ZL60輪式反轉(zhuǎn)六連桿裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、文檔全套】【GC系列】
購買設(shè)計(jì)請充值后下載,資源目錄下的文件所見即所得,都可以點(diǎn)開預(yù)覽,資料完整,充值下載可得到資源目錄里的所有文件?!咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙,doc,docx為WORD文檔,原稿無水印,可編輯。帶三維備注的都有三維源文件,由于部分三維子文件較多,店主做了壓縮打包,都可以保證打開的,三維預(yù)覽圖都是店主用電腦打開后截圖的,具體請見文件預(yù)覽,有不明白之處,可咨詢QQ:1304139763=題目最后備注XX系列,只是店主整理分類,與內(nèi)容無關(guān),請忽視
第1章 緒 論1.1 裝載機(jī)概述裝載機(jī)主要用于鏟裝石灰、土壤、煤炭和其他散狀物料。裝載機(jī)不僅可以完成挖掘作業(yè),還可以執(zhí)行一些其他任務(wù),如推平和起重等。它具備自重輕、機(jī)動(dòng)靈活、效率高等特點(diǎn),所以用途廣泛。1.2 裝載機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展1.2.1 國外裝載機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀(1) 產(chǎn)品已經(jīng)形成系列化,成品更新速度快,并且朝著大型化、小型化方向發(fā)展;(2) 裝載機(jī)的成套化、系列化、多品種化已經(jīng)成為當(dāng)下市場的主流;(3) 裝載機(jī)上采用新的結(jié)構(gòu)、新的技術(shù),可以使裝載機(jī)的性能日趨完善;(4) 開發(fā)各種工作裝置以滿足市場需求;(5) 易于維修、保養(yǎng),注重環(huán)保。1.2.2 國外裝載機(jī)發(fā)展趨勢(1) 系列化,特大型化;(2) 多用途,微型化;(3) 廣泛使用液壓技術(shù),廣泛使用微電子和信息技術(shù),提高裝載機(jī)的技術(shù)含量;(4) 不斷創(chuàng)新結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì);(5) 安全性、舒適性和可靠性也是國外企業(yè)的賣點(diǎn)。1.2.3 國內(nèi)裝載機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀中國的裝載機(jī)制造技術(shù)與國外的一些國家還有一定的差距。雖然國內(nèi)裝載機(jī)生產(chǎn)企業(yè)確實(shí)數(shù)量多,而且還仍呈現(xiàn)增長趨勢,但國內(nèi)大多企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品的能力比較的弱,導(dǎo)致產(chǎn)品的更新能力也隨之減弱,適應(yīng)裝載機(jī)市場需求的能力變差。在裝載機(jī)制造方面,國內(nèi)關(guān)鍵部件技術(shù)不能滿足要求,技術(shù)裝備和生產(chǎn)能力也較低。與發(fā)達(dá)國家相比,我國裝載機(jī)在操縱靈活性和舒適性方面較差。國內(nèi)裝載機(jī)有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1) 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,科技含量低國內(nèi)生產(chǎn)的裝載機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定:國產(chǎn)裝載機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)是出現(xiàn)大故障的主要部位,而在液壓系統(tǒng)中主要出現(xiàn)一些小毛病。裝載機(jī)制造技術(shù)普遍也比較低,現(xiàn)在處于較低水平。(2) 設(shè)備的靈活性、舒適性較差 可以體現(xiàn)裝載機(jī)工作效率的主要是它的靈活性。由于制造等原因,裝載機(jī)各部件不能自如的運(yùn)作,工作起來顯得不夠靈活,工作效率低。 國內(nèi)裝載機(jī)駕駛室噪聲控制問題還沒有得到很好的解決;密封問題也尚未得到的解決,這些問題都需要進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。(3) 產(chǎn)品用途單調(diào),產(chǎn)品規(guī)格中小型化國內(nèi)生產(chǎn)的裝載機(jī)功能較少、用途較單一,主要是因?yàn)閲鴥?nèi)生產(chǎn)的裝載機(jī)只能配置幾種附屬作業(yè)裝置,在這方面的技術(shù)水平不高。盡管已經(jīng)能生產(chǎn)了0.4噸到10噸 的裝載機(jī),但是裝載機(jī)的產(chǎn)量仍然主要在1噸到5噸的范圍內(nèi)。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)無法生產(chǎn)微型,大型,超大型的產(chǎn)品,導(dǎo)致產(chǎn)品中小型化。