輪式裝載機的總體設計論文(參考版)
2025-06-28 01:21本頁面
【正文】 在設計階段本設計完成了裝載機總體圖紙的繪制，主要包括輪式裝載機總圖（A0）、車架（A0）、工作裝置（A1）、動臂（A1）、銷軸（A4）、鏟斗（A2），能夠充分的表達裝載機的結構形式。輪式裝載機最重要的部分是工作裝置，本設計針對工作裝置進行了重要的計算與校核，校核的部分主要是動臂部、連桿、鉸銷。由于裝載機具有作業(yè)速度快、效率高、機動性好、操作輕便等優(yōu)點，因此廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、 礦山等建筑工程。國內(nèi)裝載機工作裝置的動臂常用16Mn鋼，其＝3600千克／厘米；搖臂材料為3號鋼，＝2100一2400千克／厘米；n——安全系數(shù)，設計手冊規(guī)定n＝；由于工程機械工作繁重，通常M＞。其計算根據(jù)《工程力學》中所講的方法進行。目前國內(nèi)外對工程機械工作裝置備銷軸的強度計算都采用下面的計算公式銷軸的彎曲應力= （） =(千克/厘米) 式中 ： ——銷軸的彎曲應力；——計算載荷，為鉸點所受載荷之半；——銷軸彎曲強度計算的計算長度； ——銷軸的抗彎斷面系數(shù)取銷軸直徑為70mm為例： （） 銷軸支座的擠壓應力： ==178（千克/厘米）銷軸套的擠壓應力：式中： 為軸套的支承長度。1鏟斗 2托架 3轉(zhuǎn)斗油缸 4連桿 5動臂 6動臂油缸 7搖臂 工作裝置結構根據(jù)計算工況及受力分析，即可按強度理論對工作裝置主要構件進行強度校核（1）動臂動臂可看成是支撐在車架A點和動臂油缸上鉸點H點的雙支點懸梁臂，其危險斷面在H點附近，在此斷面上作用有彎曲應力和正應力： （）式中： ——計算斷面的截面積； ——（mm）斷面處得高度——計算斷面的抗彎斷面系數(shù)。缺點足搖臂和連桿布置在鏟斗與前橋之間的狹窄部位，容易發(fā)生構件相互干擾。這是其它6種工作機構所望塵莫及的。轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機構這種機構有兩大優(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)能設計成較大值。動臂下鉸點在動臂下落時的位置則應盡量靠近輪胎，以減少對傾覆的力臂，縮短整機總長，但應保證鏟斗上翻時，斗與輪胎有一定間隙。動臂長度決定于動臂與機架的鉸點位置和動臂與鏟斗的鉸點（簡稱動臂下鉸點）的位置。＝4852， (有推薦5565)代入數(shù)據(jù)得=8361008mm選取=850斗底長度Lg是指由鏟斗切削刃到斗底與后斗壁交點的距離：=11901275 （）后斗壁長度是指后斗壁上緣到與底相交點的距離： =9351020 （）擋板高度：=102119 （）鏟斗圓弧半徑： = （）鏟斗與動臂鉸銷距斗底的高度： =51102 （）鏟斗側(cè)壁切削刃相對于斗底的傾角。 （）式中 ： ——幾何4容量(圖3—18小所示陰影斷面)，由設計任務書給定(米)B。在確定鏟斗各部分尺寸時，一般把鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R作為基本參數(shù)。因此，鏟斗轉(zhuǎn)鉸銷的位置以近于刃口處為好。但是當?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，如圖所示。對主要用于土方工程的裝載機，在設計鏟斗時要考慮斗體內(nèi)的流動性，減少物料在斗體的移動或滾動阻力，同時要有利于在鏟裝粘性物料是有良好的倒空性。（a）直型斗刃鏟斗（b）V型斗刃鏟斗(c)直型帶齒鏟斗（d）V型帶齒鏟斗 鏟斗結構形式斗齒的形狀對切削阻力的影響：對稱齒型的切削阻力比不對稱的大；長而狹窄的齒比寬而短的切削阻力小。