双伸缩臂装载机平动机构设计研究

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1、第20卷第1期南京林业大学学报Vol.20No.11996年3月JournalofNan豆ngForestryUniversityMar.1996双伸缩臂装载机平动机构设计研究张建乡工王兆伍焦息璋王伟民(南京林业大学机练工程学院南京210037)摘要介绍丁双伸缩臂装载机液压手动机构的工作原理和设计方法，对手动机构的平动精度,进行丁分析、计算。关键词双伸缩臂装载机;工作装置;平动机构中图分类号TH13双伸缩臂装载机是新型高举升装载机，它具备传统装载机和新~1单伸缩臂装运机的双重特点和功效，既具有装运机的举升高，又具有传统装载机挖掘能力大、抗偏载

2、的优点，大大提高了装载机的工作范围，具有广阔的应用前景。本文探讨的是政伸缩臂装载机平动机构的设计和平动精度问题分析。1双伸缩臂装载机平动机构的设计在装载叽的工作过程中.为了保证铲斗在举升过程中斗内物品不被撒落(特别是散粒物品).必须使铲斗在举升途中保持平移，由专门机构(平动机构)保持斗的平动。传统装载机的平动机构一般采用四连杆机构来保证铲斗的平动，其工作机构的结构一般分为正砖连杆机构和反转连杆机构两种型式(图1a)。由于正、反转连杆机构都是非平行四边形机构，因此在动臂提升过程中铲斗或多或少总要向后翻转一些，很难保证平动，且一般装载机的平动误差

3、很难达到国家标0准(ζ9)的要求。因双伸缩臂装载机动臂的伸缩性，限制了采用四连杆帆构来实现铲斗的平移性，因此在双伸缩臂装,F载机的平动机构中采用了平动液压缸实现平动性(图lb)。1.1液压平动机构工作原理>'如图lb所示，平动液匡缸与随动液压缸连接成封闭液E回路，其两缸的大腔与大腔相连，小腔与小腔相连。当动臂举升时，翻斗液压缸保持不动.从而保证铲斗与托架的相对位置，平动液压缸小腔中的油被挤压进入随动液压缸的小腔，平动液压缸的活塞杆向内结回，拉动属具架相对动臂向前翻转，因此属具架相对动臂的向前翻转运动与动臂的举升运动的复合运动实现了属具(铲斗)

4、的平动。1.2方案设计1.2.1联合乎动机构收稿日期1995-12-05第一作者简介:张建红，男，南京林业大学机械工程学院讲师c参加过林业部课题4双伸缩臂装载机的设计h等研究.已发表论文7篇。南京林业大学学报第20卷第1期(a)四连杆机构(b)液压伸缩臂机构1.正转机构2.反转机构1.铲斗2.伸缩臂3.托架4.平动缸5.翻斗缸6.基本臂7.举升缸8.随动缸图1工作装置Fig.1Apparatus为了使结构简单，减少零部件，平动液压缸和随动被E缸可以借用其它液压缸以实现其功能。1)随动缸为举升缸〈图2a)以举升缸兼作随动液压缸，则将举升缸的小腔

5、与平动掖压缸的小腔相连，而举升缸的大腔及平动液E缸的大腔直接与油泵相连，既保证斗的平动，又保证举升动臂时的驱动力。但是由于举升缸缸径大(φ160mm)，行程长(>800mr时，且为双缸，与平动缸很难匹配，平动部分机构尺寸太大，难以达到设计和工作要求。(b)(c)图2液压平动机构Fig.2Hydrulic往缸lsIationmechanism2)平动缸为翻斗缸(固2b)以翻斗液压缸兼作平动缸，并增加后置随动液压缸，将翻斗液压缸的大腔与随动液压缸的大腔相连，小腔与小腔相连。当动臂举升时，随动被压缸小腔中的油被挤压进入翻斗液E缸的小腔，活塞杆内缩拉

6、动属具架向前翻转，以实现铲斗平动。同时翻斗缸的大小腔又可通过换向间与泊泵直通，以保证完成0翻斗动作。由于装载机在工作过程中，动臂转角达90。左右，铲斗的翻斗角也达90左右，其合成最大转角达180。左右，这样的转角靠一个油缸来实现平动和翻斗是不可行的，这一方案只有降低举升高度和减小翻斗转角来实现，但削弱了装载机的工作'性能，达不到设计指标提出的要求。1.2.2专门平动机构一一封闭的液压平动机构(国2c)])结构特点以专用袖缸作为平动液压缸和随动液压缸，构成液压闭合回路，采用两个型号、行程、速比完全相同的被压缸，两缸的大腔与大睦相连，小腔与小腔相

7、连，来实现铲斗的平动。其结构简单，平动精度高，不影响其它机构，也不影响整机的工作性能，是双伸缩臂装载机理想的平动机构。2)机构设计影响平动机构尺寸和位置的因素很多，它与工作装置的设计是分不开的。由于整机结-102一1996年总第67期张建红等s双伸缩臂装载机平动机构设计研究构的限制及受力状况的影响，平动系统采用了图2c所示的结构形式。由于平动系统为封闭液压回路，工作过程中与系统压力无关，且装载机工作过程中受最大外载荷作用的概率不大，因此允许封闭液压回路中的压力出现超过系统压力的现象，如此既减小了机构尺寸，又充分利用了液压部件的性能。根据装载机

8、的系列化、系统化及机构简单化的要求，并能抵抗外载荷的作用，保证装载机的掘起力和铲起力指标，设计出简单实用的双伸缩臂液压平动机构。由所设计的结构尺寸计算闭合回路中液压