【正文】 大舉升載荷。 最大舉升載荷應(yīng)小于能夠使機(jī)體傾覆的傾翻載荷，其中鏟斗臂油缸的直徑便根據(jù)斗臂的最大升舉力來(lái)確定的。圖中的每一點(diǎn)是一種鏟運(yùn)機(jī)的數(shù)據(jù)，圖中的直線(xiàn)是用均值法求得的直線(xiàn)式。（SAE規(guī)定，在距離斗尖四英寸處產(chǎn)生的，最大垂直向上的力為最大鏟取力）。由于對(duì)偏載荷的大小缺少數(shù)據(jù)，所以在計(jì)算中，往往按對(duì)稱(chēng)受載計(jì)算后，以適當(dāng)?shù)陌踩Ａ縼?lái)考慮偏載荷的影響。4 裝載機(jī)工作機(jī)構(gòu)受力分析 進(jìn)行工作的受力分析時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)工作機(jī)構(gòu)選擇受力最大工況，并按受力最大工況下的外載荷進(jìn)行受力分析。當(dāng)翻斗油缸活塞桿收縮即連桿e2f縮短時(shí)，鏟斗進(jìn)行卸載。 求四桿機(jī)構(gòu)de2fg 四桿機(jī)構(gòu)ab2c2d求得后，就可以開(kāi)始求桿機(jī)構(gòu)de2fg，在此四桿中，固定桿dg（既動(dòng)臂上的兩個(gè)鉸點(diǎn)）為已知，還知道當(dāng)桿e2d的轉(zhuǎn)角為∠e3de3時(shí)，桿件fg相對(duì)固定桿dg的轉(zhuǎn)角為θ/2（實(shí)際上是動(dòng)臂dg相對(duì)機(jī)架fg轉(zhuǎn)了θ/2角）。的需要。因當(dāng)c5點(diǎn)在b5嗲與點(diǎn)d的連線(xiàn)上時(shí)。據(jù)初選的b2c2由點(diǎn)b5使b5c5=b2c2確定c5點(diǎn)位置。當(dāng)僅用一個(gè)翻斗油缸時(shí)，c2點(diǎn)的位置不應(yīng)碰到前橋差速器。圖32 鏟斗運(yùn)動(dòng)位移仍將動(dòng)臂視為固定桿。在這五個(gè)位置中ab1及ab2按鏟斗插入和轉(zhuǎn)正的位置定出 ab3位置，按保持鏟斗平易，因此動(dòng)臂轉(zhuǎn)角θ/2即鏟斗相對(duì)動(dòng)臂轉(zhuǎn)θ/2角，即∠b2a3=θ/2定出b3點(diǎn)。因點(diǎn)a’,a’’,a 都在以g為圓心的圓弧上，所以還應(yīng)根據(jù)機(jī)器結(jié)構(gòu)的可能性，在確定a點(diǎn)三個(gè)位置的同時(shí)確定動(dòng)臂的回轉(zhuǎn)g。在a’’b5’’卸載時(shí)，應(yīng)使前臂與地面的傾角有45度。確定鏟斗與地面的相對(duì)位置時(shí)，應(yīng)考慮鏈輪有5%的滾動(dòng)半徑變形量，應(yīng)使斗底與地面約有200300mm的間隙。為了得到較大的翻斗鏟取力，還應(yīng)使ab1相對(duì)b1c的位置有較大的翻斗力臂。設(shè)計(jì)方法：假設(shè)鏟斗是ab桿，根據(jù)工作需要確定鏟斗在工作過(guò)程中要求的五個(gè)位置，即鏟斗的插入位置（a,b位置），向上翻轉(zhuǎn)到正位（a,b位置）升舉到中間（a’b3’位置）升舉到卸載高度（a’’b4’’位置），翻斗卸載（a’’b5’’位置）和返回原位ab1位置。 扇形面積 AGFA=ЛR2135/360=3030/360 =1060(cm2) 三角形面積 ABGA=R=1330=195(cm2) 三角形面積GEFC==1030=150(cm2) 梯形面積 BCDEB=(BE+CD)GK=(50+120)32=2720(cm2)3） 求總面積： S=1060+195+150+2720+4125=4125（cm2）幾何斗容： EK=SBBH－2/3(h2b) =4125180－2/3(1616120) =742500－20480 =722020(cm3) =(m3)額定斗容： ES=EK+b2BBH/8－b2/8(h+c) =0722106=120120180/8－120120/6(16+31) =(m3)符合設(shè)計(jì)額定斗容1立方米的設(shè)計(jì)要求。按設(shè)計(jì)要求鏟斗的額定斗容為1立方米。 b斗刃刃口與擋板最部之間的距離， m； 2）額定斗容： 按SAE標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于斗背上裝有擋板的鏟斗 ES=EK+b2BBH/8 b2(h+c)/6 式中C物料“堆積”高度，m其確定方法如下圖，由斗刃刃口和擋板最下部之間作一連線(xiàn)，再由料堆尖端M點(diǎn)作直線(xiàn)MN與CD垂直，將MN垂線(xiàn)向下延長(zhǎng)，與斗刃刃口和擋板最下部之間的連線(xiàn)相交，此點(diǎn)與料堆尖端之間的距離，使表示物料堆積高度C。 