1.2.4 國內(nèi)裝載機(jī)發(fā)展趨勢由于我國歷史與國情等原因,目前國內(nèi)裝載機(jī)生產(chǎn)企業(yè)與西方發(fā)達(dá)國家的一些制造企業(yè)的生產(chǎn)水平仍存在較大差距?,F(xiàn)在國產(chǎn)裝載機(jī)正在處于一個(gè)十分重要的過渡期,國內(nèi)各個(gè)廠家也在加大對技術(shù)方面的投入。中國裝載機(jī)制造業(yè)現(xiàn)在有下面幾個(gè)發(fā)展趨勢:(1) 大小型裝載機(jī)受到了一些客觀條件與市場需求的限制,所以無法大量的生產(chǎn)制造,廠商對這方面的投入也不是很注重。 (2) 通過優(yōu)化每個(gè)系統(tǒng),以提高每個(gè)系統(tǒng)的性能。動(dòng)力系統(tǒng)的減震、工作裝置的性能指標(biāo)優(yōu)化、冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工業(yè)設(shè)計(jì)等。引進(jìn)國外最先進(jìn)的傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)技術(shù),使國內(nèi)裝載機(jī)生產(chǎn)更先進(jìn)。(3) 提高安全性、舒適性。通過設(shè)計(jì),駕駛室內(nèi)提供了ROPS和FOPS功能,使國內(nèi)裝載機(jī)能夠通過國際安全要求認(rèn)證。(4) 降低裝載機(jī)駕駛室與裝載機(jī)對外部環(huán)境的噪聲,減少尾氣排放,強(qiáng)化裝載機(jī)的環(huán)保指標(biāo),讓國內(nèi)的裝載機(jī)綠色化。- 61 -第2章 裝載機(jī)工作裝置總體設(shè)計(jì)2.1 工作裝置的總體結(jié)構(gòu)與布置工作裝置是裝配到裝載機(jī)上,是裝載機(jī)上的關(guān)鍵組件之一,它能夠使裝載機(jī)完成鏟取、裝載及卸載等作業(yè)。它是自帶液壓缸的多連桿機(jī)構(gòu)。 工作裝置是由兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成:動(dòng)臂舉升機(jī)構(gòu)與多連桿機(jī)構(gòu)。主要由鏟斗、連桿、動(dòng)臂、上下?lián)u臂、轉(zhuǎn)斗油缸、動(dòng)臂舉升油缸、托架等組成。2.2 工作裝置連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)目前裝載機(jī)上使用最為廣泛的是六連桿機(jī)構(gòu)工作機(jī)構(gòu)。它的機(jī)構(gòu)傳遞方案如圖2-1所示。其中,目前未在裝載機(jī)使用的是圖b 所示的方案;由圖a 所示方案形成的工作裝置,是以三鉸構(gòu)件1為動(dòng)臂、構(gòu)件2為鏟斗、構(gòu)件3為連桿、構(gòu)件4為搖臂、構(gòu)件5為轉(zhuǎn)斗油缸、構(gòu)件6為機(jī)架。圖2-1 六桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)成方案以下是一些最廣泛設(shè)計(jì)的裝載機(jī)設(shè)計(jì)類型。它是根據(jù)轉(zhuǎn)斗油缸布置位置的不同設(shè)計(jì)的。轉(zhuǎn)斗油缸可以作為裝載機(jī)工作裝置其中的連桿機(jī)構(gòu):(1) 轉(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)(圖2-2a)以圖2-1a的構(gòu)件3作為轉(zhuǎn)斗油缸時(shí),它的優(yōu)點(diǎn)在于裝載機(jī)的轉(zhuǎn)斗油缸可以直接連接到搖臂上。缺點(diǎn)就是在翻轉(zhuǎn)鏟斗時(shí),是轉(zhuǎn)斗油缸小腔進(jìn)油,通過的小腔作用來實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn),這樣鏟斗的鏟掘力就會(huì)相對較小。 圖2-2 六桿機(jī)構(gòu)工作裝置的結(jié)構(gòu)形式(2) 轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)(圖2-2b)以圖2-1a中的構(gòu)件5作為轉(zhuǎn)斗油缸,并將裝載機(jī)的轉(zhuǎn)斗油缸放在動(dòng)臂的上方。機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比大于轉(zhuǎn)斗油缸前置式的傳動(dòng)比,并且前懸小于轉(zhuǎn)斗油缸前置式的。活塞行程比轉(zhuǎn)斗油缸前置式的短。缺點(diǎn)是:轉(zhuǎn)斗油缸后置式的轉(zhuǎn)斗油缸與車架的鉸接點(diǎn)位置過高,這會(huì)影響駕駛員的視野并且在操作方面給駕駛員造成不便。(3) 轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)(圖2-2c)使用圖2-1a中構(gòu)件5作為轉(zhuǎn)斗油缸,并將轉(zhuǎn)斗油缸安裝在動(dòng)臂下方,以便當(dāng)裝載機(jī)用于鏟掘收斗作業(yè)時(shí),使用油缸的大腔進(jìn)行工作,產(chǎn)生更大的掘起力,并且鏟斗易于翻轉(zhuǎn)。