【正文】 當(dāng)操縱動(dòng)臂上升時(shí)，控制陰借定位機(jī)構(gòu)使動(dòng)臂操縱桿停留在上升位置；當(dāng)動(dòng)臂提升到最大高度隊(duì)凸塊與氣控閥的觸頭相碰使氣控閥打開，壓縮空氣(一般不超過8公斤／厘米2)進(jìn)入動(dòng)臂油缸控制閥的進(jìn)氣口，推動(dòng)控制閥里的活動(dòng)柱塞移動(dòng)，使定位機(jī)構(gòu)失去定位作用，控制閥便在回位彈簧作用下返回中間位置(可參閱ZL50裝載機(jī)分配閥)，動(dòng)臂即停止上升動(dòng)臂下降的自動(dòng)限位原理與上述相同。動(dòng)臂升降自動(dòng)限位機(jī)構(gòu)的作用是把動(dòng)臂油缸控制閥放于提升(或下降)位置，提升(或下降)到一定高度時(shí)，動(dòng)臂油缸控制閥自動(dòng)地返回中立位置。由于轉(zhuǎn)斗油缸控制閥尚未回到中立位置，故油泵繼續(xù)向轉(zhuǎn)斗油缸供油，造成液壓系統(tǒng)的壓力超過過載悶調(diào)出壓力，過載悶打開，避免機(jī)構(gòu)損壞。鏟斗轉(zhuǎn)角限位裝置通常采用簡單的檔塊結(jié)構(gòu)。對動(dòng)臂提升與下降的高度進(jìn)行控制與限位。因此，可直接利用本章第四節(jié)強(qiáng)度計(jì)算中六種工況的計(jì)算結(jié)果，取其中的最大值作為轉(zhuǎn)斗油隨和動(dòng)臂油缸的被動(dòng)作用力。 由于則 在系列中取D=250mm. 3）確定活塞桿直徑d 速比，壓力較大時(shí)選用大值，此處取則， （5—3） 圖51 油缸主動(dòng)力的計(jì)算簡圖 取系列值d=180mm. 4)計(jì)算油缸壁厚 （5—4） 式中：py——試驗(yàn)壓力，取24MPa； [σ]——許用應(yīng)力，油缸材料選用45號鋼，其σb=700MPa，n=5,即 所以 在系列中取δ= 根據(jù)上述數(shù)據(jù)選用油缸型號為HSGF250/180——354x854. 動(dòng)臂油缸的選擇 1）動(dòng)臂油缸主動(dòng)力的確定 由圖51所示，當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖，動(dòng)臂油缸產(chǎn)生最大崛起力時(shí)其主動(dòng)力按下式計(jì)算： （5—5）式中 ：K2——考慮連桿機(jī)構(gòu)摩擦損失的系數(shù)，取K2＝； ——最大鏟起力； ——?jiǎng)颖圩灾?，在CAD中求得其面積，并算出體積從而求得Gs約為30KN； n——轉(zhuǎn)斗油缸數(shù)。表5—1轉(zhuǎn)斗油缸參數(shù)缸徑DD1 CDYPMXC+MREW2—EEφKKA（長）25029918090110500+s100100M482M953*110表5—2動(dòng)臂油缸參數(shù)缸徑DD1 CDYPMXC+MREW2—EEφKKA（長）140166806595630+s7070M422M682*75 轉(zhuǎn)斗油缸的選擇 1）轉(zhuǎn)斗油缸作用力的確定。確定了工作裝置油缸作用力和可能產(chǎn)生的被動(dòng)作用力后，便可按選定的液壓系統(tǒng)的工作壓力設(shè)計(jì)油隨所需之缸徑，并選定過載閥之壓力。如工作裝置的動(dòng)臂油缸不動(dòng)，靠轉(zhuǎn)斗油缸轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗而進(jìn)行鏟掘作業(yè)時(shí)，則轉(zhuǎn)斗油缸所產(chǎn)生的作用力為主動(dòng)作用力，動(dòng)臂油缸所承受的作用力為被動(dòng)作用力。將此截面在AutoCAD中做成面域，查詢可得 所以 圖4—7 搖臂強(qiáng)度計(jì)算簡圖EF段；軸向力剪力彎矩 圖4—8 搖臂E點(diǎn)截面形狀圖和DE段一樣，此處截面N——N如圖4—8。如圖4—7。其計(jì)算根據(jù)《工程力學(xué)》中所講的方法進(jìn)行。所謂密封式鉸銷，就是鉸銷軸套的端部加一個(gè)密封圈，密封圈可以防止?jié)櫥瑒┬孤都皦m土進(jìn)入，因此可延長軸銷和軸套銷的使用壽命及減少定期潤滑的次數(shù)，使日常維修工作所消耗的時(shí)間及費(fèi)用減少。 （MPa） （4—38）式中 Q——計(jì)算斷面的剪力(N)； SZmax——計(jì)算斷面中性軸Z處的靜矩（m3）； JZ——計(jì)算斷面時(shí)對中性軸Z的慣性矩（m4）； b——計(jì)算斷面的寬度（m）。