裝載機工作裝置設計

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⑵ 工程機械50系列裝載機工作裝置液壓系統原理圖分析

裝載機液壓系統主要包括工作液壓系統,轉向液壓系統,制動液壓系統和冷卻液壓回系統;
工作液壓答系統包括液壓泵,液壓多路閥,液壓油缸,通過液壓先導手柄控制液壓多路閥執行相應動作;
轉向液壓系統包括液壓泵,液壓轉向器,轉向油缸,通過轉向器控制液壓油缸,控制轉向輪轉向角度;
制動液壓系統,目前國產五噸裝載機制動系統多採用氣頂油的方式,出口裝載機制動系統多採用全液壓制動形式,全液壓制動方案包括液壓泵,充液閥,蓄能器,制動踏板,制動器,通過充液閥給蓄能器充液,在發動機停機或故障時,提供緊急制動壓力油.
冷卻系統主要是給驅動橋冷卻的.
另外,液壓泵的出油口還有過濾器等液壓附件.

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⑷ 裝載機工作裝置的有限元分析的難點在哪

1、 引言
裝載機是工程機械的主要機種之一，廣泛用於建築、礦山、水電、橋梁、鐵路、公路、港口、碼頭等國民經濟各部門。國外裝載機發展迅速，而我國裝載機在設計上存在很多問題，其中主要集中在可靠性、結構設計強度等方面[1,2]。由於採取「類比試湊」等設計方法在一定程度上存在盲目性，容易形成設計中的「人為」應力集中點，造成機構整體強度的削弱甚至破壞。按這種設計生產出的產品，外觀上看上去很強壯、剛性很好，但卻有內在的設計缺陷，使用過程中常因工作裝置結構強度等原因，產生開焊、甚至斷裂等破壞，致使工作裝置報廢，造成重大經濟損失。
本文將以SDZ20型裝載機為例，建立有限元模型，在典型工況下用MARC軟體進行靜態結構分析，獲得工作裝置整體的應力及變形分布。其結論對該種結構的優化設計有一定的指導意義。
2、 工作裝置結構受力破壞與力學特徵
2.1工作裝置的結構
工作裝置由鏟斗、動臂、橫梁、支撐、搖臂、拉桿等組成。各構件之間由鉸銷聯接，有相對轉動。為了增強搖臂、支撐的剛度，在搖臂及支撐之間有筋板連接，在計算時，可以將其視為一體。動臂上鉸點與裝載機前車架鉸接，中部鉸點與舉臂油缸鉸接；搖臂上鉸點與翻斗油缸鉸接。用MARC對其做有限元靜力分析中，認為工作裝置各鉸接處沒有相對轉動。動臂是工作裝置的主要受力部件，其截面形狀為矩形；又因其長、寬方向遠大於厚度方向，故可以用板殼元對動臂進行離散。橫梁截面為箱形，為焊接結構。搖臂和支撐也是焊接結構，其焊接板的截面均為矩形。考慮各構件的厚度遠小於其它兩個方向的厚度，可以認為均為板類零件。
2.2結構受力與破壞特徵
裝載機整體結構為對稱結構。分析裝載機插入、鏟起、舉升、卸載等的作業過程可知，裝載機載初鏟時，工作裝置受力最大。在整個工作過程中受到的外界載荷為不變載荷，主要是物料的重量以及機構自重。由於物料種類和作業的條件不同，裝載機工作時鏟斗切削刃並非均勻受載，一般可以簡化為兩種極端情況：（1）認為載荷沿切削刃均勻分布，並以作用在鏟斗切削刃中點的集中載荷來代替均布載荷，稱其為對稱受載情況；（2）非對稱受載情況，由於鏟斗偏鏟、料堆密集情況不均，使載荷偏於鏟斗一側，通常將其簡化為集中載荷作用在鏟斗最邊緣的斗齒上。這兩種處理方法都是偏於安全的。當結構受力超過其極限載荷，材料發生塑性變形直至開裂（焊接部位）或斷裂。