(4) 轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)(圖2-2d)將圖2-1a中的構(gòu)件5為轉(zhuǎn)斗油缸并將其安裝在動(dòng)臂的上。該機(jī)構(gòu)主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):一是鏟斗插入料堆時(shí)(第一工況時(shí))轉(zhuǎn)斗油缸的大油腔注油,多連桿機(jī)構(gòu)的傳力比可以設(shè)計(jì)成較大的值。因此鏟斗可以獲得較大的掘起力,使得鏟斗翻轉(zhuǎn)時(shí)比較容易;二是多連桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸合理設(shè)計(jì);三是工作裝置連桿的結(jié)構(gòu)十分緊湊,前懸也很小,所以駕駛員的視野會(huì)更好。缺點(diǎn)是在搖臂與連桿的位置處于鏟斗與前橋之間的狹窄位置,容易造成構(gòu)件之間發(fā)生干涉,無法滿足市場需求。(5) 轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)(圖2-2e) 以圖2-1a 的構(gòu)件3作為轉(zhuǎn)斗油缸并將其布置在靠近鏟斗的地方。 2.3 工作裝置自由度的計(jì)算圖2-3為反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)工作裝置各連桿結(jié)構(gòu)簡圖。圖2-3 工作裝置平面桿系結(jié)構(gòu)簡圖該機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)桿件數(shù)n=8,低副數(shù)目Pi=11,高副數(shù)目Ph=0。這樣,通過平面機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算公式,反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)工作裝置的自由度為 F=3n-2Pi-Ph=2 (2-1)第3章 裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)3.1 鏟斗設(shè)計(jì)3.1.1 鏟斗的結(jié)構(gòu)形式(1) 斗體形狀從鏟斗的整體形狀來看,鏟斗分為兩種形式:深底和淺底。淺底鏟斗比深底鏟斗更容易裝滿,但在運(yùn)輸過程中淺底鏟斗容易溢出物料。相比之下,淺底鏟斗更適合定點(diǎn)裝卸,深底鏟斗適合遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸。(2) 切削刃形狀切削刃分為兩種類型:直線型和非直線型;前者設(shè)計(jì)比后者的要簡單,這樣會(huì)有利于鏟平地面,但鏟裝的阻力要比后者的大。非直線型切削刃主要有兩種類型:V形和弧形。這種切削刃在插入時(shí)具有相對較小的阻力并且易于插入料堆中,并且對于減小偏執(zhí)載荷的插入也是有利的。(3) 斗齒斗齒是安裝或焊接在鏟斗斗刃上的,有的斗刃也不安裝或焊接斗齒。如果將鏟斗的斗刃上安裝或焊接了斗齒后,則首先將斗齒插入料堆中。由于安裝或焊接斗齒的比壓大,所以帶齒的比不帶齒的切削刃更容易插入料堆里。當(dāng)料堆的密度更大時(shí),效果更加明顯。斗齒結(jié)構(gòu)分為兩種:分體式和整體式。一般斗齒都是用高錳鋼制成的整體式,用螺栓固定在鏟斗斗刃上,圖3-1是整體式斗齒。圖3-1 整體式斗齒(4) 鏟斗側(cè)刃由于鏟斗側(cè)刃要參與插入工作,為了減小插入阻力,側(cè)壁前刃通常與鏟斗的前壁形成銳角?;【€或折線側(cè)刃鏟斗的插入阻力小于直線形側(cè)刃的插入阻力,但具有弧線或折線形側(cè)刃鏟斗的側(cè)壁較淺。物料容易從兩側(cè)撒落,影響鏟斗的堆裝量。(5) 斗底為了使鏟裝的物料在鏟斗內(nèi)能有良好的流動(dòng)性,鏟斗底部的圓弧半徑應(yīng)不宜過小,前后壁夾角應(yīng)大于物料與鋼板的摩擦角的2倍,以免卡住大塊物料。若取物料與鋼板的摩擦因數(shù)f =0.4,則摩擦角22,所以張開角必須大于44。綜上所述,針對我的鏟斗設(shè)計(jì)性質(zhì)如下:斗體材料:低碳、耐磨、高強(qiáng)度鋼板斗刃形狀:直線形斗刃斗刃材料:耐磨和耐沖擊的中錳合金鋼材料3.1.2 確定鏟斗斷面形狀和基本參數(shù)(1) 鏟斗的斷面形狀鏟斗的斷面形狀由鏟斗圓弧半徑r、底壁長l、后壁高h(yuǎn)和張開角四個(gè)參數(shù)確定,如圖3-2所示。圖3-2 鏟斗斷面基本參數(shù)圖后壁高h(yuǎn)是指鏟斗的上邊緣至圓弧與后壁切點(diǎn)之間的距離。底壁長l是指鏟斗底壁的直線部分的長度。l如果增加,鏟斗鏟入料堆深度也變大,鏟斗容易裝滿,但掘起力將由于力臂的增加而減小。從試驗(yàn)中可知,插入阻力隨著鏟斗入料堆的深度而急劇增加。l長同樣也會(huì)降低卸載高度。l如果縮短,則掘起力大;并且由于卸料時(shí)鏟斗刃口降落的高度較小,縮短工作時(shí)間,但會(huì)降低鏟斗容量。對于主要裝載輕質(zhì)物料的鏟斗,l可選擇較的大值;對于裝載巖石的鏟斗,應(yīng)取小些。鏟斗張開角 是鏟斗后壁和底壁之間的角度,一般在45到52之間。