如圖4—4c所示，取搖臂為脫離體，根據(jù)平衡原理，分橋搖臂的受力； 由 （4—30） (4—31)由 （4—32）由 （4—33）如圖3—24d所示，取動(dòng)臂為脫離體，根據(jù)平衡原理，分析動(dòng)臂的受力： 由 （4—34）由 （4—35） 由 （4—36）比較兩種工況可知第5種典型工況受力比較大，故取第5種工況為例進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。工作裝置的受力分橋，就是根據(jù)上述各種工況下作用在鏟斗的外力，用解析法或圖解法求出對應(yīng)工況下工作裝置各構(gòu)件的內(nèi)力。同時(shí)略去鏟斗及支承橫梁對動(dòng)臂受力與變形的影響，則可取工作裝置結(jié)構(gòu)的一例進(jìn)行受力分析，如圖(3—23a)所示，其上作用的載荷取相應(yīng)工況外載荷之半進(jìn)行計(jì)算，即： （4—5）在偏載工況中(圖3—22d、e、f)，近似地用求簡支粱支反力的方法，求出分配于左右動(dòng)臂平面內(nèi)的等效力 (圖4—3b)： （46）由于，所以取進(jìn)行計(jì)算。4．受水平偏載的作用工況(圖4—2d)5．受垂直偏載的作用工況(圖4—2e)垂直力之大小與工況(b)相同。 （4—4） 式中L—— 軸距。2) 鏟斗水平插入料堆后，翻轉(zhuǎn)鏟斗(靠轉(zhuǎn)斗油缸工作) 或提升動(dòng)臂(靠動(dòng)臂油缸工作)鏟掘時(shí)，此時(shí)認(rèn)為鏟斗切削刃只受到垂直力的作用。 計(jì)算位置 分析裝載機(jī)插入料堆、鏟起、提升、卸載等作業(yè)過程可知，裝載機(jī)在鏟掘物料時(shí)，工作裝置的受力最大，所以取鏟斗斗底與地面的前傾角為時(shí)的鏟取位置(圖4—1)作為計(jì)算位置，且假定外裁荷作用在鏟斗的切削刃上。4. 工作裝置的強(qiáng)度計(jì)算工作裝置的強(qiáng)度計(jì)算包括：1)確定計(jì)算位置。把最低與最高位置之間分為6份，每個(gè)位置畫出卸載角為時(shí)的鏟斗，根據(jù)連桿之間的長度和角度關(guān)系，可以得出任意位置的轉(zhuǎn)斗油缸長度，其中最小值即為轉(zhuǎn)斗油缸的最小安裝距離。此外，在采用動(dòng)臂油缸下端擺動(dòng)的連接方式時(shí)，要注意油缸下端在擺動(dòng)過程中不與機(jī)體發(fā)生于涉。H點(diǎn)一般選在約為動(dòng)臂長度的三分之一處，且在動(dòng)臂兩鉸接點(diǎn)的連線之上，以便留出鉸座位置 (對曲線型動(dòng)臂而言)。 為了得到較好的舉升工作力臂變化特性曲線，以適應(yīng)舉升過程中阻力矩的變化和合理地選定舉升油缸的功率，采用中間鉸接式油缸是比較理想的，如圖所示。這是機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果。綜合考慮這些因素，一般舉升油缸都布置在前橋與前后車架的鉸接點(diǎn)之間的狹窄空間里。 根據(jù)提升動(dòng)臂過程中鏟斗保持平移的特性畫出相應(yīng)的搖臂與轉(zhuǎn)斗油的鉸接點(diǎn)位置得一曲線，以鉸接點(diǎn)G為圓心，過點(diǎn)做此曲線的外包圓弧，圓弧N的半徑G，即為轉(zhuǎn)斗油缸的最大安裝距離，轉(zhuǎn)斗油缸的行程，按下式計(jì)算： （3—3）當(dāng)連桿機(jī)構(gòu)和鉸接點(diǎn)位置確定以后，根據(jù)上述作圖法所確定的轉(zhuǎn)斗油缸與車架鉸接點(diǎn)G及轉(zhuǎn)斗油缸的行程，一般當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖的情況下提升動(dòng)臂的過程中，鏟斗在任何位置時(shí)的后傾角都不在地面時(shí)后傾角大，在動(dòng)臂提升范圍內(nèi)后傾角通常允許相差15o。完成上述構(gòu)件尺寸選擇后，就可用下述作圖方法來確定連桿CD的長度、轉(zhuǎn)斗油缸與車架的鉸點(diǎn)G及行程。搖臂可做成直的也可做成彎曲的形狀。為此，建議按下述方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：按單搖桿條件設(shè)計(jì)六桿機(jī)構(gòu)，連桿與鏟斗鉸點(diǎn)C的位置影響連桿的受力和轉(zhuǎn)斗油缸的行程，選擇時(shí)主要考慮當(dāng)鏟斗處于地面挖掘位置情況下，轉(zhuǎn)斗油缸作用在連桿CD的有效分力較大，以發(fā)揮比較大的掘起力。如圖4—7所示，根據(jù)分析和經(jīng)驗(yàn)，一般取E點(diǎn)在AB連線上方，其在AB連線上的投影點(diǎn)距A點(diǎn)45%處。