斗容計(jì)算和尺寸確定1）幾何斗容： 按美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）標(biāo)準(zhǔn)前端式裝載幾何斗容EK（單位為m3）由下式確定斗背上擋板的鏟斗斗容為： EK=SBBH－2/3h2b式中 : S鏟斗橫斷面面積， m2 BBH鏟斗的內(nèi)臂寬， m。鑄焊聯(lián)合制造，外面包以合金鋼板的鏟斗，適用與大型鏟斗（如斗容﹥12米3）。對(duì)單斗挖掘機(jī)，在動(dòng)力不變的條件下，用焊接鏟斗代替鑄造鏟斗，鏟斗容積平均可增大1/3（即3米3增大4米3；6米3增大8米3；9米3增大12米3），這是提高挖掘機(jī)生產(chǎn)率的途徑之一。焊接鏟斗：前臂和側(cè)臂是鋼板焊接，而后臂通常是鑄造。求點(diǎn)是強(qiáng)度差（鉚釘易松動(dòng)），主要用于小型挖掘機(jī)上。鏟斗按其結(jié)構(gòu)可分鉚結(jié)構(gòu)，鑄造，焊接，鑄焊聯(lián)合合金鋼板鎧裝。斗齒是磨損嚴(yán)重的易損件。斗齒它可減小挖掘阻力。斗體的兩側(cè)板連接前后臂，使之成一方箱，因其磨損受力較前后臂小，故小型鏟斗用焊件式鑄造，而大型鑄斗兩側(cè)臂采用前后臂延長(zhǎng)兩側(cè)，再用塞柱焊接在一起。鏟斗前臂直接切入物料，要求材質(zhì)耐磨，強(qiáng)度高，一般用錳鋼（ZG35Mn）鑄造，并在其切削部位焊有硬質(zhì)合金。鏟斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般應(yīng)滿(mǎn)足下列條件，在斗體盡可能輕的條件下，保證鏟斗有足夠的強(qiáng)度和剛度；鏟斗的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證鏟斗插入物料堆時(shí)阻力最?。荒湍Σ翆?duì)易損斗齒更換方便等。 鏟斗的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)鏟斗是用來(lái)切削，收集，運(yùn)輸，卸出物料的不見(jiàn)。7） 返回到卸載點(diǎn)8） 將鏟斗放平到插入位置進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。5） 將鏟斗對(duì)準(zhǔn)卸載口進(jìn)行翻斗卸載。3） 當(dāng)鏟斗裝滿(mǎn)物料后，將鏟斗轉(zhuǎn)正并舉臂到適當(dāng)?shù)奈恢米骱眠\(yùn)送的準(zhǔn)備。在一個(gè)工作循環(huán)中鏟斗要完成的動(dòng)作有：1） 將鏟斗放平由機(jī)體的行走部將鏟斗推入料堆。米式中： Wen插入阻力， 單位：公斤 Len鏟斗插入深度， 單位： 米 X，Y斗尖距鏟斗回轉(zhuǎn)中心的直角坐標(biāo)系植，單位：米 鏟取阻力矩Msp隨著鏟斗回轉(zhuǎn)角a的增大而減小，其變化規(guī)律為雙曲線(xiàn)（見(jiàn)下圖） Msp= Msp0（1－Can）式中 = C=圖23 鏟取阻力矩Msp隨著鏟斗回轉(zhuǎn)角α變化圖式中Ma185。當(dāng)斗刃插入礦堆時(shí)物料擠壓，剪切產(chǎn)生變形阻力，物料與斗臂間的摩擦阻力以及物料內(nèi)摩擦阻力等等阻力的綜合，便是裝載阻力。變形較明顯；第二滑移體CDEF變形不夠明顯；壓實(shí)區(qū)，在刃前ED，相當(dāng)于斗刃的延長(zhǎng)，壓實(shí)區(qū)的大小與裝載工作阻力的大小有密切關(guān)系。B185。B185。此外，由于刃前形成小堆而后才能進(jìn)入斗內(nèi)，這種物料間的內(nèi)摩擦阻力取決于物料的性質(zhì)和狀態(tài)，物料的內(nèi)摩擦系數(shù)和斗的運(yùn)動(dòng)軌跡。斗刃切入后物料對(duì)切入的阻力取決于物料的性質(zhì)和狀態(tài)，以及斗刃的刃角γ。 本章小結(jié) 通過(guò)以上對(duì)輪式裝載機(jī)整體的的敘述， 能明顯的認(rèn)識(shí)到其工作裝置在整個(gè)裝載機(jī)中占據(jù)著重要的作用，其各個(gè)系統(tǒng)的目的在于使工作裝置能夠得到最優(yōu)化的工作狀態(tài)，提高裝載機(jī)在工程中的應(yīng)用效率，因此，本次設(shè)計(jì)在于設(shè)計(jì)出使用范圍廣，通用性強(qiáng)的一種裝載機(jī)的工作裝置。(7) 廣泛利用新材料、新工藝、新技術(shù)，特別是機(jī)、電、液一體化技術(shù)，提高產(chǎn)品的壽命和可靠性。(6) 降低噪聲和排放，強(qiáng)化環(huán)保指標(biāo)。