鏟土運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì) 教學(xué)PPT 作者 連晉毅 習(xí)題與答案.doc

.各章習(xí)題與答案匯總1.1 工程機(jī)械由哪幾部分組成？有哪幾大類型？工程機(jī)械的基本組成包括動(dòng)力、底盤(pán)和工作裝置三大部分。共有18大類：挖掘機(jī)械；鏟土運(yùn)輸機(jī)械；工程起重機(jī)械；工業(yè)車輛；壓實(shí)機(jī)械；路面機(jī)械；樁工機(jī)械；混凝土機(jī)械；鋼筋與預(yù)應(yīng)力機(jī)械；裝修機(jī)械；鑿巖機(jī)械；氣動(dòng)工具；鐵道線路機(jī)械；市政工程與環(huán)衛(wèi)機(jī)械；軍用工程機(jī)械；電梯與扶梯；工程機(jī)械專用零部件；其他專用工程機(jī)械。1.2 鏟土運(yùn)輸機(jī)械的技術(shù)指標(biāo)有哪些？鏟土運(yùn)輸機(jī)械的技術(shù)參數(shù)包括尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、功率參數(shù)和經(jīng)濟(jì)參數(shù)。1.3 請(qǐng)掌握鏟土運(yùn)輸機(jī)械的設(shè)計(jì)步驟和機(jī)型代號(hào)的意義。1）研究設(shè)計(jì)任務(wù)，制定設(shè)計(jì)原則；2）草圖設(shè)計(jì)；3）技術(shù)設(shè)計(jì)；4）工作圖設(shè)計(jì)。機(jī)型代號(hào)由三部分組成：首部表示類、組、型和特性代號(hào)；中部表示主參數(shù)代號(hào)；尾部表示變型或更新代號(hào)。1.4 請(qǐng)了解鏟土運(yùn)輸機(jī)械的行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)。略。2.1 土有哪些性能指標(biāo)？強(qiáng)度；變形：土的含水量；天然重度；土的塑性；土的粘著性；土的自然坡度角；土與鋼、土與土的摩擦系數(shù)；土的松散系數(shù)；土的粘聚力、內(nèi)摩擦角；土的支承能力；土的密實(shí)度；土的孔隙度等。2.2 描述土的塑性有哪些參數(shù)？流動(dòng)界限、壓延界限、塑性指數(shù)。2.3 請(qǐng)簡(jiǎn)述土的破壞機(jī)理？土體在受壓縮主應(yīng)力的作用下，是沿一定方向的剪切面發(fā)生破壞的。各種特性的土在被剪切破壞時(shí)，剪切面的方向和壓縮主應(yīng)力的大小都不一樣，這取決于土的物理機(jī)械特性。2.4 請(qǐng)利用莫爾圓分析土體在極限平衡狀態(tài)下應(yīng)力間的關(guān)系？對(duì)無(wú)粘性土：在極限平衡狀態(tài)下，最大與最小主應(yīng)力之比滿足：；對(duì)粘性土：在極限平衡狀態(tài)下，大小主應(yīng)力應(yīng)滿足：2.5 如何計(jì)算土的切削阻力？土的切削阻力是下述各力之和：被動(dòng)土壓力、土體沿滑移面移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力、土沿著推土板上升與刀片和弧形板間產(chǎn)生的摩擦阻力的水平分力、切削刃的側(cè)面剪斷土體時(shí)的阻力。也可按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：。3.1 名詞解釋：自由半徑、動(dòng)力半徑、滾動(dòng)半徑、理論速度、實(shí)際速度、滑轉(zhuǎn)率、滾動(dòng)效率、滑轉(zhuǎn)效率、牽引效率、寄生功率、滑移、滑轉(zhuǎn)自由半徑指的是充氣的輪胎在不承受載荷時(shí)的平均半徑；動(dòng)力半徑指的是充氣的輪胎承受載荷時(shí)，輪胎將發(fā)生徑向變形和切向變形，此時(shí)車輪中心到驅(qū)動(dòng)力作用線之間的距離；滾動(dòng)半徑指的是按輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)行駛過(guò)的直線距離折算出的半徑；理論速度是車輪純滾動(dòng)時(shí)輪心的速度；實(shí)際速度考慮滑轉(zhuǎn)之后輪胎實(shí)際行駛的速度；滑轉(zhuǎn)率是由于滑轉(zhuǎn)而帶來(lái)的車輛實(shí)際速度的損失比例；滾動(dòng)效率是描述驅(qū)動(dòng)輪克服滾動(dòng)阻力