一般，A點(diǎn)取在前輪右上方，與前軸心水平距離為軸距的處。動(dòng)臂長度的確定：動(dòng)臂鉸點(diǎn)位置確定之后，按圖32利用幾何關(guān)系可求出動(dòng)臂的長度：由輪胎型號查的輪胎的外徑D=，(3)根據(jù)給定的最大卸載高度、最小卸載距離和卸載角，畫出鏟斗在最高位卸載的位置圖，即工況Ⅱ，此時(shí)，點(diǎn)位置為，如圖32所示。(2)把已選定的輪胎外廓畫在坐標(biāo)圖上。此為鏟斗插入料堆時(shí)位置，即工況Ⅰ。 圖解法比較直觀，易于掌握，是目前工程設(shè)計(jì)時(shí)常用的一種方法。這在作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析時(shí)必須注意。由于現(xiàn)今國內(nèi)、外購輪胎式裝載機(jī)廣泛地采用反轉(zhuǎn)六桿工作機(jī)構(gòu)，并且它的設(shè)計(jì)難度較大，又有一定的代表性，所以以其為例，闡述工作機(jī)構(gòu)連桿系統(tǒng)的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)，以求舉一反三。 3)保證駕駛員有良好的勞動(dòng)條件，如工作安全、視野開闊、操作簡便等。 2)確定動(dòng)臂油缸的鉸接位置及動(dòng)臂油缸的行程。物料堆積高度c可由作圖法確定(圖2—5)：由M點(diǎn)作直線MN與CD垂直，將MN垂線向下延長，與斗刃刃口和擋板最下端之間的連線相交，此交點(diǎn)與料堆尖端之間的距離，即為物料堆積高度c。 斗容的計(jì)量鏟斗的斗容量可以根據(jù)鏟斗的幾何尺寸確定。——鏟斗內(nèi)側(cè)寬度()； ——鏟斗斗底長度系數(shù)，通常 一—后斗壁長度系數(shù)，通常；——擋板高度系數(shù)，通常； ——斗底和后斗壁直線間的圓弧半徑系數(shù)，通常；——擋板與后斗壁問的夾角，通常；——斗底和后斗壁間的夾角，通常， (有推薦)。 鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑是指鏟斗的轉(zhuǎn)鉸中心B與切削刃之間的距離(圖2—4)。但是，當(dāng)?shù)走呥^長，則鏟斗的鏟起力變小，且鏟斗插入料堆的插入阻力與刃口的插入深度成比例的急劇增加， 如圖2—3所示。 斗齒的形狀對切削阻力有影響：對稱齒形的切削阻力比不對稱齒形的大；長而狹窄的齒比寬而短的齒的切削阻力要小。但鏟斗的裝滿系數(shù)要小于直線型斗刃的鏟斗。 鏟斗斗型的結(jié)構(gòu)分析 切削刃的形狀 鏟斗切削刃的形狀根據(jù)鏟掘物料的種類不同而不同，一般分為直線型和非直線型兩種（圖2—1)。2. 鏟斗的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 鏟斗是直接用來切削、收集、運(yùn)輸和卸出物料，裝載機(jī)工作時(shí)的插入能力及鏟掘能力是通過鏟斗直接發(fā)揮出來的，鏟斗的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸直接影響裝載機(jī)的作業(yè)效率和上作可靠性，所以減少切削阻力和提高作業(yè)效率是鏟斗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求。但由于這種型式結(jié)構(gòu)簡單，鏟起力較大，所以中小型裝載機(jī)采用較多。 反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)的工作裝置，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鏟斗與搖臂的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反(圖13e)。 圖1—2 常見工作裝置結(jié)構(gòu)形式 正轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)，因總體結(jié)構(gòu)布置及動(dòng)臂形狀的不同．而將轉(zhuǎn)斗油缸布置在不同的位置上。單連桿機(jī)構(gòu)的連桿數(shù)目少，結(jié)構(gòu)簡單，易于布置，一般也能較好地滿足作業(yè)要求。因此，裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)型式的選擇，既要考慮結(jié)構(gòu)簡單，又要考慮作業(yè)性質(zhì)與鏟掘方式來確定(圖1—2)。 