駕駛室逐步具備FOPS和ROPS功能，通過(guò)國(guó)際安全要求的認(rèn)證，達(dá)到國(guó)際市場(chǎng)的基本要求，獲得進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的許可證。(4) 利用電子技術(shù)及負(fù)荷傳感技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速箱的自動(dòng)換擋及液壓變量系統(tǒng)的應(yīng)用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機(jī)作業(yè)成本。(3) 優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)性能。其發(fā)展體現(xiàn)出以下一些趨勢(shì)： (1)大型和小型輪式裝載機(jī)，在近幾年的發(fā)展過(guò)程中，受到客觀(guān)條件及市場(chǎng)總需求量的限制，競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的中型裝載機(jī)更新速度將越來(lái)越快。目前國(guó)產(chǎn)輪式裝載機(jī)也正在從低水平、低質(zhì)量、低價(jià)位、滿(mǎn)足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價(jià)位、經(jīng)濟(jì)實(shí)用型過(guò)渡。~10t 的裝載機(jī)產(chǎn)品，但產(chǎn)量主要集中在1~5t 范圍內(nèi)，無(wú)力生產(chǎn)微型級(jí)、大型級(jí)產(chǎn)品，造成了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中間大、兩頭小的格局。一些廠(chǎng)家試圖在駕駛室里安裝收錄機(jī)等音響系統(tǒng)，其實(shí)在沒(méi)解決設(shè)備噪聲之前，這些都是徒勞的；同理，在沒(méi)有解決駕駛室密封問(wèn)題之前，一切空調(diào)等通風(fēng)換氣裝置都是沒(méi)有任何意義的。設(shè)備的舒適性是指駕駛員在操作設(shè)備作業(yè)時(shí)所感受到的舒適程度，也包括環(huán)保方面的排放標(biāo)準(zhǔn)和噪聲大小等。由于設(shè)計(jì)或制造等原因，各個(gè)部件不能自如運(yùn)作，工作起來(lái)笨拙不堪，現(xiàn)場(chǎng)講是出工不出力、出力不出活。產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，國(guó)產(chǎn)裝載機(jī)大故障的部位主要集中在傳動(dòng)系統(tǒng)，小毛病主要出現(xiàn)在液壓系統(tǒng)。在生產(chǎn)制造上，工藝裝備水平和生產(chǎn)能力低，造成關(guān)鍵零部件技術(shù)不過(guò)關(guān)，整機(jī)的可靠性，故障率，使用壽命，機(jī)、電、液一體化水平，外觀(guān)質(zhì)量，操縱靈活性和舒適性方面與先進(jìn)國(guó)家產(chǎn)品相比差距較大。目前，我國(guó)輪式裝載機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平只相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)80年代的生產(chǎn)制造水平。(6)向節(jié)能與環(huán)保方向發(fā)展一些節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)和新方法，如代用燃料、節(jié)能裝置、降噪裝置將得到更深入的試驗(yàn)研究并推廣應(yīng)用，進(jìn)一步降低能耗，提高作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。(5)更加重視安全性、舒適性和可靠性裝載機(jī)的安全性、舒適性和可靠性技術(shù)將得到更廣泛的重視。液壓技術(shù)將進(jìn)一步與微電子、信息技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電信一體化，最大限度的提高功能利用率，提高裝載機(jī)的技術(shù)性能和科技含量。為占領(lǐng)這一市場(chǎng)，各生產(chǎn)廠(chǎng)商都推出了多用途、小型和微型輪式裝載機(jī)。