yīng)當(dāng)指出，正、反轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)都是非平行四邊形機構(gòu)。 反轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)多采用單連桿，雙連桿機構(gòu)布置較困難。缺點是當(dāng)鏟斗鏟裝物科時油缸的小腔工作，因而使鏟斗油缸的缸徑與重量增大。雙連桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，轉(zhuǎn)斗油缸也難于布置在動臂下方， 但搖臂 —— 連桿的傳動比較大，因此搖臂 —— 連桿尺寸可以減小，駕駛員的視野較好，鏟起力變化曲線平緩 (圖 1— 2a 曲線② )，適于利用鏟斗及動臂復(fù)合鏟掘的作業(yè) (圖 1— 2c)。其運動特點是：發(fā)出最大鏟起力 P 時的鏟斗轉(zhuǎn)角 α 是負(fù)的 (圖 1— 2a 曲線① )，有利于地面的挖掘 (圖 1— 2b)，鏟斗傾斜時的角速度大，易于抖落砂土，但沖擊較大。 根據(jù)搖臂 —— 連桿數(shù)目及鉸接位置的不同，可組成不同型式的連桿機構(gòu)。但由于在動管前端裝有較重的托架，所以減少了鏟斗的載重量。其動 臂和連桿的后端與車架支座鉸接，動臂和連桿的前端與鏟斗托架鉸接，托架上部鉸接轉(zhuǎn)斗油缸體，其活塞桿及托架下部與鏟斗鉸接。動臂的升降和鏟斗的轉(zhuǎn)動采用液壓操縱。當(dāng)然，在設(shè)計中難 免有疏忽以及錯誤的地方，望批評指正。第一代產(chǎn)品幾十年來沿續(xù)至今，全國幾乎使用同一套圖 紙，有些技術(shù)力量薄弱的廠家，仍把其當(dāng)作主導(dǎo)產(chǎn)品推向市場。卸料后動臂下降時又能使鏟斗自動放平。鏟斗通過連桿和搖臂與轉(zhuǎn)斗油缸鉸接，用以裝卸物料。After unloading, move the arm descend to put to the container to dig the position container can put automatically even. KEY WORDS Wheel Loaders ,Work Equips 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 3 目 錄 中文摘要 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 1 英文摘要 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 2 目 錄 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 3 前 言 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 5 1. 裝載機工作裝置設(shè)計概述 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