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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 轮式装载机,第一节 分类及开展概况,大、中、小型装载机,铰接转向,全轮转向,滑移转向,装载机的多功能,第二节 结构与工作原理,第三节 总体设计,装载机的总体设计就是根据其主要用途，作业条件，及使用场合，生产情况等合理的选择机型，性能参数，整机尺寸及各总成的结构型式并进行合理的布置，保证装载机的整机性能得到充分发挥。,一、装载机的整机性能,装载机的主要技术性能包括有发动机,功率,，,斗容,、,载重量,、最大掘起力、运输速度、最大爬坡度、最小转弯半径、卸载高度与卸载距离、铲斗倾卸角、动臂上升和下降及铲斗前倾的时间、装载机自重、轴距、轮距、轴荷分配等。,二、装载机的选型及各总成部件的选择,装载机整机结构型式的选择,装载机各总成部件的选择,1.,传动形式选择,液力机械传动,液压传动,静液传动全液压传动,2.,发动机选型与功率匹配,3.,转向系的选型,4.,制动系的选型,5.,机架形式选择,6.,轮胎的选型,7.,驾驶室的选择,三、载机总体参数的计算与确定,一载重量,载重量是装载机在保证必要的稳定性的前提下所具有的最大载重能力。,二额定斗容量,额定斗容量又称为堆装斗容，当装载机载重量确定之后，额定斗容量按下式确定：,Vr = G/,标准斗容：用来铲装密度为1.41.6t/m3的物料。,加大斗容：一般为标准斗容的1.41.6倍，用来铲装密度为1t/m3左右的物料。,减小斗容：为正常斗容的0.60.8倍，用来铲装密度2t/m3左右的物料。,三装载机的自重,装载机的自重是指其使用重量用G0表示。目前大多数装载机均为全轮驱动，因此装载机自重就是其附着重量。装载机在水平地面作业时，靠行走将铲斗插入料堆，不考虑惯性，那么装载机的牵引力F用来克服插入阻力FX,其大小受装载机附着力的限制。为保证装载机的正常作业，铲斗必须能插入料堆一定的深度，装载机的额定牵引力FH为：,单位插入力和单位掘起力 表,8-2,名 称,额定载重量 （,t,）,3,4,6,6,单位插入力（,N /,cm,）,单位掘起力（,N /,cm,）,150,300,200,350,350,500,350,500,500,500,四装载机的行使速度,装载机的作业速度一般为34 km / h，最高行使速度一般不超过40km/h。作业时，倒挡速度比前进作业速度高2540。,五发动机功率的计算,装载机作业时发动机功率消耗在行走所需功率和油泵所需功率。因此，发动机功率可根据作业时车轮产生的额定牵引力及辅助油泵所需功率来计算：,六轴距的选择,轴距L1的选取主要影响装载机转弯半径、纵向稳定性、装载机的自重。在保证装载机主要性能的前提下，轴距应尽量小些。,七轮距的选择,装载机轮距W2的选取主要影响装载机转弯半径、横向稳定性、铲斗的宽度。铲斗的宽度的增加导致单位长度斗刃插入力降低。在保证装载机主要性能的前提下，轴距应尽量小些。,八铲斗最大卸载高度选择,铲斗最大卸载高度Hsmax是铲斗铰轴在最大高度，铲斗处于45卸载角，铲斗切削刃的最低点与水平面之间的距离。它与配合作业的车辆有关，可按下式确定：,九卸载距离,最大卸载高度时铲斗斗尖与装载机前外廓的距离称为卸载距离Ls，且,Ls = B/2 +,十铲斗后倾角及卸载角,动臂在最低位置时，铲斗最大后倾，铲斗斗底与水平面的夹角成为铲斗后倾角，一般取=4045。在转斗连杆机构不是平行四连杆时，在动臂举升过程中允许铲斗进一步后倾。最大后倾角应在6065范围内。装载机在卸载时，铲斗在最大提升位置时铲斗内底面最大平板局部在水平线以下旋转的最大角度成为卸载角，一般取45。,十一装载机动臂提升、下降及铲斗前倾时间,动臂提升时间 6 9秒,动臂下降时间 4 6秒,铲斗前倾时间 2 3 秒,十二 装载机桥荷分配,对铰接式装载机空载时前桥载荷占装载机自重的50%，后桥载荷占自重的50%，满载时前桥占装载机自重的6575%，后桥载荷占装载机自重的2535%。,十三最小离地间隙,装载机最小离地间隙是表示装载机越过障碍物的能力，在设计中一般取H1035米。,第四节 工作装置设计,一、结构型式与参数确定,装载机的工作装置由铲斗、动臂、摇臂、连杆或托架及液压系统所组成。,一结构型式,二 参数确定,1确定铲斗的结构参数和铲斗容量的计算,铲斗结构型式的选择,铲斗根本参数确实定,铲斗的宽度要大于左右轮胎外侧宽度510厘米，否那么铲装物料时形成阶梯地面不仅会损伤轮胎，而且还会引起轮胎打滑影响牵引力的发挥。,铲斗的回转半径R0按下式计算：,铲斗容量的计算,根本型铲斗：后斗板不高出两侧板后角交点所连成的线，切削刃不高出两侧前角交点所连成的线。