推動(dòng)這一發(fā)展的因素首先源于液壓技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)對(duì)液壓系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)，使得工作裝置能夠完成多種作業(yè)功能；其次，快速可更換連接裝置的誕生，安裝在工作裝置上的液壓快速可更換連接器，能在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)完成各種附屬裝置的快速裝卸及液壓軟管的自動(dòng)連接，使得更換附屬作業(yè)裝置的工作在司機(jī)室通過(guò)操縱手柄即可快速完成。與此同時(shí)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。(1)系列化，特大型化系列化是工程機(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì)。普遍采用了降噪、將污染、滿(mǎn)足現(xiàn)有排放法的清潔型發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)對(duì)機(jī)器主要噪聲源都采取了各種防護(hù)措施。大部分產(chǎn)品設(shè)有微機(jī)操作信息中心供維修查詢(xún)。大量機(jī)罩都采用可展開(kāi)結(jié)構(gòu)，可整體翻轉(zhuǎn)，有些機(jī)型的駕駛室還可以整體傾翻。各種工作裝置的更換非常簡(jiǎn)便，司機(jī)在駕駛室內(nèi)只需1~2min就可以輕而易舉的完成。電控行駛控制系統(tǒng)（ECSS），能將縱向和垂直方向的低頻振動(dòng)降低40%~50%，減小司機(jī)疲勞程度。室內(nèi)布置簡(jiǎn)潔，可適應(yīng)不同體型的司機(jī)。如卡特彼勒公司裝載機(jī)的即使是設(shè)有微機(jī)監(jiān)控裝置和可調(diào)懸掛式座椅，先導(dǎo)液壓閥操縱鏟斗控制手柄及流量放大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等，使操作輕便、靈活，采用防翻車(chē)保護(hù)裝置和落物保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)符合ISO標(biāo)準(zhǔn)要求。大中型裝載機(jī)駕駛室普遍采用翻車(chē)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)（ROPS）和落物保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)（FOPS），室內(nèi)安裝空調(diào)裝置，采用防塵、減震和隔離材料。 圖12 工作裝置(ⅴ)操控系統(tǒng)智能化當(dāng)前，裝載機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要特點(diǎn)是不斷研制出集液壓、微電子及信息技術(shù)于一體的智能系統(tǒng)，并廣泛運(yùn)用于輪式裝載機(jī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，目前廣泛運(yùn)用的有如下一些系統(tǒng)：行駛平穩(wěn)性控制系統(tǒng)、附著力控制系統(tǒng)、動(dòng)力電子控制/管理系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)、關(guān)鍵信息顯示/管理系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向變速集成控制系統(tǒng)、銷(xiāo)軸潤(rùn)滑系統(tǒng)、舒適驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、負(fù)載感應(yīng)變速系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)故障診斷系統(tǒng)、負(fù)載自動(dòng)穩(wěn)定器、燃油/空氣比例控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控/管理系統(tǒng)、裝載量稱(chēng)量系統(tǒng)、面板控制系統(tǒng)、液壓泵電子管理系統(tǒng)、自動(dòng)運(yùn)輸控制系統(tǒng)、先進(jìn)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)管理系統(tǒng)、視距內(nèi)遙控作業(yè)。K公司為其小型裝載機(jī)設(shè)計(jì)有Lear連桿；Schaff公司于2000年3月在Intermat 展覽會(huì)上推出了具有可折疊