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zl50裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(參考版)

2024-08-13 22:56本頁(yè)面
  

【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 吉林工業(yè)大學(xué)工程機(jī)械教研室. 輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì)(M). 北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社. 1982. 11:63-85[2] 楊晉升. 鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)(M). 北京:機(jī)械工業(yè)出版社. 1981. 5[3] 周復(fù)光. 鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)與計(jì)算(M). 北京:水利水電出版社. 1988. 6:99-143[4] 張瑞肖. ZL50輪式裝載機(jī)工作裝置的改進(jìn)(J). 機(jī)械產(chǎn)品與科技. 2005,1(1):29-30[5] 王玉良. 挖掘裝載機(jī)五合一鏟斗設(shè)計(jì)剖析. ,26(3):18-20[6] 曹旭陽(yáng), 張衛(wèi)虎, 王國(guó)彪. 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[σ]——許用應(yīng)力,油缸材料選用45號(hào)鋼,其σb=700MPa,n=5,即 所以 在系列中取δ=13mm 根據(jù)上述數(shù)據(jù)選用油缸型號(hào)為HSGF140/80——700x1330. 轉(zhuǎn)斗油缸與動(dòng)臂油缸被動(dòng)作用力的確定轉(zhuǎn)斗油隨和動(dòng)臂油缸的被動(dòng)作用力PP4,是根據(jù)裝載機(jī)在工作中, 工作裝置受力最大的計(jì)算工況確定的。PF,——未考慮連桿機(jī)構(gòu)摩擦損失的轉(zhuǎn)斗油缸被動(dòng)力‘2) 根據(jù)載荷和系統(tǒng)壓力計(jì)算油缸內(nèi)徑D 。當(dāng)油缸大腔進(jìn)油,活塞桿承受推力P1 (5—2)即式中:D——油缸內(nèi)徑; p——系統(tǒng)壓力;η——油缸機(jī)械效率,對(duì)于橡膠密封η=。由圖5—1所示,裝載機(jī)在鏟掘工況,動(dòng)臂油缸閉鎖,轉(zhuǎn)斗油缸發(fā)出最大崛起力時(shí),其主動(dòng)力按下式計(jì)算: (5—1)式中 :K——考慮連桿機(jī)構(gòu)摩擦損失的系數(shù),取K=; ——最大鏟起力; ——鏟斗自重; n——轉(zhuǎn)斗油缸數(shù)。進(jìn)行分析與計(jì)算。至于油缸行程,如前所述,它由工作裝置結(jié)構(gòu)方案決定。所以最大鏟起力Ng是確定油缸作用力的依據(jù)。當(dāng)油缸最大被動(dòng)作用力大于外載荷的作用力時(shí),油缸無(wú)回縮現(xiàn)象,否則因過(guò)載閥打開(kāi)而溢流,使油缸發(fā)生回縮。動(dòng)臂油缸與轉(zhuǎn)斗油缸的作用力有兩種情況:油缸推動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)的作用力為主動(dòng)作用力(簡(jiǎn)稱工作力或作用力),其最大值取決于液壓系統(tǒng)的工作壓力和油缸直徑(活塞作用面積);工作裝置工作時(shí)作用于閉鎖狀態(tài)的油缸上的作用力為被動(dòng)作用力,其最大值取決于液壓系統(tǒng)的過(guò)載閥壓力值和承載活塞面積。5. 裝載機(jī)工作裝置中油缸作用力的確定目前大多數(shù)裝載機(jī)的工作裝置只有兩種油缸:動(dòng)臂油缸和轉(zhuǎn)斗油缸。因?yàn)閯?dòng)臂計(jì)算斷面多為矩形,則 (MPa) (4—39)E點(diǎn)橫截面圖形見(jiàn)圖4—8。DE段:軸向力剪力彎矩 搖臂材料選用16Mn,其屈服極限σs=360MPa,n=,則[σ]=360/=200MPa截面M——M處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力按如下公式計(jì)算: (MPa) (4—37)式中 M——計(jì)算斷面上的彎矩(); N——計(jì)算斷面上的軸向力(N); W——計(jì)算斷面的抗彎斷面系數(shù)(m3) F——計(jì)算斷面的截面積(m2)。搖臂搖臂的危險(xiǎn)截面處于E點(diǎn)附近,在次截面上作用有彎曲應(yīng)力和正應(yīng)力,計(jì)算方法與動(dòng)臂相同,將搖臂主軸線分成DE、EF段分別計(jì)算其內(nèi)力。連桿的強(qiáng)度校核: (4—55)式中F——軸向力 A——連桿截面積連桿材料選用16Mn鋼,其屈服極限σs=350MPa,即[σ]= σs/n=360/=200MPa作用在連桿上的作用力由圖3—24b中有:則 m2取連桿截面為圓形截面,直徑D=80mm,則 壓桿穩(wěn)定校核:連桿的材料取16Mn鋼,查表可得:E=210MPa,σs=350MPa,σp=280MPa,a=461MPa,b= (4—56)將連桿簡(jiǎn)化成一端鉸支一端固定的梁,即μ=,則 (4—57) (4—58) 因?yàn)棣甩?,所以不能用歐拉公式計(jì)算臨界壓力。