無鏟斗托架的工作裝置如圖1—1b所示。有鏟斗托架的工作裝置易十更換鏟斗及安裝附件，例如將鏟斗卸下，在托架上裝上起重叉便可進(jìn)行起重及叉車作業(yè)。 結(jié)構(gòu)型式選擇 裝載機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)型式分為有鏟斗托架和無鏟斗托架兩種。 裝載機(jī)的工作裝置由鏟斗、動(dòng)臂、搖臂——連桿(或托架)及液壓系統(tǒng)等組成(圖1—1)。所以，合理的設(shè)計(jì)工作裝置的結(jié)構(gòu)是非常重要的。工作裝置直接影響到裝載機(jī)的性能參數(shù)和其作業(yè)效率。鏟斗的翻轉(zhuǎn)和動(dòng)臂的升降采用液壓操縱。裝載機(jī)的鏟掘和裝卸物料是通過工作裝置的運(yùn)動(dòng)而得以實(shí)現(xiàn)的，裝載機(jī)工作裝置由鏟斗、動(dòng)臂、連桿、搖臂和轉(zhuǎn)斗油缸、動(dòng)臂油缸等組成。The work equips the sport steady, have no to interfere with, have no the dead center and have no from the lock。機(jī)構(gòu)中各桿件長度及其結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，需要對該機(jī)構(gòu)作某些特定計(jì)算，以判斷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性。而工作裝置對于裝載機(jī)來說又是重中之重，所以工作裝置的設(shè)計(jì)好壞直接影響到裝載機(jī)的使用壽命以及工作效率等。鏟斗容量：；額定載荷：50kN；額定功率：／2200rpm；低檔速度：10km／h；高檔速度：34km／h；倒檔速度:13km／h；最大掘起力:160kn；最大卸載高度：3200mm；最小卸載距離：1250mm進(jìn)度安排第4～8周：收集資料，方案設(shè)計(jì)（包括畢業(yè)實(shí)習(xí)）第9～11周：主參數(shù)選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算第12～16周：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、校合計(jì)算第17周：整理說明書，準(zhǔn)備答辯說明：一式兩份，一份裝訂入學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)，一份交學(xué)院（直屬系）。摘 要裝載機(jī)是工程機(jī)械的主要機(jī)種之一，廣泛用于建筑、礦山、水電、橋梁、鐵路、公路、港口、碼頭等國民經(jīng)濟(jì)各部門。雖然現(xiàn)在市場上的裝載機(jī)已經(jīng)日趨成熟，但對其進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)仍有非常重要的意義，尤其是裝載機(jī)的工作裝置。在工作循環(huán)中速度與加速度變化合理；油缸活塞行程為最佳值；工作裝置運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無干涉、無死點(diǎn)、無自鎖；動(dòng)臂從最底位置到最大卸載高度的舉升過程中，保證鏟斗中物料不灑落；在卸載后，動(dòng)臂下放至鏟掘位置鏟斗能自動(dòng)放平。Move the arm from most the bottom position arrives the biggest unloading to raise to rise the process inside highly, guaranteeing the container the inside the material do not spread to fall。整個(gè)工作裝置鉸接在車架上。裝載機(jī)作業(yè)時(shí)工作裝置應(yīng)能保證：當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖、動(dòng)臂油缸舉升或降落時(shí)，連桿機(jī)構(gòu)使鏟斗上下平動(dòng)或接近平動(dòng)，以免鏟斗傾斜而撒落物料；當(dāng)動(dòng)臂處于任何位置、鏟斗繞動(dòng)臂鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行卸料時(shí)，鏟斗傾斜角不小于45176