架铰接,这种结构简单,易布置。动臂油缸与车架的铰接位置应使油缸下端有足够的离地高度,以满足装载机离地间隙的要求
5,驾驶室的布置
在铰接式车架上,驾驶室布置一般有以下三种方案:
A,驾驶室布置在前车架的后部。驾驶员视野好,并与铲斗的相对视角保持不变,铲斗的对准性容易控制,但驾驶员受到工作机构传来的冲击较大,容易疲劳。
B,驾驶室布置在后车架的前部。驾驶员的视野不好,驾驶员与铲斗的相对视角有变化,铲斗的准确性不易控制,但驾驶员受工作机构传来的冲击小,不易疲劳。
C,驾驶室布置在后车架的前悬壁处。这种布置的形式,综合了前两种布置形式的有点,并克服其缺点。但转向时铲斗准确性差,由于铲取作业和卸载作业一般不在转向时进行,因此影响不大。
经过比较,选择驾驶室的布置采用第三种布置方式。 6,转向系的布置
ZL系列轮式装载机的轴荷大,转向频繁,转向角度大,要采用动力转向。铰接式装载机转向油缸采用两个,对称布置在铰销两侧,油缸体和活塞杆分别铰接在前,后车架上,一侧油缸的小腔与另一侧油缸的大腔相通,使左右转向时,力矩变化均匀。前后车架绕其铰销的相对转角取36o,超过该值,则横向稳定性能不好,且传动轴易发生干涉,给其它零部件造成影响。保证了在转向过程中,各零部件不得发生干涉,油管位置变化尽量小,油缸的摆角要尽量小,从而减少转向力臂变化。
3.3.3各运动部位校核要求
ZL系列轮式装载机总体布置完成后,全面考虑各部件相对运动,要防止干涉,其中主要包括:
1,工作装置运动时,其内部各点,工作装置与前车架、桥是否干涉。 2,前后车架转向时,前车架与驾驶室,前护泥板与后护泥板、前车架与后护泥板、前护泥板与后车架上的扶梯是否干涉,固定杆前支座(在前车架上)与固定杆后支座(在后车架上)是否干涉。
3,后桥桥壳摆动到最大角度时,桥壳与发动机底壳是否干涉;摆起的轮胎是否影响机罩的侧门的开启;摆起的轮胎是否与驾驶室群边干涉;摆起的轮胎是否与后护泥瓦干涉。
4,考虑各泵的拆装空间。
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5,考虑各操作手柄的操纵运动形成是否与其它部件干涉等等。
3.3.4桥荷分配和重心位置的计算与调整
当桥荷力分配确定为具体值后,才能进行使用性能分析。装载机在作业过程中,作用在铲斗上的外载荷力变化范围很大,使作用在前后桥上的桥荷力大小也发生了变化。
为了满足装载机的通过性、牵引性和稳定性的要求,前、后桥的载荷力必须在这个变化中合理分配。对于我所设计的轮式装载机,按照国家推荐桥荷力分配如下:
空载时,前桥桥荷力占装载机自重力的40%~45%,后桥桥荷力占装载机自重力的60%~55%。
满载时,前桥桥荷力占装载机自重力的75%~80%,后桥桥荷力占装载机自重力的25%~20%。
空载时,静止的装载机受力如图4-2所示,由力的平衡条件可求得桥荷力
为
F1?G(1?L1/L) (3-12)
F2?G?L1/L (3-13)
式中:G是整机的自重力;
L1是重心到前桥的水平距离; L是轴距;
F1,F2是前后桥的桥荷。 因此,前后桥的桥荷之比是:
K?F1/F2 (3-14)
式中:L=3250mm,L1=1911mm,得K=0.7。
根据推荐一般使K在0.67到0.82之间,即满足前、后桥桥荷力分配。
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图3-2轮式装载机稳定性计算图
重载时,桥荷力为:
?F1?G(1?L1/L)?Mg(1?l/L) (3-15)
?F2?G?L1/L?Mg?l/L (3-16) 式中:M是装载机额定载重量,M=5000kg。
l是动臂最大外伸时,载荷中心离前轴的距离。 因此,计算得:Kˊ=3.3。
根据推荐一般使Kˊ在3到4之间,即满足前、后桥桥荷力分配。 综上所述,桥荷力分配满足要求。
3.3.5轮式装载机稳定性计算
装载机的稳定性是指装载机在行驶过程中,不发生倾翻和侧滑的的能力。通常用稳定比和稳定度来评价装载机的稳定性。作用在装载机上的外力,对装载机可能产生两种力矩:一种是使装载机产生倾翻趋势的力矩,称为倾翻力矩M1;另一种是使装载机趋于稳定的力矩,称为稳定力矩M2。稳定力矩和倾翻力矩之比,称为稳定比,即稳定比λ为:
??M2/M1 (3-17)
当λ大于1时,装载机稳定;当λ小于1时,装载机倾翻;当λ等于1时,装载机处于将要倾翻而未倾翻的临界状态。
在一般情况下,装载机存在多种可能发生倾翻的工况,在此,对轮式装载机满载、动臂最大外伸,机器停在水平位置时的工况的受力进行分析,如图4-2
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所示。
??(GL1)/(gQl) (3-18)
式中:Q为铲斗中物料的重量,单位是kg;
l动臂最大外伸时,载荷中心离前轴的距离,单位是mm; G装载机自重力,单位是N; L是装载机的重心离前轴的距离。
其中,Q=5000kg,L1=1911mm,G=170000N,l=1680mm。 计算得:λ=3.87>1 ,因此稳定性满足要求。
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第4章ZL系列轮式装载机工作装置的设计
4.1轮式装载机工作装置的概述
4.1.1轮式装载机简介
装载机工作装置主要由铲斗和支持铲斗进行装载作业的连杆系统组成,依靠这套装置装载机可以对汽车,火车进行散料装载作业,也可以对散料进行短途运输作业,还可以进行平地修路等作业。把铲斗更换成专门的装置,还可以进行其他装载作业。
装载机工作装置的结构和性能直接影响整机的工作尺寸和参数,因此,工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性,不同工况下的作业效果、工作循环时间、外形尺寸和发动机功率等。
1- 转斗油缸;2-摇臂;3-动臂;4-铲斗;5-斗齿;6-动臂油缸
图4-1 ZL系列轮式装载机结构图
轮式装载机工作装置有多种形式,根据杆数和运动特征可分为正转四杆、正转五杆、正转六杆、反转六杆、正转八杆等。本次设计研究的是反转六连杆
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