【正文】 等特點(diǎn)，因此受到了廣大施工作業(yè)單位的青睞，其生產(chǎn)制造業(yè)也日益蓬勃發(fā)展。本論文由兩大部分組成，包括挖掘工作裝置和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)，很多廠家及科研院所在對挖掘裝載機(jī)反鏟裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，一般是參照液壓挖掘機(jī)工作裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行，這樣很難得到經(jīng)濟(jì)性和可靠性均較好的最佳方案。其中主要是以下幾個(gè)方面：，向后傾翻點(diǎn)為支腿著地點(diǎn)，而履帶式挖掘機(jī)則分別為履帶式的前后著地點(diǎn)。，而一般挖掘機(jī)的布置為支撐式。，還要考慮反鏟裝置不工作時(shí)，整機(jī)運(yùn)輸狀態(tài)或裝載裝置作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性，即應(yīng)使靜止?fàn)顟B(tài)位置的反鏟裝置的質(zhì)心盡量靠近機(jī)體。挖掘裝載機(jī)的用途非常廣泛，在歐美的小型工程機(jī)械市場中，挖掘裝載機(jī)居第二位。開發(fā)出適合市場需求的挖掘裝載機(jī)對企業(yè)具有十分重要的意義。目前，國內(nèi)研制的挖掘裝載機(jī)主要的配置及技術(shù)水平與國際先進(jìn)技術(shù)水平差距逐漸縮小。這成為了制約國內(nèi)挖掘裝載機(jī)發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一。本課題主要以挖掘裝載機(jī)的制動(dòng)性能的分析為研究目標(biāo)，.在此過程中也對挖掘裝載機(jī)總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。對特殊的工作情況做了進(jìn)一步的分析。第一章 挖掘裝載機(jī)整機(jī)概論挖掘裝載機(jī)俗稱“兩頭忙” ，因?yàn)樗蔷哂醒b載、挖掘兩種功能。作為反鏟挖掘使用時(shí)，是通過鏟斗機(jī)械方向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行地平以下的挖掘。圖11 WZ2520挖掘裝載機(jī)。挖掘裝載機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：：車架有整體式和鉸接式兩種，其中主流產(chǎn)品都是采用整機(jī)式車架，鉸接式車架是在小型裝載機(jī)的基礎(chǔ)上改裝的，僅有少數(shù)幾家公司采用這一結(jié)構(gòu)。：裝置工作裝置一般采用八連桿機(jī)構(gòu)，帶機(jī)械調(diào)平或液壓調(diào)平機(jī)構(gòu)，裝載斗多用“四合一”斗，可選裝“六合一”斗。挖掘動(dòng)臂可分為彎臂和直臂結(jié)構(gòu)，彎臂結(jié)構(gòu)類似挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)。：主要采用液力機(jī)械傳動(dòng)。液力變矩器帶有動(dòng)力換向裝置，可在行進(jìn)過程中改變行使方向，裝載時(shí)提高了作業(yè)的效率。：一般都采用后橋制動(dòng)，制動(dòng)助力方式有真空助力濕式制動(dòng)和全液壓濕式制動(dòng)。CASE和JCB等多家公司均采用定量液壓系統(tǒng)，而CATERPILLAR和VOLVO則采用負(fù)荷敏感變量液壓系統(tǒng)變量系統(tǒng)可根據(jù)負(fù)荷的大小調(diào)整泵的排量，因此降低了油耗，液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量減小，但價(jià)格較高，對系統(tǒng)的清潔度要求很高；定量系統(tǒng)功率利用率降低，系統(tǒng)發(fā)熱量大，但是價(jià)格便宜。我國挖掘裝載機(jī)的發(fā)展速度較為緩慢。目前生產(chǎn)企業(yè)有十多家，年產(chǎn)量在300臺(tái)左右，產(chǎn)品的技術(shù)水平、技術(shù)含量、可靠性等與國外先進(jìn)水平相比都還有較大的差距。其額定裝載能力610，工況通用性好，適用于園林綠化、市政建設(shè)和道路維護(hù)風(fēng)各類行業(yè)建設(shè)。②.帕爾澤尼挖掘裝載機(jī)：意大利帕爾澤（PALAZZANI）公司生產(chǎn)的。的全方位視野。動(dòng)力采用液力機(jī)械方式傳遞。360176。該類產(chǎn)品除具有裝載機(jī)的功能外，還可用于水泥砼和瀝青路面的開鑿破碎，更換機(jī)具后還利用于挖掘和開溝，是一種多功能中型工程機(jī)械。提高了三種轉(zhuǎn)向方式，即前輪轉(zhuǎn)向及“蟹行”模式，此功能在很大范圍提高了該設(shè)備的性能。