装载机工作装置及其液压系统设计机械毕业设计论文(编辑修改稿)

装载机工作装置及其液压系统设计机械毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

00 RRLz  （ ） 挡板高度 KL ： mmRRL KK 00   （ ） 铲斗圆弧半径 1R ： 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 6 mm RRR R499 001   （ ） 铲斗与动臂铰销距斗底的高度 : mmRRh b 1 5 )~( 00  () 铲斗侧壁切削刃相对于斗底的倾角 000 60~50。 在选择 1 时，应保证侧壁切削刃与挡板的夹角为 090。 因此 取 α 0=500，切削角 δ 0=300。 工作机构连杆系统的尺寸参数设计 转斗油缸后置式反转六杆机构 这种机构有两大优点 [3]： ，并且连杆系统的倍力系数能设计成较大值。 所以可以获得相当大 的铲取力。 ，不仅能得到良好的铲斗平动性能，而且可以实现铲斗自动放平。 缺点是摇臂和连杆布置在铲斗与前桥之间的狭窄部位，容易发生构件相互干扰。 工作装置结构设计 工作机构的基本给构如图所示。 铲斗 动臂 连杆 摇臂 转斗油缸 5，举升油缸 6等组成。 图 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 7 动臂设计 反转六杆工作机构由转斗机构和动臂举升机构组成转斗油缸 FG、摇臂 DEF、连杆CD、铲斗 BC、动臂 BEA 、机架 AG 六个构件组成，由于 AG 和 BC转向相反，所以此机构称为反 转六杆机构。 动臂铰接点的位置是通过作图来确定的，如图 所示，若确定了动臂下铰点的最高位置 iB ，则最大卸载高度 maxsH 、最小卸载距离 minsl 及最高位置的卸载角  随之确定。 图 中  为斗底与铲斗回转半径的夹角，动臂下铰点当铲斗在地面产掘时的位置 1B ，在考虑斗底与水平面夹角  5~3 时及铲斗装满物料后倾不与轮胎相碰的情况下，尽量靠近轮胎，以减小装载机的整机尺寸。 动臂的上铰点 A应在 iBB1 连线的垂直平分线上，当最大卸载高度和最小卸载距离一定时，上铰接点的前后位置影响动臂的长度 dl 、动臂的回转角  及动臂最大伸出时的稳定性。 Al 大，动臂增大，动臂回转角  减小，倾翻力矩小，提高了装载机在铲斗最大伸出时的稳定性，所以在允许的情况下希望 Al 大些。 动臂与车架铰接点的高度通常取 [3]： )()~( 0 mmRH A  （ ） 图 动臂与车架铰接点的左右位置，根据装载机轮距、动臂、转斗油缸的尺寸布置和湖南工业大学本科毕业设计（论文） 8 视线等确定。 动臂回转角通常取  90~80。 动臂铰接点位置确定之后，按图 Dl。 20m a x20m i n )]s i n([])c os ([   RHHlRll AsBsD mm （ ） 式中： minsl —— 铲斗最小卸载距离， 1290mm； —— 铲斗回传半径与斗底的夹角； 5 ； —— 铲斗最大卸载高度时最大卸载角，通常取 45 ；取 45 ； Bl —— 动臂与车架铰接点到装载机前面外廓水平距离， 1675mm； maxsH —— 最大卸 载高度， 2950mm。 计算得： mmlD 2780 动臂形状通常分为直线形和曲线形两种，如图 所示。 直线形的动臂结构简单，制造比较容易，并且受力情况较好，一般正转式连杆工作装置采用较多；曲线形动臂，通常反转式连杆采用较多，此种结构形式的动臂可以使工作装置的布置更为合理。 图 动臂断面结构形式有单板、双板和箱型三种。 单板动臂的结构相对简单、工艺性好、但其强度和刚度较低，小型装载机采用较多，大、中型装载机对动臂的强度和刚度要求高，大多采用双板或箱型断面动臂。 为了减轻工作装置的重量，动臂的断面尺寸一般按等强度来设计。 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 9 连杆机构设计 连杆机构是由铲斗、动臂、连杆、摇臂和转斗油缸等组成， 该机构的设计是个较复杂的问题。 对于已经确定结构型式的连杆机构，在满足使用要求的情况之下，各构件可以设计成各种尺寸以及不同铰接点位置，构件尺寸及铰接点的位置可变性较大。 所以设计出的连杆机构，并不都具有高的经济技术指标。 要想获得连杆机构的最佳尺寸及构件最合理的铰接位置，需要结合总体布局、构件的运动学及动力学分析，并综合考虑各种因素进行方案比较，选择较理想的方案。 1）平移性好，动臂从最低到最高卸载高度的举升过程中，铲斗后倾角变化尽量小，尽量接近平移运动，保证满载铲斗中的物料不撒落，一般相对 地面的转角差不大于 15度；铲斗在地面时的后倾角取 45 度左右；在运输位置时应有大于 45度。 在最大卸载高度时一般取 4761度。 2）卸载性好，在动臂举升高度范围内的任意位置，铲斗的卸载角 45 ，以保证能卸载干净。 3）动力性好，在设计构件尺寸时，为保证连杆机构具有较高的力传递效率，斗杆机构要能满足铲掘位置传动角接近 90 度，使有效分力大，以便有较大的掘起力；运输位置传动角小于 170 度，这个角太大会使铲斗收不紧，以致运输途中使物料撒落。 斗摇壁应尽量短，否则，为了获得一定的掘 起力，势必使缸摇臂较长，连杆机构尺寸增大，翻斗油缸行程较长，造成卸料时间过长。 4）作业时与其他构件无运动干涉，保证驾驶员工作方便、视野宽阔。 反转连杆机构的尺寸及铰点位置确定：连杆 CD 的长度 b，摇臂 DF 的长臂长度 c和短臂长度 e，铲斗上两个铰接点 BC 之间的距离 a，铰接点 E 和铰接点 C的位置，转斗油缸与车架的铰点 G 的位置及转斗油缸的行程等。 