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。但鏟斗的裝滿系數(shù)要小于直線型斗刃的鏟斗。非直線型切削刃有V型和弧型等，裝載機用的較多是V型斗刃。鏟斗切削刃的形狀根據(jù)鏟掘物料的種類不同而不同，一般分為直線型或非直線型兩種。根據(jù)裝載物料的容重，鏟斗做成三種類型：～（如砂、碎石、松散泥土等），增加斗容的鏟斗，用來裝載斗容重大于2噸/米的物料（如鐵礦石、巖石等）。1鏟斗；2托架；3鏟斗液壓缸；4連桿；5動臂；6動臂液壓缸；7搖臂(a)有鏟斗托架式；（b）無鏟斗托架式(1)鏟斗結構形式的選擇鏟斗是直接用來切削、收集、運輸和卸出物料，裝載機工作時的插入能力及鏟掘能力是通過鏟斗直接發(fā)揮出來的，鏟斗的結構形狀及尺寸直接影響裝載機的作業(yè)效率和工作可靠性，所以減少切削阻力和提高作業(yè)效率是鏟斗設計的主要要求。因此，裝載機工作裝置的結構形式的選擇，既要考慮結構簡單，也要考慮作業(yè)性質(zhì)和挖掘方式來確定。但是，動臂前端的較重的托架減少了鏟斗的載重量。當托架、動臂、連桿及車架支座構成的是平行四連桿機構，則在動臂提升、轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖時，鏟斗始終保持平動，斗內(nèi)物料不會灑落。裝載機的工作裝置的結構形式分為有鏟斗托架和無鏟斗托架兩種。動臂的升降和鏟斗的轉(zhuǎn)動采用液壓操作。裝載機的工作裝置由鏟斗，動臂、搖臂、連桿及液壓系統(tǒng)等組成。如果合力（包括自重、慣性力等）的作用線在支承界限A以內(nèi)，即作用角小于α，則機器必繞A點前發(fā)生傾翻；如果機器的合力作用線恰好通過GA線，則機器處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，α即稱為穩(wěn)定角，亦可用坡度（%）來表示 （）稱為穩(wěn)定度，它是穩(wěn)定力臂與中心高度得比值。帶入數(shù)據(jù)C= Q= =1500 =2000代入數(shù)據(jù)得2所以裝載機的穩(wěn)定性得以確保裝載機的傾翻是因為作用在機器上的合力超過支承面發(fā)生的。圖242表示即為輪式裝載機滿載、動臂最大外伸，機器停在水平位置時候的工況，則： （）式中：—鏟斗中物料的重量（額定載重量） L—動臂最大外伸時載荷中心離前軸的距離； C—裝載機的使用重量； —裝載機的重心離前軸的距離。如果作用在裝載機上的傾翻力矩大于穩(wěn)定力矩，則機器就會喪失穩(wěn)定性發(fā)生傾翻。裝載機的穩(wěn)定性，分為縱向穩(wěn)定性和橫向穩(wěn)定性。影響總也生產(chǎn)率，危機人員安全，嚴重時還可造成翻車事故。則裝載機的中心位置可又下式表示： （）裝載機在不同的工作位置時重心位置也不相同，因此，應跟實驗測得以上數(shù)據(jù)，本設計在水平地面時候代入數(shù)據(jù)得=1500 =1200 4輪式裝載機的穩(wěn)定性裝載機的穩(wěn)定性是指裝載機在作業(yè)中和運行中抗傾翻的性能，它是確保機器安全及正常工作的重要衡量指標。必需的卸載距離由下式計算S=1/3B+⊿b式中：⊿b—根據(jù)安全作業(yè)，卸載時裝載機前端與運輸車輛之間所保持的必要距離。為了保證裝于運輸車輛中的物料在運輸過程中不至于掉落，要求物料在車箱中堆高的自然傾角為α≤30176。最小離地間隙它是指機器最低點離地面距離，標志裝載機無碰撞的越過石塊、樹根等障礙物的能力，輪式裝載機其最低點事變速箱或動臂油缸下支點，要求離地面間隙大于350mm。輪距增加，可以提高整機橫向穩(wěn)定性，但
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