本次設(shè)計(jì)的具體參數(shù)初始設(shè)置如下:鏟斗圓弧半徑r:500mm底壁長l:700mm后壁高h(yuǎn):400mm張開角:50(2) 鏟斗基本參數(shù)的確定 設(shè)定好上述鏟斗斷面參數(shù)后,根據(jù)老師給定的參數(shù),本次設(shè)計(jì)鏟斗的總寬度B為3100mm,鏟斗壁厚為20mm。在設(shè)計(jì)鏟斗時(shí),鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R (即鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)到切削刃之間的距離)被用作基本參數(shù)。鏟斗的其他參數(shù)作為R的函數(shù)。鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R可按照式(3-1)計(jì)算。 圖3-3 鏟斗尺寸參考(m) (3-1)式中 鏟斗平裝斗容,3m3 鏟斗內(nèi)側(cè)寬度,3.02m 鏟斗斗底長度系數(shù),=1.401.53 后壁長度系數(shù),=1.11.2 擋板高度系數(shù),=0.120.14 圓弧半徑系數(shù),取值范圍(0.350.4) 張開角,為4552取50 擋板與后壁間的夾角510(無擋板取0)圖3-3中各參數(shù)含義如下: 鏟斗圓弧半徑,m Lg 斗底長度,是指從鏟斗切削刃到鏟斗底部延長線與鏟斗后壁延長線交點(diǎn)的距離,m (3-2) KZ 后壁長度,是指從后壁上緣到后壁延長線與斗底延長線交點(diǎn)的距離,m Kk 擋板高度,m 調(diào)整每個(gè)參數(shù)后,每個(gè)值可以通過與R值之比,分別計(jì)算出、值,=1.4,=1.2,=0.13,=0.4然后,代入公式(3-1),可以確定鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑R,并且可以計(jì)算得出R1314mm即可得出 Lg=1.41314=1839.6mmLz=1.21314=1576.8mmLk=0.131314=170.8mm通常,鏟斗側(cè)壁切削刃相對于鏟斗底壁的傾角=5060。鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)距離斗底壁的高度為 h=(0.060.12)R=78.84157.68mm (3-3)r=525.6mmS=0.957 m3.1.3 鏟斗容量的計(jì)算 在設(shè)計(jì)任務(wù)書里已經(jīng)給出來了鏟斗的斗容,并且鏟斗的參數(shù)是根據(jù)鏟斗的斗容制定下的,因此,下面只描述用于計(jì)算鏟斗斗容的算法公式。(1) 平裝容量根據(jù)公式(3-4)計(jì)算鏟斗的平裝容量(見圖3-4)。對于有防溢板的鏟斗 VS=SB0-23a2b=3.87 (3-4)式中 有擋板的鏟斗橫截面面積,m2 鏟斗內(nèi)側(cè)寬度,m 擋板高度,m 斗刃刃口與擋板最上部之間的距離,m對于無防溢板的鏟斗 Vs=SB0(m3) (3-5)式中 不裝擋板的鏟斗橫截面面積,m2 圖3-4 鏟斗容量計(jì)算(2) 額定容量鏟斗的額定容量(見圖3-4)按照式(3-6)計(jì)算。對于有防溢板的鏟斗 Vr=Vs+b2B08-b26a+c=3.44 (3-6)式中 c 物料堆積高度,m對于無防溢板的鏟斗Vr=Vs+b2B08-b3243.44-3.33.3=4.24% FE+BE (3-9)如圖3-10所示,若令GF=a,F(xiàn)E=b,BE=c,BG=d,并將式(3-9)不等號(hào)兩邊同時(shí)除以d,整理后得到下式,即 K=bd+cd-ad1 (3-10)上式各值可按式(3-11)選取,由G(1300,300)、B(1977,1827)點(diǎn)的坐標(biāo)得到d=1670mm (3-11)由式(3-8)選取K=0.950得到,a=0.39d=651mmc=0.6d=1000mm,代入(3-11)得到,b=1271mm。圖3-9 連桿、搖臂、轉(zhuǎn)斗油缸尺寸設(shè)計(jì)3.2.2.4 確定E和F點(diǎn)位置確定這兩個(gè)點(diǎn)位置必須考慮一下四個(gè)要求:(1) E點(diǎn)不得與裝載機(jī)的前軸發(fā)生碰撞,并且要使它與地面有足夠小距離;(2) 插入工況時(shí),使EF桿與GF桿盡可能垂直,以便獲得更大的傳動(dòng)角和倍力系數(shù);(3) 鏟裝工況時(shí),EF桿與GF桿的夾角必須小于170,即傳動(dòng)角不能小于10,以免機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生自鎖;(4) 高位卸載工況時(shí),EF桿和GF桿之間的傳動(dòng)角也必須大于10。如圖3-10所示,將鏟斗去插入工況,以B點(diǎn)為圓心,以BE=c為半徑畫??;人工初選E點(diǎn),使其落在B點(diǎn)右下角的圓弧上;然后分別以E點(diǎn)和G點(diǎn)為中心,分別用FE=b和GF=a繪制半徑的圓弧得到交點(diǎn),即為F。圖3-10 連桿端部鉸接點(diǎn)設(shè)計(jì)3.2.2.5 確定轉(zhuǎn)斗油缸與搖臂和機(jī)架的鉸接點(diǎn)C和D(1) 確定C點(diǎn)從作用力的傳遞開始,可以肯定搖臂BC段長一些更加的好,這可以增加轉(zhuǎn)斗油缸的推力并增加挖掘力。