滑移式裝載機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-雙臂式

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滑移式裝載機(jī)是一種小型多功能工程機(jī)械，利用兩側(cè)車(chē)輪線(xiàn)速度差而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛轉(zhuǎn)向的輪式專(zhuān)用底盤(pán)，采用輪式行走機(jī)構(gòu)，全輪驅(qū)動(dòng)，滑移轉(zhuǎn)向，可與作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)快速更換或掛接各種工作裝置，以適應(yīng)不同的工作環(huán)境，滿(mǎn)足不同的作業(yè)內(nèi)容，具體類(lèi)型非常多樣化，當(dāng)需要一種機(jī)械承擔(dān)多種工作，而且還需要操作快捷時(shí)，就應(yīng)該考慮使用滑移式裝載機(jī)。 滑移式裝載機(jī)最大的特點(diǎn)是整機(jī)外形尺寸小，可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，可在作業(yè)線(xiàn)程隨機(jī)快速更換或掛接各種工作裝置。 滑移式裝載機(jī)的主要用途為：城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、道路或建筑工地、廠(chǎng)房車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)、碼頭、輪船甲板甚至船艙內(nèi)等狹窄場(chǎng)地的作業(yè)；在起伏不平的場(chǎng)地上進(jìn)行鏟運(yùn)、堆垛、起重、挖掘、鉆孔、破碎、抓取、推扒、松土、道路清掃和路面壓實(shí)等作業(yè)。 近幾年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，滑移裝載機(jī)等小型工程機(jī)械市場(chǎng)逐漸升溫，為業(yè)內(nèi)人士普遍看好。小型工程機(jī)械因其綜合使用率高、回報(bào)豐厚將取代部分大中型工程機(jī)械的市場(chǎng)份額，逐漸成為市場(chǎng)的新一輪熱點(diǎn)。 2 滑移式裝載機(jī)整機(jī)及各部分研究 整機(jī)部分研究的是當(dāng)前常見(jiàn)的滑移裝載機(jī)類(lèi)型，另外對(duì)滑移裝載機(jī)的工作裝置和行走裝置進(jìn)行了研究。 2.1 滑移式裝載機(jī)的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式 2.1.1 單臂式滑移裝載機(jī) 通?；蒲b載機(jī)由于整機(jī)布置所限，動(dòng)臂提升只能采用雙動(dòng)臂結(jié)構(gòu)的形式，單臂式裝載機(jī)將原有兩側(cè)的動(dòng)臂去掉，將駕駛室固定在車(chē)體一側(cè)，在車(chē)體另一側(cè)安裝新型動(dòng)臂，這種結(jié)構(gòu)的滑移裝載機(jī)在保證原有的滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)工作性能不變的額情況下突破性的將兩側(cè)雙動(dòng)臂改為單側(cè)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)，急既解決了操作員必須跨越工作裝置才能進(jìn)入駕駛室內(nèi)的弊端，又簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)、提高整車(chē)的穩(wěn)定性，降低了操作的安全隱患。 2.1.2 雙臂式滑移裝載機(jī) 圖1 雙臂式滑移裝載機(jī)是常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，雙臂式滑移裝載機(jī)駕駛室具有寬敞的空間，采用雙臂進(jìn)行舉升，更容易保證工作過(guò)程中機(jī)身的穩(wěn)定，適用范圍更廣泛，承載的工作載荷更大。 2.2 滑移式裝載機(jī)各部分研究 2.2.1 工作裝置 裝載機(jī)的鏟掘和裝卸物料作業(yè)是通過(guò)其工作裝置的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。裝載機(jī)工作裝置由鏟斗、動(dòng)臂、連桿、搖臂和轉(zhuǎn)斗油缸、動(dòng)臂油缸等組成。整個(gè)工作裝置鉸接在車(chē)架上。鏟斗通過(guò)連桿和搖臂與轉(zhuǎn)斗油缸鉸接，用以裝卸物料。動(dòng)臂與車(chē)架、動(dòng)臂油缸鉸接，用以升降鏟斗。鏟斗的翻轉(zhuǎn)和動(dòng)臂的升降采用液壓操縱。 　　裝載機(jī)作業(yè)時(shí)工作裝置應(yīng)能保證：當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖、動(dòng)臂油缸舉升或降落時(shí)，連桿機(jī)構(gòu)使鏟斗上下平動(dòng)或接近平動(dòng)，以免鏟斗傾斜而撒落物料；當(dāng)動(dòng)臂處于任何 位置、鏟斗繞動(dòng)臂鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行卸料時(shí)，鏟斗傾斜角不小于45°，卸料后動(dòng)臂下降時(shí)又能使鏟斗自動(dòng)放平。 土方工程用裝載機(jī)鏟斗結(jié)構(gòu)，其斗體常用低碳、耐磨、高強(qiáng)度鋼板焊接制成，切削刃采用耐磨的中錳合金鋼材料，側(cè)切削刃和加強(qiáng)角板都用高強(qiáng)度耐磨鋼材料制成。 綜合國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)型式，主要有七種類(lèi)型（如圖3），即按連桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)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(zhuǎn)向是否相同又分為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)等。 （a） 單臂桿機(jī)構(gòu) （b）正轉(zhuǎn)四連桿機(jī)構(gòu) （c）正轉(zhuǎn)五連桿機(jī)構(gòu) （d）正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu) （e）Z型反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu) （f）正轉(zhuǎn)八連桿機(jī)構(gòu) （g）反轉(zhuǎn)八連桿機(jī)構(gòu) 圖3 工作裝置結(jié)構(gòu)形式 在以上介紹的工作裝置連桿機(jī)構(gòu)中，八桿機(jī)構(gòu)平動(dòng)性能突出，而六桿機(jī)構(gòu)的卸料性能和自動(dòng)放平性能較好。在進(jìn)行機(jī)構(gòu)選型時(shí)應(yīng)根據(jù)裝載機(jī)整機(jī)工作要求、工作場(chǎng)合和工作對(duì)象進(jìn)行選擇。 液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它的職能是將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。液壓缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是直線(xiàn)速度和力。液壓缸的活塞能完成往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，輸出有限的直線(xiàn)位移。 為了滿(mǎn)足各種主機(jī)的不同用途，液壓缸有多種類(lèi)型：按供油方向分，可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只是往缸的一側(cè)輸入高壓油，靠其它外力使活塞反向回程。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油?；钊恼聪蜻\(yùn)動(dòng)均靠液壓力完成。按結(jié)構(gòu)形式分，可分為活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸和伸縮套筒缸。按活塞桿的形式分，可分為單活塞桿缸和雙活塞桿缸。按缸的特殊用途分，可分為串聯(lián)缸、增壓缸、增速缸、步進(jìn)缸等。此類(lèi)缸都不是一個(gè)單純的缸筒，而是和其它缸筒和構(gòu)件組合而成，所以從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)看，這類(lèi)缸又叫組合缸。 裝載機(jī)中所用到的油缸有三個(gè)，即：動(dòng)臂油缸、翻斗油缸和轉(zhuǎn)向油缸，這三種油缸要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用合適的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。 2.2.2 行走裝置 滑移式裝載機(jī)的行走裝置，按結(jié)構(gòu)可分為履帶式和輪式兩大類(lèi)（如圖4（a）、（b））。履帶式行走裝置的特點(diǎn)是，驅(qū)動(dòng)力大，越野性能及穩(wěn)定性好，爬坡能力大且轉(zhuǎn)彎半徑小，靈活性號(hào)但是制作成本高，運(yùn)行速度低，運(yùn)行和轉(zhuǎn)向是功率消耗大，零件磨損快。輪式行走裝置與履帶式的相比，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行速度快，機(jī)動(dòng)性好，運(yùn)行時(shí)輪胎不損壞路面，因而在城市建設(shè)中很受歡迎，缺點(diǎn)是接地比壓大，爬坡能力差。為了改善越野性能，宜采用全輪驅(qū)動(dòng)。機(jī)型主要依據(jù)作業(yè)場(chǎng)合和用途進(jìn)行選擇和確定。一般在采石場(chǎng)和軟基地進(jìn)行作業(yè)，多選用履帶式裝載機(jī)；滑移式裝載機(jī)多用于市政建設(shè)等場(chǎng)所，多使用輪式行走裝置。 （a） （b） 3 總結(jié)： 滑移式裝載機(jī)不同于普通的輪式裝載機(jī)，滑移裝載機(jī)是利用兩側(cè)車(chē)輪線(xiàn)速度差而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛轉(zhuǎn)向的，采用輪式行走機(jī)構(gòu)，全輪驅(qū)動(dòng)，滑移轉(zhuǎn)向，可于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)快速更換或掛接各種附件，以適應(yīng)不同的工作環(huán)境和作業(yè)內(nèi)容。 根據(jù)上述內(nèi)容，本次設(shè)計(jì)中，滑移式裝載機(jī)的工作裝置采用正轉(zhuǎn)四連桿機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器的卸料性能和放平性能，操作簡(jiǎn)便；液壓油缸分別為：動(dòng)臂油缸、翻斗油缸，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)這兩個(gè)油缸進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和選型；裝載機(jī)的行走裝置采用輪式驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)差式底盤(pán)，因?yàn)檩喪津?qū)動(dòng)便于在狹窄的工地上作業(yè)，轉(zhuǎn)差式底盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)小半徑的轉(zhuǎn)彎。 參考文獻(xiàn) [1]張利平、鄧鐘明：液壓系統(tǒng)氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社 [2]章宏甲、黃誼：液壓傳動(dòng)，機(jī)械工業(yè)出版社 [3]王平：裝載機(jī)工作裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究，遼寧工程技術(shù)大學(xué) [4]雷天覺(jué)：液壓工程手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社 [5]何正忠：裝載機(jī)，冶金工業(yè)出版社 [6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社 [7]楊培元：液壓傳動(dòng)，上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 [8]楊培元：液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社 [9]顏榮慶：現(xiàn)代工程機(jī)械液壓與液力系統(tǒng)，人民交通出版社 [10]FLUID POWER 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