裝載機工作裝置設計ppt

A. 輪式裝載機工作原理

裝載機是一種廣泛應用於公路、鐵路、港口、碼頭、煤炭、礦山、水利、國防等工程和城市建設等場所的鏟土運輸機械。它對於減輕勞動強度，加快工程建設速度，提高工程質量起著重要的作用。那麼裝載機的工作原理是什麼?發展前景如何呢?下面yjbys對其結構及工作原理做簡單介紹。

結構及工作原理：

上圖為輪式裝載機總體結構示意圖，裝載機一般由車架、動力傳動系統、行走裝置、工作裝置、轉向制動裝置、液壓系統和操縱系統等組成。發動機1的動力經變矩器2傳給變速箱14，再由變速箱把動力經傳動軸13及16分別傳到前後橋10，以驅動車輪轉動。內燃機動力還經過分動箱驅動液壓泵3工作。工作裝置由動臂6、搖臂7、連桿8、鏟斗9、動臂液壓缸12和搖臂液壓缸5組成。動臂一端鉸接在車架上，另一端安裝了鏟斗，動臂的升降由動臂液壓缸來帶動，鏟斗的翻轉由轉斗液壓缸通過搖臂和連桿來實現。車架11由前後兩部分組成，中間用鉸銷4連接，依靠轉向液壓缸可以使前後車架繞鉸銷相對轉動，以實現轉向。

功能： 其主要功能是對鬆散物料進行鏟裝及短距離運輸作業。它是工程機械中發展最快、產銷量及市場需求最大的機種之一。我們平時看到最多的是輪式裝載機，與它相對的是履帶式的裝載機。與履帶式的相比它具有機動性能好，不破壞路面，操作方便等優點。所以輪式裝載機得到廣泛的應用。本文的研究對象均為輪式裝載機。

從裝載機的總體結構圖可以看出，裝載機可分為：動力系統、機械繫統、液壓系統、控制系統。裝載機作為一個有機整體，其性能的優劣不僅與工作裝置機械零部件性能有關，還與液壓系統、控制系統性能有關。動力系統：裝載機原動力一般由柴油機提供，柴油機具有工作可靠、功率特性曲線硬、燃油經濟等特點，符合裝載機工作條件惡劣，負載多變的要求。機械繫統：主要包括行走裝置、轉向機構和工作裝置。液壓系統：該系統的功能是把發動機的機械能以燃油為介質，利用油泵轉變為液壓能，再傳送給油缸、油馬達等轉變為機械能。控制系統：控制系統是對發動機、液壓泵、多路換向閥和執行元件進行控制的系統。液壓控制驅動機構是在液壓控制系統中，將微小功率的電能或機械能轉換為強大功率的液壓能和機械能的裝置。它由液壓功率放大元件、液壓執行元件和負載組成，是液壓系統中進行靜態和動態分析的核心。

裝載機國內外發展狀況和存在的難題：

目前，國外多功能物流裝備及其相關技術正日益的完善，並朝著系列化、大型化、微型化、多用途等方向發展。國際知名廠商(如山貓，凱斯，卡特彼勒、小松、利渤海爾、沃爾沃等)一則廣泛應用微電子技術與信息技術，完善計算機輔助駕駛系統、信息管理系統，如應用電子監控和自動報警系統，用於物料精確裝、載、運作業的GPS定位與重量自動稱量裝置;二則採用特殊降噪材料、雜訊抑制方法等，消除或降低裝載機工作時的機器雜訊;三則通過不斷改善電噴裝置，進一步降低柴油發動機的尾氣排放量，研究無污染、經濟型、環保型的動力裝置;四則優化工作裝置的結構設計，如由單一的“Z”型連桿機構演變出八桿平行機構、TP連桿機構和“ERASLINK”機構(單動臂鑄鋼結構)，以及O&K公司專為小型多功能裝載機而設計的LEAR連桿機構等，為了提高裝載機的作業生產率，相繼研製出許多功能超強的系統，例如：動力電子控制/管理系統，自動調節發動機輸出功率;發動機自動控制系統，當裝載機處於非作業工況是，自動降低發動機轉速，減少燃料消耗及發動機噪音;關鍵信息顯示系統等。

我國裝載機行業的'主導產品，基本上都是以柳工70年代初開發的ZL50為基礎發展起來的，屬國際60年代技術水平。進入80年代消化吸收美國Caterpillar、日本小松等先進技術，逐步開發成功了我國第二代裝載機產品。我國的第二代產品與國際先進產品相比，在機電一體化、操縱舒適度、作業效率等方面有較大差距，差距最大的是產品可靠性，國產多功能裝載機整機可靠性差(平均無故障工作時間不足400小時)，缺乏核心技術、主要關鍵部件都依賴進口、產品單一，產品檔次低。雖然國內裝載機及相關技術研究工作起步較晚，但是發展速度很快，如多功能裝載機的銷售量已經占據了世界裝載機市場的半壁江山，我國已成為世界多功能裝載機第一產銷大國。

目前我國裝載機行業已經出現了第三代產品。第三代產品的整機可靠性有很大的提高，各主要性能指標基本上能與國際先進水平接軌。但是在可靠性、舒適度、作業效率及製造水平等發面和國外先進水平還有相當差距。第四代產品在第三代的基礎上也已出現，進一步優化了整機的性能及配置，電控箱、濕式制動器等技術得到了應用，並形成了各企業的專有技術及專利技術，使產品以嶄新的面目推向市場。這些都將是進一步促進我國裝載機行業的技術進步。

裝載機的發展趨勢：

微電子技術與信息技術將得到廣泛應用，進一步完善計算機輔助駕駛系統、信息管理系統及故障診斷系統;採用單一吸聲材料、雜訊抑制方法等消除或降低機器雜訊;通過不斷改進電噴裝置，進一步降低柴油發動機的尾氣排放量。除了上述這些外，還有：多功能鏟斗、鬆土器、液村錘、掃雪器等多種工作裝置，體積小、功率大、輕巧靈活、燃油經濟性更好，增大駕駛室尺寸和玻璃窗面積，提高室內的氣壓以防塵，改善控制系統和操縱桿的位置，提高操作環境的舒適性，降低操作者的勞動強度以及美化外觀造型等。特別的由於我國挖掘裝載機起步晚，不論是產品品種、性能參數還是使用可靠性、售後服務等都和國外存在著相當大的差距。因此，它的發展趨勢是引進國外的先進技術開發出高質量、多功能、多品種、多規格的系列產品以提高產品的市場競爭力;加強基礎元件、部件的生產和質量，尤其是提高液壓元件的質量，以達到滿足產品可靠性要求的前提下降低產品成本;提高產品售後服務質量。

參考文獻：

王國彪 《國外輪式裝載機技術的發展現狀》

宋占偉，聞邦椿 《裝載機電子控制技術的發展及應用》

朱長亮 《我國輪式裝載機產品的發展》

王國彪，王岩松，馬鑄 《輪式裝載機的現狀與技術發展》

B. 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.

C. 裝載機的工作裝置有哪些部分

�0�2�0�2�0�2 裝載機是一種作業效率很高的鏟裝機械，它不僅能對鬆散物料進行裝、運、卸作業，還能對爆破後的礦石以及土壤作輕度的鏟掘丁作。如果交換相應的工作裝置後，還可以完成挖土、推土、起重及裝卸等丁作。因此，裝載機被廣泛應用於建築工程施工中。裝載機主要由工作裝置、行走裝置、發動機、傳動系統、轉向制動系統、液J系統、操作系統和輔助系統組成。 �0�2�0�2�0�2 裝載機的工作裝置主要由動臂、搖臂、鏟斗、連桿等部件組成。動臂和動臂油缸鉸接在前車架上，動臂油缸的伸或縮使丁作裝置舉升或下降，從而使鏟斗舉起或放下。轉斗油缸的伸或縮使搖臂前或後擺動，再通過連桿控制鏟斗的上翻收斗或下翻卸料，由於作業的要求，在裝載機的工作裝置設計中，應保證鏟斗的舉昇平移和下降放平，這是裝載機工作裝置的一個重要特性。這樣就可減少操作程序，提高生產率。

D. 裝載機液壓系統工作原理

原發布者:韓晨
裝載機液壓系統
1裝載機整機液壓系統的應用裝載機整機液壓系統實驗測試的工程背景及意義裝載機是工程機械中重要的機種，是一種集鏟、運、裝、卸作業於一體的自行式機械。今後輪式裝載機仍將是工程機械中最重要的機種之一。一個液壓系統是由多個元件相互連接而成的，每個元件的工作性能往往不能代表整個液壓系統的性能。因此有必要對整機液壓系統進行較全面的分析研究。實驗准備及實驗過程實驗在實驗室、試驗沙場、野外原生土實驗現場等場地進行。具體如下，針對產品特點設計了實驗方案。對裝載機液壓系統如下參數進行了分工況測量，測量參數為：工作泵出口壓力；動臂油缸無桿腔壓力『動臂油缸有桿腔壓力；轉斗油缸無桿腔壓力；轉斗油缸有桿腔壓力I轉向泵出口壓力；轉向器人口壓力；轉向油缸壓力；先導控制減壓閥控制壓力；動臂的角位移。分別在如下工況下進行測試空載工況；①標准載荷工況；②沙場實時裝載工況；③野外原生土實時裝載工況。2裝載機工作裝置液壓系統的實驗分析概述如圖1所示為裝載機工作裝置液壓系統。它由四個部分組成；1轉斗液壓缸；2動臂液壓缸；3動臂液壓缸換向閥；4轉斗液壓缸換向閥；5單向閥；6液壓泵；7濾油器；8溢流閥；9緩沖補油閥；10油箱

E. 裝載機的組成以及各部分零件

裝載機的組成為發動機，變矩器，變速箱，前、後驅動橋，簡稱四大件。

1、發動機。

2、變矩器上有三個泵，工作泵（供應舉升，翻斗壓力油）轉向泵（供應轉向壓力油）變速泵也稱行走泵（供 應變矩器，變速箱壓力油），有些機型轉向泵上還裝有先導泵（供應操縱閥先導壓力油）。