但是,如果BC部分延長,鏟斗和搖臂之間的角度比將減小。因此初步設(shè)計(jì)時(shí),一般取 BC(0.71.0)BE (3-12)點(diǎn)C通常位于點(diǎn)B左上角。BC與BE之間的角度為CBE=130180。另外請注意,當(dāng)達(dá)到插入工況時(shí),搖臂BC接近轉(zhuǎn)斗油缸CD趨近垂直。C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)不得干涉鏟斗,其高度不得影響駕駛員的視野。在此確定BC=0.67BE=680mm,并且BC與BE之間的角度為CBE=130。(2) 確定D點(diǎn)如圖3-10所示,當(dāng)鉸接點(diǎn)G、F(即F2)、E(即E2)、B、C(即C2)被確定之后,然后,鏟斗分別在工況I、II、III、IV時(shí)的C點(diǎn)的位置C1、C2、C3、C4也就唯一的確定。當(dāng)鏟斗從工況II舉升到工況III或工況IV時(shí),下放到工況I的運(yùn)動(dòng)過程中,轉(zhuǎn)斗油缸的長度始終保持不變,因此D點(diǎn)必須在C2點(diǎn)和C3 點(diǎn)連線的垂直平分線與C1和C4點(diǎn)連線的垂直平分線的交點(diǎn)上。最后,D點(diǎn)設(shè)計(jì)在A點(diǎn)的左下角。這樣設(shè)計(jì)不僅會(huì)給裝載機(jī)工作裝置提供良好的平移性能,而且動(dòng)臂在舉升過程中,還可以降低舉升外阻力矩。D點(diǎn)的固定坐標(biāo)值為(3537,1885)。(3) 確定動(dòng)臂舉升油缸與動(dòng)臂和車架鉸接點(diǎn)H點(diǎn)及M動(dòng)臂舉升油缸布置在前軸和前后車架的鉸接點(diǎn)之間的狹窄空間內(nèi)。通過上述確定了裝載機(jī)工作裝置的每個(gè)鉸接點(diǎn)的位置。在設(shè)計(jì)良好的外形前提下,基于UG軟件繪圖,本次設(shè)計(jì)中 ZL60裝載機(jī)的各個(gè)工作狀況如下圖:圖3-11 I 插入工況圖3-12 II 鏟裝工況圖3-13 III 最高位置工況圖3-14 IV 高位卸載工況3.3 工作裝置靜力學(xué)分析3.3.1 外載荷確定原則在鏟掘作業(yè)過程中,裝載機(jī)通常具有以下三種受力工作狀況:(1) 鏟斗水平插入料堆中,工作裝置油缸閉鎖,此時(shí)可認(rèn)為鏟斗斗刃只受水平插入阻力的作用。(2) 鏟斗水平插入料堆,翻轉(zhuǎn)鏟斗或舉升動(dòng)臂鏟取物料時(shí),認(rèn)為鏟斗斗齒只受垂直掘起阻力的作用。(3) 鏟斗邊插入邊收斗或邊插入邊舉臂進(jìn)行鏟掘時(shí),認(rèn)為鏟斗斗齒受水平插入阻力與垂直掘起阻力的同時(shí)作用。如果將對稱載荷和偏載情況分別與上述三種典型受力工況相組合,就可得到鏟斗六種典型的受力作用工況,如圖3-15所示。圖3-15 工作裝置外載荷工況3.3.2 鏟斗形心的確定以C點(diǎn)為原點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算(1) 三角形形心的確定 由圖可得 yC1=403mm xC1=888mm(2) 扇形形心的確定圖3-16 扇形形心x=2/3 (3-13)式中, 用弧度表示,=0.72,r=525mm由此可得x=317mmx=xsin=287mm y=r-xc2cos65=403mm(3) 三角形ODB的形心確定圖3-17 三角形ODB形心的確定y=175mm x=1088mm(4) 三角形OEB的形心確定OBD=25BC=y/sin12.5=808mmy= BCsin(65-15)=618mmx= BCcos50=519mm由以上各式該形心在x軸和Y軸上的坐標(biāo)為x=888mm y=403mmx=287mm y=403mmx=913mm y=175mmx=519mm y=618mmDH=1.212m(5) 鏟斗重心坐標(biāo)為:根據(jù)幾何關(guān)系有A=1/21.8391.212=1.11443mA=0.36R=0.31244m A=A=1/20.5251.127=0.2958m由此可得鏟斗重心坐標(biāo)為 X=A1x1-(A3x3+A4x4-A2x2)A1+A2-A3-A4 (3-14)代入數(shù)據(jù)得:X=785mm Y=A1y1-(A3y3+A4y4-A2y2)A1+A2-A3-A4 (3-15)代入數(shù)據(jù)得:Y=407mm 即鏟斗形心坐標(biāo)為(785,407)。(6) 鏟斗在堆裝狀態(tài)下的物料重心 已知:C0(785,407) AD=1213mm MD=1481mm根據(jù)幾何關(guān)系得三角形DNM重心坐標(biāo)為(218,720),三角形ADM重心(506,839)。 堆裝狀態(tài)物料重心圖3-18 鏟斗的形心xc=A1x1+A2x2+A3x3A1+A2+A3代入數(shù)據(jù)得x=632mm同理可得y=516mm式中, A鏟斗橫斷面面積;A的面積; A物料堆高面積。 x1,y1鏟斗橫斷面形心坐標(biāo); x2,y2的形心坐標(biāo); x3,y3物料堆高形心坐標(biāo);由于(632,516)和鏟斗形心坐標(biāo)(785,407)接近,因此選物料和鏟斗重心坐標(biāo)為(710,460)。