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1、ZL60型轮式装载机正转六连杆工作机构设计摘要轮式装载机是一种应用非常广泛的装运机械，它具有重量轻、灵活性好、效率高、维护方便等特点；它既可进行铲装作业，又可用作短途运输，对于减轻劳动强度，加快工作进程，提高工作质量起着重要的作用。装载机械的发展方向，对于地露天矿是向大型化、连续化方向发展，斗容越大，生产率越高，运营费越低，但其增大值也是有限的。轮胎式装载机的工作装置是用于铲装、卸载的机构，它包括一个铲斗、一个动臂、举升油缸、转斗油缸、转斗杆件及其操作液压系统等。反转六连杆机构具有较大的铲取力并且能很好的实现铲斗自动放平，并且它还具有结构紧凑、前悬小、司机视野好、结构简单、受力良好等突出优点，
2、并得到了广泛的应用。这次设计，是主要依据“减少装载工作阻力，满足生产率需求。”同时做到各种工作条件下不易撒料，具有良好的耐磨性、抗抗冲击性，强度好等。装载机是-一种我们生活中最常见的工程机械，它主要通过液压驱动工作装置来实现斗的翻转和升降，来完成装载机装卸。装载机可以有效地降低劳动强度，提高劳动效率。在现代化施工建设中，它广泛应用于道路建设、物料运输等领域，己成为必不可少的工程机械之一。本文对ZL60装载机的的工作装置进行设计，包括铲斗、动臂、连杆机构及组件的尺寸的计算，以及采用受力分析法计算工作装置的强度等。关键词：装载机；ZL60;正转六杆机构；工作装置AbstractWheelloade
3、risaverywideshippingmachinery,itislight,flexible,efficient,convenientmaintenance,thistoreducelaborintensity,accelerated,improvequalityofworkonthisimportantrole.So,worldofloadervarieties,production,etc,withgreatimportancetodevelopstrength,makeitsdevelopment.Thisdesignisfivecubicversalsix-freedomheavy
4、-tonnageloader,Designandcalculationofthesequenceis:containcalculation,Thedesignofbucket,Thecalculatedandchecked,Cylinderdesignandcheckforthecostcalculation.Throughaseriesofdesigncalculationtothedesignofthebasicdata,soastorealizetheoptimumratiooftheloader,institutionofoptimization.Theloaderisacommonc
5、onstructionmachine.Itachievestheturningandliftingofthebucketbyhydraulicallydrivingtheworkingdevicetocompletetheloading,lifting,andunloadingoftheload.Theloadercaneffectivelyreducelaborintensityandincreaselaborefficiency.Inmodernconstructionconstruction,itiswidelyusedinroadconstruction,materialtranspo
6、rtationandotherfields,andhasbecomeoneoftheessentialengineeringmachinery.ThispaperdesignstheworkingdeviceoftheZL60loader,includingthecalculationofthedimensionsofbuckets,booms,linkagemechanismsandcomponents,andthecalculationofthestrengthoftheworkingdeviceusingtheforceanalysismethod.Keywords:loader;ZL6
7、0;forwardsix-barmechanism;workingdevice第1章绪论11.1 装载机概述11.2 铲斗结构设计及材料选择11.2.1 斗体形状11.2.2 切削刃的形状11.2.3 斗侧壁的形状11.2.4 斗底2第2章工作机构的总体设计32.1 设计参数32.2 装载机的工作过程32.3 装载机的结构形式42.4 自由度的计算5第3章铲斗几何形状的确定73.1 铲斗容量的计算83.2 斗齿的选择与位置的初步确定10第4章工作装置的的设计计算Il4.1 动臂的设计114.2 连杆机构设计114.3 六杆机构连杆系统的尺寸参数设计12第5章工作机构的强度计算175.1 计算位
8、置175.2 外载荷的确定175.3 工作装置的受力分析195.4 工作装置的强度校核235.4.1 动臂235.4.2 钱销265.4.3 连杆285.4.4 摇臂295.4.5 油缸315.5 缓冲装置设计32附录33参考文献35致谢371.1 装载机概述装载机是我们生活中一种常见的工程机械，它通过液压驱动工作装置实现斗的翻转和升降，来完成装载机的装卸。按照行走装置的不同可以分为履带式装载机和轮胎式装载机。前者一般应用于大载荷、恶劣环境的工况中，后者应用于一般工况中，在此工况更能发挥出它机动性能好的特点。装载机可以有效地降低劳动强度，提高劳动效率。在现代化施工建设中，它广泛应用于道路施工、
9、土方开挖、物料运输等领域，己成为不可缺少的工程机械之一。ZL系列轮式装载机是一种结构先进、性能可靠、操作性强，使用方便的高效工程机械。广泛应用于矿山，建筑工地，道路修建，水利工程，港口，货场，电站以及其他工业部门，进行装载，推土，铲挖，起重，牵引等多种作业。对加快工程建设速度减轻劳动强度提高工程质量降低工程成本都发挥着重要作用，因此近几年来国内外装载机品种和产量都得到迅速发展，成为工程机械的主导产品之一。1.2 铲斗结构设计及材料选择1.2.1 斗体形状轮胎式装载机的铲斗斗容较大，截面形状一般为型，采用钢板焊接而成。从整个斗体形状来看，铲斗基本可以分成浅斗”和“深斗”两种类型。在斗容相同时，前
10、者铲斗开口尺寸较大，斗底深度较小，即斗前壁较短，而后者相反。浅底铲斗插入料堆的深度较小，相应的插入阻力也小，容易装满，但运输时易撒料；由于浅底铲斗前悬增大，影响车辆行驶的平稳性。而深底铲斗则恰恰相反。相比之下，定点装载用浅斗，而运输距离较大时，采用深底铲斗较为适宜。综上所述，本次设计的地下矿用装载机的铲斗选用浅底斗型。1.2.2 切削刃的形状切削刃有两种，一种是直线型，另一种是非直线型。直线型形式简单，有利于铲平地面和铲装小块松散的物料。插入阻力较大。但铲斗的装满系数较好。如果在斗刃上装上铲斗齿，则容易插入密实的料堆或翘起大块物料，斗齿磨损后也容易更换或补修。铲斗较宽者多采用直线型。本次设计的
11、铲斗切削刃采用带斗齿的直线型刃。1.2,3斗侧壁的形状侧壁有弧线型的侧刃和直线型的侧刃。装载机中使用直线型的侧刃比较普遍，因大容量的铲斗宽度大，侧刃形状对插入阻力影响的比重小。铲斗的后壁较短。侧刃的倾角为锐角。因为侧刃参与插入工作，为减小插入阻力侧壁前刃与斗前壁成锐角是合理的。1.2.4 斗底斗前壁与斗后壁用圆弧衔接，构成弧形斗底。为了使物料在斗中有良好的流动性,斗底圆弧半径不宜太小。前后壁夹角不应小于物料与钢板的摩擦角的二倍，以免卡住大块物料。若取物料与钢板的摩擦系数f=0.4,则摩擦角。二22。，所以张开角必须大44o由于铲斗在工作的过程中会直接与矿石产生摩擦，工作条件非常恶劣，特别是铲斗
12、前壁易磨损，因此。采用高强度合金钢做唇板或堆焊与铲斗的斗刃前沿，并经过热处理以增加其耐磨性。为了提高铲斗的刚度，在铲斗的后壁与斗底等处有加强板或加强筋。本次设计的铲斗各切削刃和壁均采用16Mn钢材，以保证其耐磨性和强度、刚度等各方面的要求。第2章工作机构的总体设计2.1 设计参数表21设计参数斗容m3额定载重量八最大铲取力/kN力/KN最小机体外形长度机体外形宽度咻幅高度轮胎规格/in液压系统工作压力/Mpa卸载距离mm最大卸载高度mm3.361801651250310085932814343524.5-25302.2 装载机的工作过程装载机采掘和卸载货物的作业是通过工作装置的移动实现的。装载
13、机的工作装置主要由铲斗，动臂、摇臂、连杆及液压系统等组成。铲斗以铲装物料；动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接；转斗油缸通过摇臂，连杆使铲斗转动。动臂的升降和铲斗的旋转采用液压操作。（1）设计时要求由铲斗、摇臂、连杆、转斗油缸、动臂、动臂油缸及车架互相钦接所构成的连杆机构，应保证在装载机作业时能满足：1）铲斗的平移能力，即当转斗油缸闭锁，动臂在动臂油缸的作用力下提升时。连杆机构能使铲斗保持平移或使斗底平面与水平面夹角的变化控制在允许的范围内。以免装满物料的铲斗由于倾斜而洒落物料。2）一定大小的卸荷角，即当动臂处于任何作业位置时，在转斗油缸的作用下通过连杆机构使铲斗绕其较接点转动，并且
14、卸荷角不小于45度。3）铲斗的自动放平能力，即在动臂下降时，铲斗能自动放平，以减轻驾驶员的劳动强度，提高生产率。（2）装载工作对工作机构设计的要求轮胎式装载机是一种装运卸作业联合一体的自行式机械，它的工作过程由5种工作状态或工况组成:1）工况I插入状态动臂下放，铲斗放置地面，斗尖触地，铲斗前壁对地面呈35。前倾角；开动装载机铲斗借助机器的牵引力插入料堆。2）工况11铲装状态工况1以后，转动铲斗，铲取物料，待铲斗口翻转至近似水平为止。3）工况III重载运输状态举升动臂，待工况II之铲斗升高到适合位置（以斗底离地的高度不小于最小允许距离为准），然后驱动装载机，载重驶向卸载点。4）工况IV卸载状态在
15、卸载点，举升动臂将铲斗移至卸载位置；翻转铲斗，向运输车辆或固定料仓卸载；卸载后，下放动臂，使铲斗恢复到运输状态。5）工况V空载运输状态卸载结束后，装载机由卸载点空载返回装载点。在露天矿或工地，通常轮胎式装载机是向载重汽车卸裁，出于装载点和卸载点距离很近，卸载位置较高，所以一般称作“定点高位卸载（3）工作装置的结构设计应满足以下要求：1）确保满足设计任务书中所规定的使用性能及技术经济指标的要求,如最大卸载高度、最大卸载距离，可在任何位置都能卸净物料并考虑可换工作装置。2）保证作业过程中任何构件不与其它构件干涉。工作装置的结构设计是一个比较复杂的问题，因为组成工作装置的各个构件尺寸几位置的相互影响，可变性很大。对于选定的结构形式，在满足上述条件下可以有各种各样的构件尺寸及钱接点位置。通过对各种方案的比较，选出最佳构件的尺寸及钱接点位置，使所设计的工作装置不仅满足使用要求，而且具有较高的技术经济指标。2.3 装载机的结构形式装载机按组成连杆机构的数目可以分为六连杆和八连杆，连杆构件数目多，机构的钱接点就多，结构越复杂，因此超过八连杆的机构在装载机上一般不采用。根据连杆机构的运动可以分为正转连杆机构和反转连杆工作机构。如图2-1就是反转连杆工作装