鉸銷材料選用40Cr,其σS=800MPa,則 MPa現(xiàn)將各個(gè)鉸銷的參數(shù)列于下表:表4—1 鉸銷各參數(shù)及應(yīng)力計(jì)算值 連桿裝載機(jī)在作業(yè)過(guò)程中,連桿有時(shí)受拉,有時(shí)受壓,需要同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算及壓桿穩(wěn)定驗(yàn)算。工作裝置各鉸銷的強(qiáng)度計(jì)算都采用下面的計(jì)算公式:銷軸的彎曲應(yīng)力: (4—51)——銷軸的彎曲應(yīng)力; ——計(jì)算載荷,為鉸點(diǎn)所受載荷之半;——銷軸彎曲強(qiáng)度計(jì)算的計(jì)算長(zhǎng)度, ,式中La、d的意義如圖4—6所示; (4—52) W——銷軸的抗彎斷面系數(shù), 。目前國(guó)內(nèi)外一些工程機(jī)械工作裝置上采用密封式鉸銷。因?yàn)閯?dòng)臂計(jì)算斷面多為矩形,則 (MPa) (4—39)圖4—5 動(dòng)臂強(qiáng)度校核圖強(qiáng)度計(jì)算中許用應(yīng)力[σ]按下式選取 (4—40)式中 σs——材料的屈服極限,國(guó)內(nèi)裝載機(jī)工作裝置的動(dòng)臂以及搖臂多采用16Mn鋼,其σs=360MPa; n——安全系數(shù),設(shè)計(jì)手冊(cè)中規(guī)定n≈~,考慮工程機(jī)械工作繁重,作業(yè)條件惡劣及計(jì)算上的失誤,一般取n﹥,此處取n=。動(dòng)臂的危險(xiǎn)斷面一般在H點(diǎn)附近,在此斷面上作用有彎曲應(yīng)力和正應(yīng)力: (MPa) (4—37)式中 M——計(jì)算斷面上的彎矩(); N——計(jì)算斷面上的軸向力(N); W——計(jì)算斷面的抗彎斷面系數(shù)(m3) F——計(jì)算斷面的截面積(m2)。 工作裝置的強(qiáng)度校核根據(jù)計(jì)算工況及其受力分析,即可按強(qiáng)度理論對(duì)工作裝置主要構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核。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—17) (4—18)由 (4—19)由 (4—20)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—21)由 (4—22)由 (4—23)b)垂直偏載(Pxa=0,Pza=116KN)與求水平偏載一樣,如圖4—4a所示,取鏟斗為脫離體,根據(jù)平衡原理,分析鏟斗的受力:由 (4—24) (4—25)由 (4—26)所以 (4—27)由 (4—28)則 (4—29) 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: (4—30)由圖示受力分析可知,連桿此時(shí)受拉。下面以工況(c)為例進(jìn)行受力分析,其他工況與此類同。 通過(guò)上面的分析與假設(shè),就能將工作裝置這樣一個(gè)空間超靜定結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化為平面問(wèn)題進(jìn)行受力分析。(圖4—3b)中 (4—7) 2)計(jì)算鏟斗重量GD。由于工作裝置是一個(gè)受力較復(fù)雜的空間超靜定系統(tǒng),為簡(jiǎn)化計(jì)算,通常要作如下假設(shè):1) 在對(duì)稱受載工況中(圖4—2 a、b、c),由于工作裝置是個(gè)對(duì)稱結(jié)構(gòu),故兩動(dòng)臂受的載荷相等。6.受水平偏載與垂直偏載同時(shí)作用的工況(圖4—2f)水平力與垂直力的大小與工況(c)相同。 3.對(duì)稱水平力與垂直力同時(shí)作用的工況(圖4—2g)此時(shí)垂直力由式(4—3)給出,水平力取發(fā)動(dòng)機(jī)扣除工作油泵功率后,裝載機(jī)所能發(fā)揮的牽引力。 W——整車重量。2. 對(duì)稱垂直力的作用工況(圖4—2b)垂直力(即鏟起阻力)的大小受裝載機(jī)縱向穩(wěn)定條件的限制(圖3—21),其最大值為 (43)式中 W——裝載機(jī)滿載時(shí)的自重; ——裝載機(jī)重心到前輪與地面接觸點(diǎn)的距離;在此處取軸距的四分之一靠前。3) 鏟斗邊插入邊轉(zhuǎn)斗或邊插入邊提臂鏟掘時(shí),此時(shí)認(rèn)為水平力與垂直力同時(shí)作用在鏟斗的切削刃上。裝載機(jī)的鏟掘過(guò)程通常可分如下三種受力情況:1)斗水平插入料堤,工作裝置油缸閉鎖,此時(shí)認(rèn)為鏟斗切削刃只受到水平力的作用。 外載荷的確定由于物料種類和作業(yè)條件的不同,裝載機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)不可能使鏟斗切削刃均勻受載,但可簡(jiǎn)化為兩種極端情況:①認(rèn)為載荷沿切削刃均勻分布,并以作用在鏟斗切削刃中部的集中載荷來(lái)代替其均布載荷,稱為對(duì)稱受載情況;②由于鏟斗偏鏟、料堆密實(shí)程度不均,使載荷偏于鏟斗一例。4)主要零件的強(qiáng)度校核。2)選取工作裝置受力最大的典型工況,確定外載荷。若要滿足要求,則應(yīng)該滿足下列要求: (3—33)在軌跡圖中測(cè)量出:所以滿足和的要求。 最大卸載高度和最小卸載距離 鏟斗高位卸載時(shí)的卸載高度和卸載距離必須分別不小于設(shè)計(jì)任務(wù)給定的最大卸載高度和最小卸載距離,否則將影響卸載效率,甚至不能
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