3.3.3 外載荷的計(jì)算(1) 插入阻力根據(jù)一般方法難以計(jì)算上述阻力,通常根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式確定: Fx=9.8K1K2K3K4BL1.25 (N) (3-16)式中 K1 物料塊度與松散程度系數(shù),見附錄附表1 K2 物料性質(zhì)系數(shù),見附錄附表2 K3 料堆高度系數(shù),見附錄附表3 K4 鏟斗形狀系數(shù),寬斗 B1.5 m K3=1.1 1.4; 小斗 B(0.51.3)m K4=1.61.8;取1.4 B 鏟斗寬度,305cm L 鏟斗一次插入深度,48cm(最大插入深度可取鏟斗前壁長的0.60.7倍)得到: Fx=9.810.20.81.4305481.25=84591.3(N)(2) 掘起阻力鏟斗開始舉升時(shí)物料的剪切力按下式計(jì)算 FZ=2.2KBLC (N) (3-17)式中 K 開始舉升鏟斗時(shí)物料的剪切應(yīng)力;此值是通過試驗(yàn)測定的,塊度為0.10.3m的松散花崗巖,它的剪切應(yīng)力平均值可取K=35000Pa。 B 鏟斗寬度,m Lc 鏟斗插入料堆的深度,m得到: Fz=2.2350003.050.48=112728(N)(3) 轉(zhuǎn)斗阻力矩當(dāng)鏟斗翻轉(zhuǎn)鏟取物料時(shí),在鏟斗充分插入料堆轉(zhuǎn)斗的最初時(shí)刻,轉(zhuǎn)斗靜阻力矩具有最大值,用Ma0表示,此時(shí)鏟斗轉(zhuǎn)角a=0;之后,當(dāng)鏟斗靜阻力矩隨著鏟斗的翻轉(zhuǎn)角a的變化而按雙曲線特性變化(見圖3-19),一直到鏟斗前切削刃離開料堆坡面線為止(a=a)。開始鏟取時(shí)(a=0)的靜阻力矩Ma0為Ma0=1.1Fx0.4(x-14L)+y (3-18)式中 Fx 開始轉(zhuǎn)斗時(shí)的插入阻力,165000N(取最大牽引力值) x 鏟斗回轉(zhuǎn)中心與斗刃的水平距離,1.3m y 鏟斗回轉(zhuǎn)中心與地面的垂直距離,0.3m L 鏟斗的插入深度,0.48m Ma0=1.1Fx0.4(x-14L)+y =1.11650000.4(1.30.250.48)+0.3 =140118(Nm)圖3-19 轉(zhuǎn)斗靜阻力矩與鏟斗轉(zhuǎn)角的關(guān)系掘起阻力矩Ma隨著鏟斗回轉(zhuǎn)角a的增加而減小。當(dāng)鏟斗回轉(zhuǎn)a角后,轉(zhuǎn)斗阻力矩Ma為 Ma=Ma0(1-can) (3-19)式中n=lg(2Ma0-Mama0)lga3c=1(a)nMa0-MaMa0 a 鏟斗離開料堆時(shí)的翻轉(zhuǎn)角度 Ma 鏟斗離開料堆時(shí),由物料重力產(chǎn)生的阻力矩,Nm轉(zhuǎn)斗阻力矩計(jì)算:開始轉(zhuǎn)斗的阻力矩為 MZ=Ma+(Gm+GC)LC (3-20)式中 MZ 轉(zhuǎn)斗阻力矩,Nm Ma0 開始轉(zhuǎn)斗靜阻力矩,140118Nm Gm 裝載機(jī)額定載重量重力,6000 N Gc 鏟斗自重力取鏟斗底厚20mm,后臂和擋板厚20mm,側(cè)板厚15mm根據(jù)鏟斗各機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算鏟斗體積為:V=0.1804鋼=7900Kg/m3GC=vg=14253(N) LG 鏟斗中心至回轉(zhuǎn)中心C的水平距離(圖3-20),0.6m得到 MZ=Ma+(Gm+GC)LC=140118+(60000+14253)0.6 =184669.8(Nm)圖3-20 作用在轉(zhuǎn)斗連桿上力的確定作用在轉(zhuǎn)斗連桿上的力FF:鏟斗充分插入料堆后開始轉(zhuǎn)斗時(shí),作用在鏟斗與鏟斗連桿鉸銷上的力為FF(圖3-20)。3.4 工作機(jī)構(gòu)的受力分析與計(jì)算3.4.1 裝載機(jī)的幾種工況(1) 重載鏟斗舉升至最高位置;(2) 重載鏟斗舉升至最大水平幅度;(3) 聯(lián)合鏟裝工況;3.4.2 聯(lián)合鏟裝時(shí)的受力分析圖3-21 鏟斗受力分析(1) FF求解由圖可知a=710mm b=1300mmc=650mm y=300mm 以G為支點(diǎn),有力矩方程 Gm+Gc2a+Fsh2b+Fin2y=FFsin80c (3-21)代入數(shù)據(jù)得FF=461866NFF=FE(方向相反) (2) FG求解圖3-22 G點(diǎn)的受力分析經(jīng)過計(jì)算知F1E1水平,因此有FF與Fin/2方向一致。有 FG=(Fin2+FF)2+Fsh2+Gc+Gm22 (3-22)代入數(shù)據(jù)得FG=329037N =arctan(Fin/2+FFFsh2+Gc+Gm2) (3-23)代入數(shù)據(jù)得:=72(3) 分離搖桿,取B為支點(diǎn),有力矩方程: FELBEsin3=FcLBCsin2 (3-24)由此可得Fc=FELBEsin3LBCsin2代入數(shù)據(jù)得Fc=600910N(4) 求解FB圖3-23 FB的分解經(jīng)過計(jì)算 FE與Fc夾角為23.8。