挖掘系統(tǒng)大臂為封閉式箱型結(jié)構(gòu)，零部件少，焊縫少，而強(qiáng)度高。配有液壓破碎錘、液壓夯等多種機(jī)具，附件可在現(xiàn)場快速更換。⑦.北方重汽WZ2520液壓挖掘機(jī)：北方重汽股份公司與吉林大學(xué)合作開發(fā)的多用途工程機(jī)械。裝載作業(yè)能高于國外同類產(chǎn)品，反鏟挖掘作業(yè)性能達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。具有高生產(chǎn)率、多應(yīng)用性和可靠性等優(yōu)點(diǎn)。整機(jī)的可靠性、操作性、舒服性、環(huán)保性能、安全性能，以及節(jié)能降耗等方面都得到了極大的改善。最早的挖掘裝載機(jī)是JCB和CASE分別在拖拉機(jī)的基礎(chǔ)上改裝而來的。然而，在未來幾年，樂觀地估計(jì)，國內(nèi)挖掘裝載機(jī)將達(dá)到7000~8000臺(tái)/年。因此，國內(nèi)挖掘裝載機(jī)的市場前景是非常廣闊的。但隨著社會(huì)的發(fā)展，該行業(yè)也將會(huì)出現(xiàn)快速增長。我國在上世紀(jì)70年代初才開始自行開發(fā)設(shè)計(jì)，首先由北京建筑機(jī)械廠研制成功WZ2A和WZ2B型挖掘裝載機(jī)，1987年煙臺(tái)工程機(jī)械廠試制成功ZL15WJ型挖掘裝載機(jī)。山東工程機(jī)械廠2001年7月成功研制出WZ3025型挖掘裝載機(jī)，之后常林、徐工等相繼加入了此行列。動(dòng)臂CBF小鉸點(diǎn)C與車架鉸接，由動(dòng)臂液壓缸L1支撐并改變動(dòng)臂傾角，使動(dòng)臂繞下鉸點(diǎn)C轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到動(dòng)臂的升或降。鏟斗鉸接在斗桿前端Q點(diǎn)，鏟點(diǎn)缸L3活塞伸縮即可使鏟都繞斗桿桿端部伸縮。通常采用動(dòng)臂油缸挖掘、斗桿油缸挖掘、鏟斗油缸挖掘等作業(yè)方式。以鏟斗液壓缸進(jìn)行挖掘時(shí)的挖掘行程較短，如使鏟斗在挖掘行程結(jié)束時(shí)能夠裝滿土壤，需要有較大的挖掘力保證能夠挖掘厚度的土壤。在實(shí)際挖掘中，往往需要采用各種液壓缸的聯(lián)合工作，例如當(dāng)挖掘基坑時(shí)，由于挖掘深度較大，并且要求有陡而且平整基坑時(shí)，需要采用動(dòng)臂與斗桿兩種液壓缸的同時(shí)工作；當(dāng)挖掘到坑低時(shí)，挖掘行程結(jié)束，為加速將鏟斗裝滿土，以及挖掘過程需要改變斗桿與鏟斗的液壓缸同時(shí)工作?；【€的長度與包角決定與斗桿液壓缸的行程（|DE|max|DE|min）。中小型挖掘機(jī)構(gòu)在實(shí)際工作中常以斗桿挖掘進(jìn)行工作。這種挖掘方式時(shí)間長，并且穩(wěn)定條件限制了挖掘力的發(fā)揮，實(shí)際工作中基本上不采用。動(dòng)臂下鉸點(diǎn)到動(dòng)臂與連桿連接的鉸點(diǎn)的距離斗桿與動(dòng)臂連接的鉸點(diǎn)到斗桿與鏟斗連接的鉸點(diǎn)的距離 2 ）鏟斗斗容與主參數(shù)的選擇斗容： q 二 , 按經(jīng)驗(yàn)公式和比擬法初選：=910mm 3 ）工作裝置液壓系統(tǒng)主參數(shù)的初步選擇 各工作油缸的缸徑選擇要考慮到液壓系統(tǒng)的工作壓力和“三化“要求以及初步估取的液壓缸受力。斗桿油缸的內(nèi)徑D2= 140mm ，活塞桿的直徑d2=90mm 。又由經(jīng)驗(yàn)公式和其它機(jī)型的參考初選動(dòng)臂油缸行程 LI 二 1377mm ，斗桿油缸行程 L2 二 1450mm , 鏟斗油缸行程L3=1250mm 。參照任務(wù)書的要求選擇工作裝置液壓系統(tǒng)的工作壓力P=16Mpa。R、B及三者與q之間有如下集合關(guān)系 （21），根據(jù)表26（反鏟平均斗寬統(tǒng)計(jì)值和推薦范圍）可根據(jù)斗容量q= 。綜合考慮，可取。如果，則B或R太大。則可根據(jù)式21可得==即： R==910 mm鏟斗上兩個(gè)鏟點(diǎn)K與Q之間距離，太大將影響鏟斗機(jī)構(gòu)傳動(dòng)特性，太小則影響鏟斗結(jié)構(gòu)剛度。根據(jù)實(shí)際情況取=，=即：===273 mm（3）當(dāng)工作裝置處于最大挖掘半徑時(shí)圖23最大挖掘半徑時(shí)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡圖據(jù)統(tǒng)計(jì)，最大挖掘半徑值一般與的值很相近。一般當(dāng)2時(shí)，稱為長動(dòng)臂短斗桿方案；當(dāng)，屬于短動(dòng)臂長斗桿方案；～2之間稱為中間比列方案。選取==865 mm，==4570mm則把公式223聯(lián)立可得出：=2995mm，=1664 mm動(dòng)臂油缸全伸與全縮時(shí)的力臂比=按不同情況選取。 