zl100反转六杆装载机工作机构要点.doc

满，铲斗斗刃做直线型型(带齿)，侧刃做成折线；

j．为了提高铲斗强度和刚度，对斗容3-5m³的中型装载机来说，斗体材料选用20㎜厚的低碳高强度合金钢，斗刃选用厚为38-40㎜的特殊耐磨钢。在一些重要的部位都用加强板和加强筋进行加强。4.1.3铲斗基本参数的确定

把铲斗的回转半径R(即铲斗与动臂铰接点至切削刃之间的距离)作为基本参数，铲斗的其他参数则作为R的函数。R(见下图)的大小不仅直接影响铲斗底壁的长度，而且还直接影响转斗时掘起力及斗容的大小，所以它是一个与整机总体有关的参数。

铲斗参考尺寸

铲斗的回转半径尺寸可按下式计算：

式中 V r—铲斗的额定容量（m³）,设计任务书给出V r=5m³

B —铲斗的内侧宽度（m）；

λg—铲斗的斗底长度系数，

通常λg =1.4～1.5；

L z =λz R=1.7401m

挡板高度Lk:

L k =λk R=0.1885m

铲斗圆弧半径r ：

r=λr R=0.5801m

4.1.4铲斗容量计算与误差判断

a ．铲斗容量计算

设计铲斗的额定容量：

V r =SBo-2a ²b/3+ Bo/8- b ²(a+c)/6

式中 S ——铲斗平装容量横截面,单位 ㎡

a ——挡板高度，单位 m ；

b ——铲斗开口长，单位 m ；

c ——堆积高度，单位 m 。

如图所示，铲斗平装容量横截面积 S 由 5 块基本几何图形组成。

计算式为 S=S1+S2+S3+S4+S5

式中 S1—扇形AGF 的面积,单位㎡；

S2—直角三角形△GFN ，单位㎡；

S3—直角三角形△GAC ，单位㎡；

S4—三角形△CGN ，单位㎡；

S5—直角三角形△CND ，单位㎡。

由图可得S1=(GF)² (180-γ)360

=0.4115㎡

S2=GF ×FN/2=0.2175㎡

S3=GA ×AC=0.2204㎡

由上得，CN=1.5367m ，CG=0.9912m ，NG=0.6897m ，令

L=(CN+CG+NG)/2，则

S4=))()((NG L CG L CN L L ---=0.2570㎡

S5= CN ×ND/2=0.1309㎡

则综上可得S=1.2373㎡

由b ²=CN ²+ND ²得，铲斗开口长b=1.5463m

如下图，IH 是斗尖至铲斗侧壁的高度c ，根据美国汽车工程师手册规定IH 垂直于CD ，且IK=CK/2=b/4.按照通常的设计要求，挡板DN 应垂直于斗侧壁CN ，所以△CKH ∽△CND 。则

c=IK+KH=0.4722m

则额定容量V r =5.0265 m ³

b ．铲斗的容量误差判断

若满足 V r -V h <ε

式中 V h ——计算斗容量

ε——设计中给定的允许斗容量误差，根据设计要求ε

=0.1m ³

则V r - V h =5.0265-5=0.0265 m ³<ε=0.1m ³

所以所设计的铲斗容量符合设计要求。

c ．铲斗上下铰接点位置的确定

铲斗的下铰接点即与动臂的连接铰接点。当铲斗在铲掘位置时，应尽量使该点靠近切削刃与地面。下铰接点靠近铲斗切削刃，则转斗时力臂小，有利于增加作用在斗刃上的掘起力。下铰接点靠近地面，可减少在作业时的铲入阻力。下铰接点距斗底高度：

h w=(0.06～0.12)R=0..0786～0.1572m，取为0.12 m

4.2 工作装置连杆系统的设计和尺寸设计

4.2.1 拟定设计任务书的要求

额定斗容： 5 m³

额定载重量：10000kg

整机质量：30486kg

最大掘起力：185.5kN

最大卸载高度：3450mm

轮距：2500mm

最小卸载距离：1250mm

4.2.2图解法设计尺寸参数

a．动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点 G、B、A 的确定如图所示，选取直角坐标系 xoy，并选定长度比例尺为μ

，把已设计好

的铲斗横截面图画在坐标系里，斗尖对准坐标原点 O，斗前壁与 x 轴呈 5°前倾角。此为铲斗插入料堆时的位置。

综合考虑各种因素的影响，设计时，一般根据坐标图上工况Ⅰ时的铲斗实际情况，在保证 G 点 y 轴的坐标值 yG=240～350mm 和 x 轴坐标值尽可能小的而且不与斗底干涉的前提下，在坐标图上人为地把 G 点初步确定下来。我取G 点的坐标为(1400,150)。以 G 点为圆心，

K =

d b +d c -d

a <1 其中 d 值由 BG 确定，即 d=2482mm

初步设计时，式中各值选取为：

K=0.950～0.995，a=(0.3～0.5)d ，c=(0.4～0.8)d

所以得 K=0.970，a=993mm ，c=1489mm,b=1986mm 。 如图，铲斗取工况Ⅰ。分别以B 和G 点为圆心，以c 和22b a 分

别为半径画弧，其交点为 E ；再分别以 G 点和 E 点为圆心，a 和 b 半径画弧，则其交点必为 F 。

作图所得，在铲装工况下，即工况Ⅰ下，E 点坐标为(3500，1038),F 点坐标为(1514,1038)。

为了防治机构出现“死点”，“自锁”或“撕裂”现象，设计时应满足下列不等式。

工况Ⅱ时： GF+FE>GE

工况Ⅳ时： FE+BE>FB

工况Ⅱ时，GF=993mm ，FE=1986mm ，GE=2220mm ，因此满足

GF+FE>GE

工况Ⅳ时，FE=1986mm ，BE=1489mm ，FB=1500mm ，因此满足

FE+BE>FB

c. 转斗油缸与摇臂和机架的铰接点C 和D 的确定

初步设计时，一般取BC ≈(0.7～1.0)BE,因此，取BC=0.85BE=1042mm 。C 点一般取在B 点左上方，BC 与BE 夹角(即摇杆折角)，可取∠CBE=165°，C 点运动不与铲斗干扰，其高度不影响司机视野。转斗油缸与机架的铰接点 D ，是根据铲斗由工况Ⅱ举升到工况Ⅳ过程为平动和由工况Ⅲ下降到工况Ⅰ能自动放平这两大要求来确定的。当铰接点G 、F 、E 、B 、C 、被确定后，则铲斗分别在工况Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ时的C 点的位置C 1、C 2、C 3、C 4也就唯一的被确定下来。因为铲斗由工况Ⅱ举升到工况Ⅳ或由工况Ⅲ下放到工况Ⅰ的运动过程中，转斗油缸的长度分别保持不变，所以D 点必为C 2点和C 3点连