根據(jù)幾何關(guān)系有:FE2+FC2-2FEFCcos17.5=FB2可得FE=4618662+6009102-2230933461866cos156.2=1040331N(5) FE,F(xiàn)B夾角求解 =arccos(FE2+FB2-FC22FBFE) (3-25) 代入數(shù)數(shù)據(jù)得=arccos(4618662+10403312-600910221040331461866) =13(6) 分離動(dòng)臂,以A為支點(diǎn),有 FBLM+FHLAN=FGLAG (3-26)圖3-24 動(dòng)臂受力分析式中,A點(diǎn)到FB的作用線的距離 ; 點(diǎn)到的作用線的距離 ;點(diǎn)到的作用線的距離 ;經(jīng)過計(jì)算得AG與水平線夾角為33.5,F(xiàn)G與水平線夾角為18,因此有FG與AG連線的夾角為51.5。所以有 LAQ=AGsin51.5=2512mm 由前面已求得FB與水平線的夾角為13,AB與水平線的夾角為7。 所以有FB與AB夾角為6。LAM=ABsin6=1969sin6=206mm根據(jù)同類型產(chǎn)品,取AH=800mm由(3-23)得,有 FH=FGFAQ-FBLAMLAN =3290372512-520165.5206800=968758N(7) 求解FA XA=FHcos33.5+FB2cos13-FGsin72 =968758cos33.5+520165.5cos13-329037sin72=1001734.5N YA=-(FHsin33.5+FB2sin13-FGcos72) =-(968758sin33.5+520165.5sin13-329037cos72) =-316003N 因此有FA=XA2+YA2FA=1050394N 那么FA與水平線夾角為 =arccos XA/YA (3-27) =45.43.4.3 工作機(jī)構(gòu)主要零件的強(qiáng)度計(jì)算及液壓缸的確定說明:對于裝載機(jī)的每個(gè)工作機(jī)構(gòu),在計(jì)算裝載機(jī)工作強(qiáng)度時(shí)應(yīng)使用第四強(qiáng)度理論: =(n+)2+3k2s/n (3-28)工作初步計(jì)算 max=MW+FSs/n (3-29)式中,n為安全系數(shù),n=1.82.3。(1) 動(dòng)臂強(qiáng)度計(jì)算動(dòng)臂可以看作是支撐在車架的A點(diǎn)和動(dòng)臂油缸上鉸接點(diǎn)H的雙支點(diǎn)懸臂變截面曲梁,為簡化計(jì)算,將動(dòng)臂危險(xiǎn)取為動(dòng)臂油缸上H處截面。則max=MW+FSs/n取n=2。 W=BHA23 (3-30) S=2BH (3-31)M=FAsin42.5LANF= FAcos42.5=774431NBsHA2-FHA-6M=0 (3-32) 得 HAFF2+24BsM2Bs (3-33)式中,M=1050394sin42.50.8=567709Nm s屈服極限,MPa; 45鋼s=353MPa; B鋼板厚度,取B=40mm HA774431+7744312+240.0435356770910620.04353106519mm根據(jù)同類型產(chǎn)品,取HA=560mm(2) 轉(zhuǎn)斗油缸的選擇 F1=FC=600910N工作壓力取 P=30MPa 直徑的選擇根據(jù)國家系列,P1推=603186N,P1拉=412334N 查表得,活塞桿直徑d=90mm; 缸體內(nèi)徑D1=160mm。 行程的選擇經(jīng)過計(jì)算得其行程為:S=405mm;根據(jù)同類型產(chǎn)品,取S=600mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式L+SL=1.61.7 (3-34)代入數(shù)據(jù)得:L=8501000mm(3) 動(dòng)臂油缸的選擇 直徑的選擇F2=FH=968758N 工作壓力取P=30MPa;根據(jù)同類型產(chǎn)品,取液壓缸桿徑D2=150mm 液壓缸內(nèi)徑D3=220mm F=1140398N取S=750mm;根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式(3-31),=1.6-1.7代入數(shù)據(jù)得:L=10711250mm 行程的選擇經(jīng)過計(jì)算以及根據(jù)同類型產(chǎn)品,所以行程取S=750mm。3.4.4 搖臂及連桿的計(jì)算(1) 經(jīng)過討論可知,搖臂的危險(xiǎn)斷面在B點(diǎn)所在截面,根據(jù)公式圖3-25 危險(xiǎn)校核max=MW+FB22W=BHB23S=2BHBM=FcLBC 代入數(shù)據(jù)得:M=204309NmF=Fcsin90 代入數(shù)據(jù)得:F=600910N 根據(jù)公式 B可得公式: HBF+F2+24BsM2Bs式中,s=353MPa,B=0.04m 代入數(shù)據(jù)得HB600910+6009102+240.0435320430910620.04353106=317mm 根據(jù)同類型產(chǎn)品,取HB=350mm。