圖24最大卸載高度時(shí)動(dòng)臂機(jī)構(gòu)計(jì)算簡圖斗桿油缸全縮時(shí)∠CFQ=最大，如圖24，常選=～?！螧CF取決于油缸的布置形式，雙動(dòng)臂油缸這一夾角很小，可能為零。（4）、 滿斗處于最大高度時(shí)，動(dòng)臂提升力矩的校核當(dāng)斗桿在最大高度時(shí)的工況類似于圖 3 一 6 ，此時(shí)動(dòng)臂油缸全伸，斗桿油缸全縮。、A和B都先已選出或算出，由此看解出然后由式28求得，為：， 又因?yàn)?： σ=所以： =900 mm根據(jù)以上計(jì)算可得出挖掘裝載機(jī)挖掘工作裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸如下表： 、油缸基本參數(shù)的選擇和計(jì)算（1）動(dòng)臂油缸參數(shù)的確定根據(jù)液壓系統(tǒng)工作壓力、流量、系統(tǒng)回路供油方式、工廠制造條件和三化要求等確定各油缸缸數(shù)、缸徑、全伸長度與全縮長度之比λ。這里只考慮的影響。在動(dòng)臂機(jī)構(gòu)中一般﹥，在斗桿機(jī)構(gòu)中﹤。～30176?；虼笥?0176。=∠Q一般在130176。之間，不宜太大，否則斗齒平均挖掘力要下降。當(dāng)斗齒尖處于時(shí)，鏟斗油缸理論挖掘力應(yīng)不低于其最大值的80﹪，即≥，∠Q一般取25176。為好。一般認(rèn)為，斗容量小于 米或在土質(zhì)松軟時(shí)以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹鳎粗远窏U挖掘?yàn)橹鳌?D:切削刃擠壓土壤的力，與斗容有關(guān)，估算q=～，D=5000～8000.當(dāng)=時(shí)，得到最大挖掘阻力 (32)平均挖掘力按平均厚度下的阻力計(jì)算：近似取 W=(70～80%)這樣W就可以看作為鏟斗挖掘的最大阻力。工作液壓缸的理論挖掘力是指由該液壓缸的理論推力所能產(chǎn)生的斗齒切向挖掘力。——80176。由上圖 4 一 2 的幾何關(guān)系有：而取決于結(jié)構(gòu)因素和工作范圍，一般在 ＝ 150 176。對于已定的工作裝置鏟斗油缸理論挖掘力值是該油缸瞬時(shí)長度的函數(shù)。（2）斗桿挖掘時(shí)，斗桿油缸的理論挖掘力 (35)式中：：為斗桿油缸的理論推力，其中為斗桿油缸大腔工作面積，p為液壓系統(tǒng)工作壓力；、：力臂值，其中是的函數(shù)，是的函數(shù)。 (1)斗桿挖掘：在給定工況(L，L，L)的情況下，計(jì)算斗桿的實(shí)際挖掘力時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到下列因素的影響:①動(dòng)臂液壓缸閉鎖能力對斗桿挖掘力的限制。③鏟斗液壓缸閉鎖能力對斗桿挖掘力的限制。⑤整機(jī)向后傾翻對斗桿挖掘力的限制?，F(xiàn)分別計(jì)算如下：:1)動(dòng)臂液壓缸閉鎖力限制的最大斗桿挖掘力 P液壓缸閉鎖力則指挖掘工況下某些液壓缸被動(dòng)狀態(tài)所能承受的作用力，它是挖掘力發(fā)揮的重要影響因素之一。 (36) (37) (38)當(dāng)時(shí)，動(dòng)臂液壓缸小腔受壓，此時(shí)小腔閉鎖力對C點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 （39）有關(guān)重量對C產(chǎn)生的力矩為 (310)所以: (311)當(dāng)＞時(shí)，動(dòng)臂液壓缸大腔受壓，此時(shí)大腔閉鎖力對c點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 （312） （313）2)斗桿液壓缸主動(dòng)挖掘力，參見圖33，斗桿液壓缸主動(dòng)力對F點(diǎn)產(chǎn)生的力矩 （314）有關(guān)重量對F點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為：所以3)鏟斗液壓缸閉鎖力限制的最大斗桿挖掘力參見圖33，對于 (315)當(dāng)時(shí)，鏟斗液壓缸大腔受壓，此時(shí)大腔閉鎖力對Q點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為 （316）其中:i3為鏟斗連桿機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比 （317）其中：。斗桿挖掘時(shí)，整機(jī)不可能產(chǎn)生前傾翻，只有∠FVO＞90176。各部件重量對O點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為： (322)所以 (323)5)、整機(jī)向后傾翻限制的最大斗桿挖掘力參見圖33，對于△FVO (324) (325)顯然，當(dāng)∠FVO≥90176。各部件重量對O點(diǎn)產(chǎn)生的力矩為: