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装载机工作装置分类及设计要求

⑴ 装载机工作装置分类

综合国内、外轮式装载机的工作装置的形式,主要有7种类型的连杆机构。按工作机构的构件数不同,可分为三杆、四杆、五杆、六杆和八杆连杆机构。按输入杆和输出杆的转向是否相同又分为正转和反转连杆机构。

(1)正转八杆机构

此机构在转斗油缸大腔进油时转斗铲取,所以掘起力较大;各机构尺寸配置合理时,铲斗具有较好的举升平动性能;连杆系统传动比较大,铲斗能获得较大的卸载角和卸载速度,因此卸载干净、速度快;由于传动比大,还可适当减小连杆系统尺寸,因而司机视野得到改善,但是一定要“适当”,否则易使连杆系统陪力系数减少,影响掘起力发挥。

正转八杆机构的主要缺点是机构复杂,不易实现铲斗自动放平。

(2)转斗油缸前置式正转六杆机构

此机构的转斗油缸与铲斗和摇臂直接连接,该工作机构由两个平行四杆机构组成,它可使铲斗具有很好的平动性能。它比八杆机构简单,司机视野较好,这种机构的缺点是转斗时油缸小腔进油,掘起力相对较小;连杆系统传动比小,使得转斗油缸活塞行程大,油缸加长,卸载速度不如八杆机构;由于转斗油缸前置,使工作机构前悬增大,影响整机稳定性和行驶的平稳性;也不能实现铲斗的自动放平。

(3)转斗油缸后置式正转六杆机构

此种机构与上述前置式油缸相比,前悬较大、传动比较大、活塞行程较短;有可能将动臂、转斗油缸、摇臂和连杆设计在同一平面内,从而简化了结构,改善了动臂和铰销的受力状态。缺点是转斗油缸与车架的绞接点位置较高,影响司机视野;转斗时油缸小腔进油,掘起力相对较小。为了增大掘起力,需提高液压系统压力或加大转斗油缸直径,这样质量会增大。

(4)转斗油缸后置式反转六杆机构

这种机构有如下优点:a. 转斗油缸大腔进油时转斗,并且连杆系统的陪力系数能设计成较大值,所以可获得较大的掘起力;b. 恰当地选择各构件尺寸,不仅能得到良好地铲斗平动性能,而且可以实现铲斗的自动放平;c. 结构十分紧凑,前悬小,司机视野性好。缺点是摇臂和连杆布置在铲斗与前桥之间的狭窄空间,容易发生构件相互干涉。

(5)正转四杆机构

它是7种连杆机构最简单的一种,容易保证四杆机构实现铲斗举升平动,此机构前悬较小。缺点是转斗的油缸小腔进油,油缸输出力较小,又因连杆系统陪力系数难以设计出较大值,所以转斗油缸活塞行程大,油缸尺寸小;此外,在卸载时活塞杆易与斗底相碰,所以卸载角减小。为避免碰撞,需把斗底制造成凹形,因而即减少了斗容,又增加了制造困难,而且铲斗也不能实现自动放平。

(6)正转五杆机构

为克服正转四杆机构卸载时活塞杆易与斗底相碰的缺点,在活塞杆与铲斗之间增加一根短连杆,从而使正转四杆机构变成为正转五杆机构。当铲斗翻转铲取物料时,短连杆与活塞杆在油缸拉力和铲斗重力作用下成一直线,如同一杆;当铲斗卸载时,短连杆能相对活塞杆运动,避免了活塞杆与斗底相碰。此机构的其他缺点仍如正转四杆机构。

(7)动臂可伸缩式三杆机构

它的最大特点是动臂可借助油缸1进行伸缩。这种机构的铲斗铲入工况是靠动臂伸出实现的,它解决了靠机器行走插入易使轮胎严重磨损问题;卸载时可伸出动臂,以获得较大的卸载高度和卸载距离;而运输工况时可缩回动臂,以减少前悬,从而提高了行驶的稳定性,这种结构的缺点是不能实现铲斗平动,也不能实现铲斗自动放平,结构也比较复杂。

⑵ 工作装置设计要求:

根据轮式装载机的作业特点,其工作装置的设计应满足以下要求。

(1)铲斗的运动轨迹符合作业要求,即满足铲掘装载的要求,希望铲掘力大,

铲斗易于装满物料,并要求在提升动臂的过程中,铲斗中应保持接近平移的运动,以免斗中的物料撒落。

(2)要满足卸载距离和卸载高度的要求,并使动臂在任何位置都能卸净物料。

(3)在满足作业要求前提下,工作装置结构简单,自重轻,受力合理,强度高;

(4)应保证驾驶员具有良好的工作条件,确保工作安全,视野良好,操作简 单,维修方便。


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