(2) 連桿的計(jì)算 直徑的確定 根據(jù)公式FE1/4d2sn式中,連桿受力F=461866N,=353MPa n安全系數(shù) (1.82.25),取n=2; 由此可得 d4FEns446186623531060.058mm 穩(wěn)定性校核根據(jù)公式Pcr/FEnst (3-35)Pcr=2EIlI=d464式中, E彈性模量 E=210MPa; n安全系數(shù) n=35,取n=3; l即EF的長度 EF=1269mm;由此可得2EIFEl24代入數(shù)據(jù)得2210109d4/644618661.26923從而可得d434618661.269264321010968.4mm取d=70mm。(3) 連桿銷軸計(jì)算 彎曲強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)公式 max=M/Ws/2 (3-36) W=d332 (3-37) M=PL2 (3-38) 式中,P計(jì)算載荷,為鉸點(diǎn)所受載荷的1/2,即P=1/2FF=230933N圖3-26 連桿銷軸 L2銷軸計(jì)算長度, L2=1/2L1+a+1/4d d連桿寬度;取=30mm,a=20mm則L2=70mm; 屈服極限,由于銷軸常用40Cr,=800MPa 因此有d3164618660.0740010674.4mm 故取d=80mm。 銷軸、支座擠壓強(qiáng)度的計(jì)算根據(jù)公式mz=p1L1ds2 (3-39)式中,s支座的擠壓屈服極限,s =353MPa; 代入數(shù)據(jù)得mz=2309330.030.07=110106176.5106Pa 因此合適。 銷軸套擠壓應(yīng)力的計(jì)算 根據(jù)公式mt=4P1dd=42309330.070.08=165106176.5106 因此合適。(4) G點(diǎn)銷軸的確定 根據(jù)公式max=MWs/2 W=d332 M=FGi2l=a/2+b+c/2式中,根據(jù)同類型產(chǎn)品,取c=20mm,b=20mm,a=40mm。圖3-27 G點(diǎn)銷軸因此有d=50mm。根據(jù)公式d364Ms式中,屈服極限,=800MPa; 因此有 d364FGls 代入數(shù)據(jù)得d=60mm。 銷軸支座擠壓應(yīng)力的計(jì)算 根據(jù)公式mz=1/2FGad=329037/2 0.040.055 =75MPaMPa 因此合適。 銷軸套擠壓應(yīng)力的計(jì)算 根據(jù)公式mt=1/2FGcd=32903720.020.055=68.5MPa因此合適。(5) C點(diǎn)銷軸的確定 根據(jù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算圖3-28 C點(diǎn)銷軸根據(jù)公式max=MWs/2 W=d332 M=1/2F =1/2+a+701/2=70mmP1=1/2600910=300455N代入數(shù)據(jù)可得max=3004550.0732d3s/2因此有 D3323004550.07400106D79.8mm由活塞桿耳環(huán)查得:dc=80mm 銷軸套擠壓應(yīng)力的計(jì)算 根據(jù)公式有:mt=1/2Fcl1d =3004550.030.07=143.1MPa176.5MPa 因此合適。(6) 動(dòng)臂鉸點(diǎn)A的確定根據(jù)彎曲強(qiáng)度的計(jì)算圖3-29 A點(diǎn)銷軸根據(jù)公式max=MWs/2其中有 W=d332M=1/2FAl2式中,s屈服極限,s=800MPa;FA=1050394N; l2=10+15+20=45mm;代入數(shù)據(jù)得 d3162539050.05s67mm根據(jù)同類型產(chǎn)品,取d=70mm。(7) 動(dòng)臂鉸點(diǎn)B的確定圖3-30 B點(diǎn)銷軸根據(jù)公式max=MWs/2 其中有 W=d332 (3-40) M=12FBl2式中,屈服極限,=800MPa;FB=520165.5N,l3 =80mm代入
收藏
編號(hào):11044809
類型:共享資源
大?。?span id="24d9guoke414" class="font-tahoma">11.24MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2020-04-18
50
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
含CAD圖紙、文檔全套
GC系列
zl60
輪式
反轉(zhuǎn)
連桿
裝載
機(jī)工
裝置
設(shè)計(jì)
cad
圖紙
文檔
全套
gc
系列
- 資源描述:
-
購買設(shè)計(jì)請充值后下載,,資源目錄下的文件所見即所得,都可以點(diǎn)開預(yù)覽,,資料完整,充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?!咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙,doc,docx為WORD文檔,原稿無水印,可編輯。。。帶三維備注的都有三維源文件,由于部分三維子文件較多,店主做了壓縮打包,都可以保證打開的,三維預(yù)覽圖都是店主用電腦打開后截圖的,具體請見文件預(yù)覽,有不明白之處,可咨詢QQ:1304139763===========題目最后備注XX系列,只是店主整理分類,與內(nèi)容無關(guān),請忽視
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請勿作他用。