3、 有限元模型的建立及邊界條件
工作裝置作為裝載機的主要工作部件，強度和剛度必須有充分的保證。根據工作裝置的結構特徵，建立起與其對應的有限元模型。
3.1單元類型的選取有限元網格劃分
工作裝置的各板厚度均勻，且長寬相比較小的多。根據經典薄殼理論假設，厚度小於中面輪廓尺寸1/5的為薄板。因此可以採用空間板殼單元進行網格劃分。考慮四邊形單元比三角形單元具有更高的計算精度，而三角形單元比四邊形單元更利於擬合過渡，所以採用四邊形單元與三角形單元混合進行網格劃分。
有限元網格按照「均勻應力區粗劃、應力梯度大的區域細劃」的原則進行劃分。按照給定尺寸自動劃分後，對局部（如尖角和軸承孔等部位）進行細劃。有限元模型如圖2所示。
3.2邊界條件的施加
邊界條件包括兩方面：邊界載荷和邊界約束。取額定裝載量，按靜力等效的原則將力施加在鏟斗尖內移約100mm處中部。在初鏟轉斗時，可認為舉臂油缸和翻斗油缸都不動，動臂的兩個鉸銷部位和搖臂的鉸銷部位無相對移動。
3.2.1邊界載荷
額定裝載為2×104N。聯合鏟取的工況進行載入。根據以上假設，可以計算出鏟斗所受水平力Rx和垂直力Ry。
水平力（即插入阻力）的大小由裝載機的牽引力確定
Rx=Pkpmax=4000N 式中，Pkpmax為裝載機的牽引力。
垂直力（即鏟起阻力）大小受裝載機的縱向穩定條件的限制。
Ry=GL1/L=58800x1300/2615.8=26974N 式中，G——裝載機自重，為6000kg（58800N）。
L1——中心到前輪水平距離，為1300mm。
L——垂直力作用點到前輪水平距離，為2615.8mm 。
考慮到鏟斗的特殊性，對其變形及破壞不予考慮。根據聖維南原理，局部載荷不影響遠處應力場的分布，可以知道，在鏟斗尖部附近所施加的點載荷不會影響除去鏟斗外的工作裝置的應力分布。所以這種載入方式是可行的。
3.2.2邊界約束
根據假設，舉臂油缸和翻斗油缸不動。這樣，在油缸與工作裝置的鉸接處和動臂與前車架的鉸接處分別施加對應的邊界條件。
3.3材料性能參數的確定
SDZ20型裝載機工作裝置構件所用的材料為16Mn（包括動臂、搖臂、支撐、橫梁和各筋板、加強板）和Q235（拉桿），變形在彈性范圍內，對應各構件分別施加所需材料常數：
4、 結果分析
用MARC軟體對工作裝置進行有限元分析，得到整個工作裝置的整體應力應變場、變形場分布，圖3給出了工作裝置的局部等效應力分布。
由結果可知，該裝置的結構完全滿足了強度要求。各構件情況是：動臂的危險點在動臂下鉸點及動臂與舉臂油缸鉸接處附近，應力值已經分別達到142.5MPa和118.9MPa，偏載時應力值達到184.5 MPa和153.6 MPa，是正載時的1.29倍，且偏載的一側與橫梁焊接部分出現應力集中，其值已達到100 MPa；搖臂的危險點在搖臂與拉桿鉸接處，應力已達91.7 MPa；橫梁的危險點在橫梁與動臂的鉸接處，應力值已達65.2 MPa；拉桿的危險點在與搖臂鉸接處，應力值已達107.2 MPa。同時，在偏載時，動臂承載了由於偏載所產生的大部分扭矩，而其他構件在偏載時的應力集中相對減小。即使這樣，最大值仍遠小於屈服應力，設計是偏於安全的。

