轻载物料轮式装载机设计

2 轻载物料装载机工作装置设计
2.1 设计目标参数定义[2] 轻载物料装载机定义参数如表 1 所列遥
表 1 装载机定义参数表
序号
1
2 3 4 5 6 7
项目
整机倾翻
动臂掘起力 铲斗掘起力
提升能力 整机重量
在其他零部件不变的前提下袁卸高要求越高袁工 作装置越难以优化袁 工作装置所要求达到的参数值 越难以实现袁 要所有特别关注的参数值像某普通机 型一样苛刻严格是达不到的遥 在既不影响整机的性 能参数袁又不影响工作装置机构的参数要求袁适当降 低苛刻要求的程度袁以达到整体目标遥 借用先进的工 作装置优化软件袁运用二维三维仿真软件袁可以优化 出合理的工作装置参数袁把卸高由 3 500 mm 增至 4 200 mm袁 同时可满足整机的动臂掘起力 80 kN袁铲 斗掘起力 110 kN袁提升能力 65 kN 等要求遥
渊 2冤 控制工作装置及铲斗重量 由于工作装置的各个部件都比加长臂的长了一 大截袁特别是动臂袁前悬增加了 700 mm袁这时需要严 格控制好工作装置和铲斗的重量遥 在工作装置及铲 斗强度和刚度都满足的条件下袁合理地降低重量袁有 利于整机的稳定性和提升能力袁 不至于后期不断加 配重来弥补这缺口遥 不断增加配重袁整机显得笨重袁 一来会导致整机灵活性差袁消耗过多的动力能源袁二 来会降低工作效率袁三来造成昂贵的成本遥 通过放样 计算袁工作装置重量由 1 750 kg 增至 2 000 kg袁铲斗 总成由 1 500 kg 增至 2 000 kg袁共增加 750 kg遥 渊 3冤 整机稳定性及整机重量计算 整机稳定性计算示意图 3 所示遥
1.1 工况分析 装载机在铲装粮食工况下袁主要面临以下难题院 渊 1冤 卸高院运输粮食的车辆主要以货车尧火车为
主遥货车的挡板高度一般高于 3 800 mm袁而火车的挡 板高度在 4 200 mm 左右遥 某加长臂装载机的卸高约
图 2 改装斗
收稿日期：2019-03-01 作者简介：区思榜渊 1985-冤 袁男袁广西梧州人袁学士袁工程师袁主要从事装载机结构设计曰张斐朗渊 1976-冤 袁女袁广西柳州人袁学士袁高级
渊 2冤 铲斗斗容要求不小于 6 m3袁比 3 m3 标斗大了 100%袁重量预计增加 600 kg 左右袁这也会影响到整 机的稳定性袁降低整机的额定载荷曰
渊 3冤 高粉尘的工作环境给工作装置设计也带来了 一定的困难袁如何实现销轴的润滑遥
经过分析袁 要实现轻载物料装载机工作装置的 目标设计袁必须解决以上 3 个关键问题院第一点袁重 点需要解决的是机构优化曰第二点袁着重解决整机稳 定性曰第三点需要解决销轴如何润滑遥 前二点的稳定 性可以通过仿真软件模拟袁 增加配重来弥补整机稳 定性袁 而第三点可以用自润滑轴套和集中润滑相结 合方案来解决遥
叶 装备制造技术曳 2019 年第 06 期
轻载物料轮式装载机设计
区思榜，张斐朗，黄意业，孟显利
渊 广西柳工机械股份有限公司袁广西 柳州 545007冤
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘 要：首先介绍了装载机在粮食作业的工况曰然后根据粮食工况对装载机的卸高尧斗容和整机性能等主要参数提出明 确要求曰并介绍了轻载物料装载机工作装置设计曰最后验证轻载物料装载机的主要参数是否满足设计要求遥 希望本文有 助于装载机工作装置的设计尧整机性能匹配和研究的开展遥 关键词：粮食市场曰装载机曰卸高曰斗容曰工作装置
1 粮食工况对轻载物料轮式装载机工作装置 的特殊要求
在 3 500 mm袁离需求高度相差 700 mm袁二者相差甚 远遥 如图 1 所示袁改装后的加长臂还达不到货车装车 高度要求遥
图 1 加长臂装载机铲装作业
渊 2冤 斗容院由于粮食为轻载物料袁密度在 0.65 耀 0.75 之间袁某普通臂和加长臂的额定载荷为 5 t袁轻载 物料因为悬臂十分长袁 为了装载机能有足够的稳定 性和舒适性袁避免整机过重袁额定载荷降至 4 t袁斗容 可在 6 m3 以内适宜袁 超大斗容比普通臂和加长臂装 载机的斗容渊 3 m3冤 大了 100%袁图 2 为客户改装斗遥
渊 3冤 高粉尘院 在作业现场袁漂浮着大量的颗粒分 尘袁 重度的粉尘对工作装置销轴的润滑造成严重的 破坏遥 1.2 设计分析
根据以上工况分析袁 对满足此种工况的轻载物 料装载机工作装置设计袁需要注重以下几点考虑院
渊 1冤 卸高 4 200 mm袁比某加长臂装载机长足足高 出 700 mm袁在前车架尧动臂油缸及铲斗油缸不变的 情况下袁 对工作机构的优化和实现是一个挑战曰另 外袁工作装置的重量预计增重 250 kg遥 这二个难点将 会严重影响整机的稳定性袁 导致整机的额定载荷直 线下降曰
轮式装载机除了在土方尧矿山尧建设尧建筑尧煤矿 等重要领域大量应用外袁 还在一些细分市场上发挥 着主导的作用袁如粮食市场袁在摊晒尧收集尧铲装尧运 输和堆垛粮食等作业环节袁都由装载机完成遥 目前袁 粮食市场袁几乎是轻载物料装载机的市场遥 立足于市 场袁导向源于终端客户袁要获得客户的青睐袁必须为 客户提供超高卸高尧超大斗容的产品装载机袁以满足 客户的要求遥 针对粮食市场袁在 5 t 机型上袁需要设计 出一款满足此粮食工况的卸高 4 200 mm尧 斗容 6 m3 的轻载物料装载机遥
中图分类号：TH243
文献标识码：A
文章编号：1672-545X（2019）06-0177-03
0 前言
轮式装载机[1]属于铲运机械类袁是一种广泛用于 公路尧铁路尧建筑尧水电尧港口尧煤矿尧矿山和粮食等各 行各业的作业机械遥 轮式装载机具有适应性强尧机动 性好尧作业速度快尧效率高尧操作轻便等优点曰对于提 高作业效率袁减轻劳动强度袁降低工程成本袁提高工 程质量发挥着重要的作用袁 是现代机械化施工中不 可缺少的装备之一遥
工程师袁主要从事工程机械研发项目管理曰黄意业渊 1972-冤 袁男袁广西梧州人袁硕士袁高级工程师袁主要从事装载机结构设 计曰孟显利渊 1982-冤 袁女袁内蒙古赤峰人袁学士袁工程师袁主要从事工程机械项目管理遥
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Equipment Manufacturing Technology No.06袁2019