,铲斗容量按下式计算：,平装容量VS: VS=AW,堆尖局部体积VT,铲斗额定容量,V,R,:,V,R,= V,S,+ V,T,有挡板铲斗：,挡板高出两侧板后角交点所连成的线，但切削刃不高出两侧前角交点所连成的线。铲斗容量按下式计算：,铲斗平装容量,V,S,:,堆尖局部体积VT：,铲斗额定容量,V,R,:,2.确定动臂长度、形状及与车架的铰接位置,动臂与车架铰接点位置确实定：动臂铰点在纵向平面内的位置，可通过作图来确定。用动臂与车架铰接点A到前轮中心距离LA和距地面高度HA表示。动臂的回转角通常取=8090。,动臂长度确实定：当动臂铰点位置确定之后，根据给定的最大卸载高度Hmax 及最大卸载高度时的卸载距离即最小卸载距离Lmin，按几何关系可计算出动臂的长度LD：,动臂的形状与结构：动臂形状一般可分为直线形和曲线形两种图8-25。直线形动臂结构简单易制造，且受力情况较好，通常在正转连杆工作装置中较多采用；曲线形动臂可使工作装置的结构布置更为合理，一般多用于反转连杆工作装置。,动臂的断面结构型式有单板、双板和箱型三种。单板动臂结构简单，工艺性好，但其强度和刚度较低，多用于小型装载机；对动臂强度和刚度要求较高的大中型装载机多采用双板或箱型断面的动臂。动臂的断面尺寸由强度分析确定。,3连杆机构的设计,1设计要求：从完成铲掘、运输及装卸作业要求出发，连杆机构应满足以下设计要求：,铲斗从最低铲起收斗位置到最大卸载高度的提升过程中，应保证铲斗中满载的物料不撒落，既铲斗的后倾角的变化量尽量小(一般不超过15)。铲斗在地面时后倾角取=45，在最大卸载高度时通常取1=60。,B. 要保证在动臂提升过程中的任意位置,铲斗都能卸净物料,即要求转斗油缸有足够的行程,在任意位置时都能使铲斗的卸载角45。,C. 在设计连杆机构时，为保证连杆机构具有较高的力传递效率，应尽量使力的作用方向与铰接点的运动方向的夹角压力角不应太大，否那么工作时有效分力太小，而且使铰销承受较大的挤压力。由于机构运动过程中，压力角是变化的，所以有效分力也是变化的，设计时应尽力保证在铲掘阻力最大时产生的有效分力也最大，以使铲斗能发挥较大的掘起力。,此外，在设计连杆机构时，还应考虑在作业过程中无构件运动干预；驾驶员的视野宽阔，,工作方便平安。,用作图发来确定连杆CD的长度、转斗油缸与车架铰接点G的位置及转斗油缸行程。,二、工作装置的强度计算,装载机的作业条件是复杂多变的，即使在同样的作业条件下，由于工作位置及作业工况不同，工作装置的受力情况也不一样，因此工作装置的强度计算包括：,1.确定受力最大的计算位置；,2.选取工作装置受力最大的典型工况，确定外载荷；,3.对工作装置进行受力分析；,4.对工作装置的主要构件进行强度校核。,一确定工作装置的计算位置,通过分析装载机铲斗插入料堆、铲掘、运输、提升和卸载等作业过程可知装载机在地面上铲掘物料时，工作装置的受力最大，所以对工作装置进行受力分析，可取装载机在水平地面上铲斗斗底与地面的夹角为35铲掘时作为计算位置见图8-30，并假设外载荷作用在铲斗的切削刃上。,二选取工作装置受力最大的典型工况，确定外载荷,由于作业条件和作业对象的不同，装载机在实际作业时不可能使铲斗切削刃均匀受载，但为计算方便可简化为两种极端情况：,1. 认为载荷是沿着切削刃均匀分布，并以作用在切削刃中部的集中载荷来代替其均布载荷，称为对称受载；,2. 由于铲斗偏铲或物料密实程度不均，使载荷偏于铲斗一侧，称为偏载。形成偏载情况时，可认为简化后的集中载荷作用在铲斗一侧的第一斗齿上。,三工作装置的受力分析,由于工作装置是一个受力情况比较复杂的空间超静定系统，精确计算比较繁琐，为简化计算，可作以下假设：,认为铲斗及动臂横梁不影响动臂的受力与变形；,认为动臂轴线与摇臂连杆轴线处于同一平面内。,通过以上假设，就能将工作装置这样一个空间超静定结构，简化为一个简单的平面力系进行分析。,四工作装置的强度校核,根据各典型工况受力分析求出各构件的作用力，画出弯距图，找出其危险断面，按强度理论对工作装置主要构件进行强度校核。,第五节 液压系统设计,轮式装载机的整个液压系统由四局部油路组成：变矩器变速箱液压系统、转向液压系统、工作装置液压系统、制动系统。本节将以国内使用和生产较为普遍的ZL50型装载机为主，阐述轮式装载机液压系统的结构及工作原理。,定量泵供油负荷传感转向系统,负荷传感液压转向系统的特点是与工作装置液压系统共泵，在不转向时，几乎全部流量去工作装置，相对转向系统而言，此时流量几乎为零，所以转向系统的损失甚少，温升少，不仅节约发动机能量，并能延长液压油的寿命。一旦转动方向盘，就能自动优先向转向系统供油。,
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