动臂的长度是连杆机构的主要参数，该参数不仅影响着连杆机构的运动和受力，而且与连杆的尺寸和铰接点的位置有关，因此连杆机构的其他构件的尺寸可以依据该参数 来确定。 1）摇臂 DF长度及铰接点位置 连杆与铲斗铰点 C 的位置与连杆的受力和转斗油缸的行程有关，选择时主要考虑湖南工业大学本科毕业设计（论文） 10 当铲斗处于地面铲掘位置时，转斗油缸作用在连杆 CD 的有效分力较大，以发挥较大的掘起力。 通常 BC 与铲斗回转半径 0R 之间的夹角  125~100 ； BC 长Dla )~(。 摇臂 DF和连杆 CD要传递较大的插入和转斗阻力，要充分考虑其强度和刚度。 摇臂 DF 的形状和长短臂的比例关系 ec 及铰点 E的位置，是由连杆机构受力情况及它们在空间布置的方便和可能性来确定的，同时转斗油缸的行程及连杆 CD 的长度也不宜过大。 摇臂可以做成直线形或弯曲形。 弯曲形摇臂夹角一般不大于 30 度，否则构件受力不良。 铰点 E 的位置，布置在动臂两铰点连线 AB 的中部 el 偏上 m处。 设计时初定： DDDDe lclelmll )~(。 )~(。 )~(。 )~( 。 （ ） 计算得： 8 0 6~7 5 0。 6 6 6~6 1 0。 3 3 3~3 0 5。 1 3 9 0~1 3 3 4  ceml e。 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 11 第 3 章 工作装置的受力分析与强度校核 铲斗重量计算 铲斗的重量由两部分组成，一部分是围成铲斗的钢板的重量 G1，另一部分是筋板、吊耳等附属装置的重量Δ G，估算Δ G 的值为 10％ G[4]。 则 1111 GGGGGG D  () 又 gtStStSG K )2( 211  () 式中 S1—— 铲斗侧壁的面积； t—— 铲斗壁厚； S2—— 斗底和后斗壁的面积； SK—— 档板面积； ρ —— 钢板的密度（取 ρ =7850kg/m3）； g—— 重力加速度（取 g=10N/Kg）。 由前述可得 S1= t= S2= m2 SK= m2 代入各项数据可得： NG 7 4 5 5107 8 5 6 6 7  ）（ （ ） KNGG D 1  （ ） 认为动臂轴线与连 杆 —— 摇臂轴线处于同一平面， 则所有的作用力都通过构件(除铲斗外 )断面的弯曲中心，即略去了由于安装铰座而产生的附加的扭转，从而可以用轴线、折线或曲线来代替实际构件。 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 12 工作装置的受力分析 将工作装置简化为平面问题进行受力分析。 工作装置的受力分析，就是根据各种工况下作用在铲斗的外力，用解析法或图解法求出对应工况下工作装置各构件的内力。 如图 所示 [5]； 图 工作装载受力分析 （ a） 铲斗脱离体；（ b）连杆脱离体；（ c）摇臂脱离体；（ d）动臂脱离体 1)取铲斗为脱离体，如图 所示，根据平衡原理，分析铲斗的受力： 由  0BM  121211 s inc o s   lhPlPhP CaZaX （ ） KNlhlPhPP aZaXc2 0 5s inc o s 1212 11 （ ） 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 13 由   0c o s,0 1 BcaX XPPX  （ ） 所以  KN PPX caXB498 c os 1   （ ） 由   02s i n,01 DaZBc GPZPZ  （ ） 得 KNGPPZ DcaZB2 in2 0 52s in01   （ ） 2)取连杆为脱离体，如图 所示，根据平衡原理，作用于连杆两端的力大小相等，方向相反。 即： DC PP （ ） 由图示受力分析可知，连杆此时受拉。 3)取摇臂为脱离体，如图 所示，根据平衡原理，分桥摇臂的受力： 由 34332324 c o ss i nc o ss i n0 hPlPhPlPMFFDDE   （ ） KNPF 483 由 KNPPXPPXXDFEDFE7326c o s2958c o s443c o sc o s0c o sc o s,02323 （ ） 由 KNPPZPPZZDFEDFE306s in2958s in443s ins in0s ins in,02323 （ ） 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 14 4) 取动臂为脱离体，如图 所示，根据平衡原理，分析动臂的受力：   KNlhlZhXlZhXPlZhXlZhXlhPMEEBBHEEBBHA448sincos0sincos,04546657765774546 （ ） 得 KNXXPXXXPXXEBHAEBHA6 6 67 3 24 9 815c o s4 4 8c o s0c o s,044 （ ） 得 KNPZZZZZPZZHEBABEHA1 6 215s in4 4 c o s0s in,0044 （ ） 工况垂直偏载计算 1)取铲斗为脱离体，如图 所示，根据平衡原理，分析铲斗的受力： 由  0BM  121211 s inc o s   lhPlPhP CaZaX （ ） 得 KNlhlPhPP aZaXc5 0 0s inc o s 121211 （ ） 由   0c o s,0 1 BcaX XPPX  （ ） 得  KN PPX caXB497 c os 1   （ ） 由   02s in,01 DaZBc GPZPZ  （ ） 得 KNGPPZ DcaZB632s in 1   （ ） 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 15 2)取连杆为脱离体。