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道碴装载机

发布时间:2022-02-27 21:40

1分类

常用的道碴装载机,按发动机功率,传动形式,行走系结构的不同进行分类。

2翻铲装载机发动机功率

①功率小于74kw为小型装载机。②功率在74~147kw为中型装载机③功率在147~515kw为大型装载机④功率大于515kw为特大型装载机。

3翻铲装载机传动形式

①液力—机械传动,冲击振动小,传动件寿命长,操纵方便,车速与外载间可自动调节,一般在中大型装载机多采用;②液力传动:可无级调速、操纵简便,但启动性较差,一般仅在小型装载机上采用;③电力传动:无级调速、工作可靠、维修简单、费用较高,一般在大型装载机上采用。

4翻铲装载机行走结构

①轮胎式:质量轻、速度快、机动灵活、效率高、不易损坏路面、接地比压大、通过性差、但被广泛应用;②履带式:接地比压小,通过性好、重心低、稳定性好、附着力强、牵引力大、比切入力大、速度低、灵活性相对差、成本高、行走时易损坏路面。

5道碴装载机功能分析

6道碴装载机的功能

道碴装载机主要在泥砂、石灰、煤炭等堆砌在工作面以上待运输物料的铲装作业中发挥作用。在其动臂根部加装不同的末端执行器,道碴装载机还能应用到其他各种机械化施工场合。

7工作原理

液压式道碴装载机工作装置由铲斗、动臂、连杆、摇臂及摇臂和动臂液压缸等组成。整个工作装置铰接在车架上。铲斗通过连杆和摇臂与摇臂液压缸铰接,以装卸物料。动臂与车架、动臂液压缸铰接,以升降铲斗。铲斗的翻转和动臂的升降分别由摇臂液压缸和动臂液压缸控制,整个道碴装载机构能够实现平面2自由度的运动输出。

8工艺动作过程

根据工作机理,液压式道碴装载机的工艺动作过程由如下组成。

(1)道碴装载机行驶到待铲装物料处。

(2)通过行走装置、各液压缸的调整,道碴装载机处于适合预定装载任务的姿态。

(3)通过摇臂液压缸和动臂液压缸的配合运动,动臂抬升,铲斗翻转,物料装斗。

(4)道碴装载机行驶至预定地点将物料卸载。

(5)行驶回到待铲装物料处,并将行走装置、各液压缸的调整,道碴装载机重新回到适合新的给定装载任务的姿态。

9构型演化法

10平面可控机构式道碴装载机

液压式道碴装载机的工作装置由摇臂液压缸和戴臂液压缸的联合控制驱动,能实现铲斗平面2自由度的输出运动。所以可直接采用平面2自由度可拄机构作为新型道碴装载机的执行机构,通过构型演化,就能实现跟液压式道碴装载机执行机构类似的输出。传统五杆机构的一根连杆3演变成道碴装载机的摇臂,由新引入的一根连杆跟铲斗相连接;跟摇臂连接的主动杆4变成了道碴装载机的动臂;动臂直接跟铲斗连接,并由附加的二连杆直接驱动,以改善机构受力状况。新的两根主动杆分别由独立的控制电动机驱动,可由计算机控制实现现有液压式道碴装载机动臂提升、铲斗翻转等动作。这类可控机构式道碴装载机的特点如下。

(1)由连杆传动,各零部件加工、装配等要求都不高,能克服液压式道碴装载机液压元件加工精度要求高、维修保养困难、生产和维护成本都高并易发生漏油情况等缺点。

(2)闭链传动的形式,机构刚性较好、承载能力较强、累积误差小。

(3)所有驱动电动机均安装在机架上,相对于驱动电动机安装在关节处的串联式机器人机构,其动态性能更好。

11具有变胞功能的可控机构式道碴装载机

此外,研究设计的具有变胞功能的可控机构式新型道碴装载机构,还可按不同阶段的工作需求改变其执行机构的拓扑结构,因此不仅具有上述可控机构式道碴装载机优点,而且只需要一台电动机驱动就能完成传统2自由度液压道碴装载机铲装、翻转、抬升、卸料等工作任务。

12基于螺旋理论的约束综合法

现有道碴装载机的执行机构均为平面机构,通过动臂液压缸的驱动实现动臂的抬升与下降,摇臂液压缸的驱动实现铲斗的翻转。因其结构限制,此类液压式道碴装载机的动臂和铲斗皆仅能实现平面运动输出,一般还必须配合行走装置才能完成铲装、抬升、卸载等装载任务。在一些环境恶劣、空间狭小的施工场地及需要快速铲运、清障等突发事件现场,这种执行机构仅能实现平面运动的道碴装载机难以满足在有限作业空间工作、动作灵活度要求更高、工作效率更高等要求。在对传统液压式道碴装载机功能分析的基础上,运用基于螺旋理论的约束综合方法,研究空间可控机构式道碴装载机执行机构型综合。

13执行机构结构形式

结合功能分析结果,将动臂和铲斗调整支链组合并进一步演化,即可得到此类新型空间可控机构式道碴装载机执行机构的构型。以RS型动臂和RSS型铲斗调整支链为例,由于RS动臂是通过转动副直接铰接到机架上,如图6a所示,为改善其受力情况,可将此条支链演化成如图8所示的结构形式。又因为铲斗是通过S副与动臂连接,可知在无约束支链驱动的情况下,需要三条RSS支链。则可得到机构的结构形式为3一RSS&RS(RRR)。演化后得到的这种铲斗能实现三维转动输出的空间可控道碴装载机构如图9所示。若将铲斗视为动平台,从结构学上看,该机构是一种支链中含闭环子链的非对称结构并联机构,共四条支链,其中三条RSS支链,第四条为包含RRR子链的RS动臂支链。

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