装载机的优化分析.docx

装载机的优化分析.docx轮式装载机工作装置优化设计方法研究1文献综述装载机屈于铲土运输机械类,是一种通过安装在而端一个完整的铲斗支乐结构和连杆,随机器向前运动进行装载或挖掘,以捉升、运输和卸载的自动式履带或轮胎机械。它可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料,也可以对岩石、硕土等进行轻度的铲掘工作。如果更换相应的工作装置,述可以进行推土、起重、装卸木料和钢管等作业。因此,它被广泛应用于建筑、公路、铁路、水电、港口、矿山及国防等工程中,装载机貝有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点,对加快工程建设速度、减轻劳动强度、捉高工程质量、降低成本具冇重要作用。装载机工作装置是完成装卸工作并带液压缸的空间多杆机构。工作装置是组成装载机的关键部件之一,其设计水平的高低直接影响工作装置性能的好坏,进而影响整机的工作效率与经济性指标。装载机工作装置优化设计方法的研究口益受到装载机生产厂家及设计人员的重视⑴。,如图1所示,它出运动相互独立的两部分构成…-连杆机构和动臂举升机构,主要由铲斗、动隊连杆、上卜•摇隊转斗油缸、动臂举升油缸、托架、液压系统等组成。b无托架式a托架式图1工作装置工作类型1・1・1有铲斗托架型(图l・a)有铲斗托架的工作装置是四连杆机构,其动臂和连杆的后端与车架较接;动臂和连杆的前端与铲斗托架较接;托架上部较接转斗油缸体,活塞杆及托架的下部与铲斗较接。这种结构式的工作装置,托架、动臂、连杆及车架较座可以构成平行四边形连杆机构,这样在转斗油缸闭锁的情次下,提升动臂时,铲斗始终保持平移,铲斗内物料不易散落。但由于在动臂的前端装有较重的托架和转斗汕缸,使得装载机的载重量减小,所以口前采用较少。1・1・2无铲斗托架型(图1-b)无铲斗托架的工作装置,其动臂下较接点与铲斗狡接,上较接点与前车架支座饺接;传斗缸一端与前车架饺接,另一端与上摇臂饺接:连杆一端与摇臂饺接,另一端与铲斗饺接;摇臂较接在动臂上。动臂举升缸一般采用立式或卧式布置形式,如图2所示,油缸顶部与前车架较接,铲斗是装载物料的容器,通常具冇两个较点,一个与动臂下较接点较接,另一个与连杆较接。操纵转斗缸实现铲斗的装载或卸料;操纵举升缸实现动臂和铲斗升降运动。a)立式b)卧式图2工作装置布置形式无托架型工作装置按杆结构数目的不同,工作装置可分为四杆、五杆、六杆和八杆机构。连杆的数口越多,使得较点越多,结构复杂,因此超过八连杆的连杆机构在装载机上不常用。按连杆机构运动形式分为正转连杆机构工作装置(见图3・a〜e)和反转连杆机构工作装置(见图3-f)o正转连杆机构的主动构件(摇臂)与被动构件(铲斗)转动方向相同,而反传连杆工作装置则是主动构件与被动构件的转动方向相反。综合国内装载机工作装置可知,其连杆机构典型结构主要有下列几种。(1) 八杆机构装载机工作装置八杆机构⑶如图3中的d和e所示,八连杆机构在转斗油缸大腔进油时转斗铲取,所以铲掘力较大,各构件设计合理时,铲斗能获得较好的举升平动性能:连杆机构的传动比较人,铲斗能获得较人的卸载角和卸载速度,因此卸载干净,速度快。因传动比大,还可适当减小连杆机构的尺寸,I大I而町改善司机视野,但机构结构较复杂,铲斗自动放平性较差.(2) 六连杆机构六连杆机构工作装置⑷是目前装载机使用最为普及的一种结构型式。根据转斗油缸放置位置又可分为转斗油缸前置式正转六杆机构、转斗油缸后置式正转六杆机构、转斗油缸后置式反转六杆机构。e) f)图3无托架工作装置简图转斗缸前置式正转六杆机构(图4)其优点是转斗缸直接与摇臂相联接,易于设计成两个平行的四连杆机构,铲斗平移性较好;同八杆机构相比,结构简单,司机视野较好。缺点是:转斗时油缸小腔进油,铲掘力相对较小;连杆机构传力比小,使得转斗缸活塞行程较大•传斗缸加长,卸载程度不如八杆机构:由于转斗缸前置,使得工作装置的整体重心外移,增大了工作装置的前悬量,影响整机的稳定性和行驶时的平移性;铲斗不易实现自动放平。图4转斗缸询置式正转六杆机构图5转斗缸后置式正转六杆机构转斗缸后置式正转六杆机构转斗缸布置在动臂的上方(图5)。与转斗缸前置式相比,机构前悬较小,传动比较大,活塞行程较短:有可能将动臂、转斗缸、摇臂和连杆机构的中心线设计在同一平面内,从而简化了结构,改善了动臂和较销的受力状态。缺点是:转斗缸与车架的饺接点位置较高,彩响了司机的视野,转斗时油缸小腔进油,铲掘力相对较小,连杆机构传力比小,使得转斗缸活塞行程较大,转斗缸加长,卸载程度不如八杆机构;由于转斗缸前置,使得工作装置的整体重心外移,增大了工作装置的前悬量,影响整机的稳定性和行驶时的平移性;铲斗不易实现□动放平。转斗缸布置在动臂下方(图6)o在铲掘收斗作业时,以油缸大腔工作,故能产生较大的掘起力。但组成工作装