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⑹ 裝載機的工作裝置

裝載機的鏟掘和裝卸物料作業是通過其工作裝置的運動來實現的。裝載機工作裝置由鏟斗1、動臂2、連桿3、搖臂4和轉斗油缸5、動臂油缸6等組成。整個工作裝置鉸接在車架7上。鏟斗通過連桿和搖臂與轉斗油缸鉸接，用以裝卸物料。動臂與車架、動臂油缸鉸接，用以升降鏟斗。鏟斗的翻轉和動臂的升降採用液壓操縱。
裝載機作業時工作裝置應能保證：當轉斗油缸閉鎖、動臂油缸舉升或降落時，連桿機構使鏟鬥上下平動或接近平動，以免鏟斗傾斜而撒落物料；當動臂處於任何位置、鏟斗繞動臂鉸點轉動進行卸料時，鏟斗傾斜角不小於45°，卸料後動臂下降時又能使鏟斗自動放平。
綜合國內外裝載機工作裝置的結構型式，主要有七種類型，即按連桿機構的構件數不同，分為三桿式、四桿式、五桿式、六桿式和八桿式等；按輸入和輸出桿的轉向是否相同又分為正轉和反轉連桿機構等。
土方工程用裝載機鏟斗結構，其斗體常用低碳、耐磨、高強度鋼板焊接製成，切削刃採用耐磨的中錳合金鋼材料，側切削刃和加強角板都用高強度耐磨鋼材料製成。
鏟斗切削刀的形狀分為四種。齒形的選擇應考慮插入阻力、耐磨性和易於更換等因素。齒形分尖齒和鈍齒，輪胎式裝載機多採用尖形齒，而履帶式裝開機多採用鈍形齒。斗齒數目視斗寬而定，斗齒距一般為150-300mm。斗齒結構分整體式和分體式兩種，中小型裝載機多採用整體式，而大型裝載機由於作業條件差、斗齒磨損嚴重，常採用分體式。分體式斗齒分為基本齒2和齒尖1兩部分，磨損後只需要更換齒尖。
裝載機特殊工作裝置
1. 加大斗
在標准機型配置的基礎上，加大鏟斗容量，以提高工作效率，以滿足比重較輕物料的鏟裝，如：煤炭等。
2. 岩石王
主要針對裝卸岩石工況，鏟斗的斗臂板、支撐板斗進行了加強，並配備了高耐磨的副刀板、高耐磨精鑄斗齒，從而提高了整個鏟斗的使用壽命。
3. 高卸黑金王
滿足貨車日益增高的圍欄高度，對於煤炭等比重較低的物料，即可滿足高卸載，又可滿足大裝載量，大大提高工作效率。
4. 側卸斗
針對場地狹小特別是隧道作業工況的工作裝置，鏟斗可單向側翻，在隧道作業中可有效降低駕駛員的勞動強度。
5. 夾木叉
主要用於林場及港口進行物料的搬運和裝卸。
6. 快換裝置
主要針對工作場地中存在多種物料需要裝卸的工作環境，駕駛員坐在駕駛室內即可對工作裝置進行快速更換，使用方便、作業效率高，可更換的工作裝置有：鏟斗、夾木叉等。
7. 抓草斗
主要應用於植物秸稈等抓取，具有開口大、壓實緊、抓草效率高等特點。
8. 全自動濾清器排塵機
1. 防止「風槍」吹濾清器導致粉塵迴流，而進入發動機，成為缸體早期磨損的隱患。
2. 省發動機維修費；因清理頻繁，保證了濾清器的通透性，可以縮小濾清器的過濾孔徑，擋住了更多粉塵，提高了發動機的進氣純度，延長發動機使用壽命，可達20%以上。
3. 省濾芯更換費；因工作頻繁，粉塵總量保有率下降，可延長濾清器的使用壽命，節省濾清器80%，延長濾清器保養時間2-3倍，節省濾清器維護費用80%。
4. 省燃油費；有效降低進氣阻力，保證發動機在高轉速時的混合比，增加發動機輸出功率，節省燃油3%-5%。
5. 省人工費；不必拆裝，即可對濾清器進行自動清理，從而減輕了使用者的勞動強度。

⑺ 求ZL50裝載機工作裝置的完整技術參數！！！

鏟斗容積: 3.0 立方
卸載高度: 3200 mm
卸載距離: 1200 mm
動臂舉升時間 5 秒
鏟斗卸料版時間: 2秒
動臂下降時間: 4 秒
鏟斗最大卸載角度 45
鏟斗最高權位
自動放平
動臂限位
鏟斗限位等等