3、工作液壓油路，液壓油箱，工作泵，多路閥，舉升油缸和翻斗油缸。

4、行走油路：變速箱油底殼油，行走泵，一路進變矩器一路進檔位閥，變速箱離合器。

5、驅動：傳動軸，主差速器，輪邊減速器。

6、轉向油路：油箱，轉向泵，穩流閥（或者優先閥）轉向器，轉向油缸。

7、變速箱有一體的（行星式）和分體（定軸式）兩種。

(5)裝載機工作裝置設計ppt擴展閱讀：

選用原則：

1、機型的選擇：主要依據作業場合和用途進行選擇和確定。一般在採石場和軟基地進行作業，多選用輪胎裝載機配防滑鏈。

2、動力的選擇：一般多採用工程機械用柴油發動機，在特殊地域作業，如海拔高於3000m的地方，應採用特殊的高原型柴油發動機。

3、傳動型式的選擇：一般選用液力—機械傳動。其中關鍵部件是變矩器形式的選擇。中國生產的裝載機多選用雙渦輪、單級兩相液力變矩器。

4、在選用裝載機時，還要充分考慮裝載機的制動性能，包括多個在制動、停車制動和緊急制動三種。制動器有蹄式、鉗盤式和濕式多片式三種。

制動器的驅動機構一般採用加力裝置，其動力源有壓縮空氣，氣頂油和液壓式三種。常用的是氣頂油制動系統，一般採用雙迴路制動系統，以提高行駛的安全性。

F. 裝載機的工作原理是什麼

裝載機的工作原理：
裝載機起重臂是滑移轉向裝載機最終發揮作用的部件。這些起重內臂及其關聯的液壓容裝置設計用來支持各種工具，不僅僅限於鏟斗。起重臂的提升能力與其他機器部件嚴格匹配，以便操作人員可以提起負載，而不是機器本身。
大多數卡特彼勒滑移轉向裝載機和多地形裝載機採用所謂的軸向升力起重臂設計。這些起重臂通過兩側各一個銷與機器連接。這些銷使鏟斗沿著一個弧形路線提升。當鏟斗開始提升時，它首先向外移動，遠離機器。當鏟鬥上升到高於固定銷的高度時，它會向車身方向靠攏。
當鏟斗位於下方位置時，鏟斗靠近車身收回，使機器更加穩定和緊湊，便於將負載四處移動。隨著鏟斗升起，它會遠離車身，然後向上舉直。這樣能夠擴展機器的工作范圍，更易於將裝載的物料放入卡車中部或將貨盤放入貨架深處，這就是為什麼卡特彼勒最近推出的滑移轉向裝載機採用了新式垂直起重聯動裝置。對於垂直起重機來說，鏟斗從收縮位置啟動——這一點與軸向升力起重機工作方式相同。但是，當鏟斗到達操作人員水平視線附近位置時，它會遠離車身向外移動大約0.6米。然後，鏟斗幾乎會垂直上升，一直達到其325厘米的最大高度。

G. 輪式裝載機的結構及工作原理

如圖所示為輪式裝載機總體結構示意圖，裝載機一般由車架、動力傳動系統、行走裝置、工作裝置、轉向制動裝置、液壓系統和操縱系統等組成。發動機1的動力經變矩器2傳給變速箱14，再由變速箱把動力經傳動軸13及16分別傳到前後橋10，以驅動車輪轉動。內燃機動力還經過分動箱驅動液壓泵3工作。工作裝置由動臂6、搖臂7、連桿8、鏟斗9、動臂液壓缸12和搖臂液壓缸5組成。動臂一端鉸接在車架上，另一端安裝了鏟斗，動臂的升降由動臂液壓缸來帶動，鏟斗的翻轉由轉斗液壓缸通過搖臂和連桿來實現。車架11由前後兩部分組成，中間用鉸銷4連接，依靠轉向液壓缸可以使前後車架繞鉸銷相對轉動，以實現轉向。從裝載機的總體結構圖可以看出，裝載機可分為：動力系統、機械繫統、液壓系統、控制系統。裝載機作為一個有機整體，其性能的優劣不僅與工作裝置機械零部件性能有關，還與液壓系統、控制系統性能有關。動力系統：裝載機原動力一般由柴油機提供，柴油機具有工作可靠、功率特性曲線硬、燃油經濟等特點，符合裝載機工作條件惡劣，負載多變的要求。機械繫統：主要包括行走裝置、轉向機構和工作裝置。液壓系統：該系統的功能是把發動機的機械能以燃油為介質，利用油泵轉變為液壓能，再傳送給油缸、油馬達等轉變為機械能。控制系統：控制系統是對發動機、液壓泵、多路換向閥和執行元件進行控制的系統。液壓控制驅動機構是在液壓控制系統中，將微小功率的電能或機械能轉換為強大功率的液壓能和機械能的裝置。它由液壓功率放大元件、液壓執行元件和負載組成，是液壓系統中進行靜態和動態分析的核心。

H. 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。