功耗的參數(shù)；滑轉(zhuǎn)效率是描述驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)而帶來(lái)的功耗大小的比例參數(shù)；牽引效率表示行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)效率，由滾動(dòng)效率和滑轉(zhuǎn)效率乘積而成；當(dāng)輪胎與路面之間有滑動(dòng)且滑動(dòng)方向與車輪行駛方向相同時(shí)，這種滑動(dòng)即是所謂的滑移；當(dāng)輪胎與路面之間有滑動(dòng)且滑動(dòng)方向與車輪行駛方向相反時(shí)，這種滑動(dòng)即是所謂的滑轉(zhuǎn)；寄生功率是一種由于前后輪運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)而存在于多橋驅(qū)動(dòng)車輛前后輪之間、通過(guò)傳動(dòng)系循環(huán)傳動(dòng)且對(duì)外不做功的功率流。3.2 簡(jiǎn)述輪式車輛和履帶車輛的行駛原理和力學(xué)平衡與功率平衡方程？車輛的行駛原理是作用在驅(qū)動(dòng)輪上的力矩，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪與地面的相互作用，使驅(qū)動(dòng)輪受到一個(gè)來(lái)自地面的反作用力，即驅(qū)動(dòng)力，此驅(qū)動(dòng)力克服了各種阻力之后推動(dòng)車輛向前行駛。車輛驅(qū)動(dòng)輪的力學(xué)平衡為。3.3 解釋循環(huán)功率的產(chǎn)生原因、特征和避免措施？循環(huán)功率的產(chǎn)生原因是前后輪運(yùn)動(dòng)的不協(xié)調(diào)；特征是對(duì)外不做功，寄生于多橋驅(qū)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系在，增加了傳動(dòng)系零部件飛磨損；避免措施是在某個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)路線上，加裝一個(gè)超越離合器或者在前后橋間安裝軸間差速器。3.4 分析履帶車輛接地比壓的概念和影響因素？履帶單位接地面積所承受的垂直載荷，稱為履帶接地比壓。影響因素包括機(jī)器的結(jié)構(gòu)質(zhì)量、重心位置、作業(yè)工況與履帶的結(jié)構(gòu)尺寸等。3.5 簡(jiǎn)述什么是車輛的附著性能？驅(qū)動(dòng)輪在地面上滾動(dòng)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)力矩的作用下，車輪與地的接觸面上各微小單元都產(chǎn)生微觀滑轉(zhuǎn)，亦即地面各微小單元面上都產(chǎn)生抗滑轉(zhuǎn)反力，即地面對(duì)車輪產(chǎn)生抗剪切反力或切線牽引力作用的同時(shí)，車輪對(duì)地面產(chǎn)生相對(duì)滑轉(zhuǎn)，而地面會(huì)產(chǎn)生一種抵抗滑轉(zhuǎn)的能力稱為附著性能。4.1 名詞解釋：動(dòng)力半徑、滾動(dòng)半徑；滑移、滑轉(zhuǎn)；實(shí)際速度、理論速度；切線牽引力、牽引力、有效牽引力、附著力；滾動(dòng)效率；滑轉(zhuǎn)效率、牽引效率、排量比？切線牽引力是作用于牽引元件的平行于地面并沿著行駛方向的總推力，它在數(shù)值上等于驅(qū)動(dòng)力矩除以動(dòng)力半徑；牽引力是牽引元件在克服自身的行駛阻力Pf2之后輸出的平行于地面并沿著行駛方向的推力；有效牽引力是牽引元件在克服車輛總行駛阻力之后可對(duì)外輸出有效功的平行于地面并沿著行駛方向的推力；附著力是在最大滑轉(zhuǎn)率下的牽引力；排量比是液壓系統(tǒng)的實(shí)際排量與額定排量的比值。4.2 說(shuō)明牽引性能匹配的指導(dǎo)原則？應(yīng)保證機(jī)器工作循環(huán)中可能出現(xiàn)的最大阻力矩不超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出扭矩，以避免發(fā)動(dòng)機(jī)熄火；為了獲得較大的平均輸出功率，應(yīng)該使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作循環(huán)的大部分時(shí)間內(nèi)處于調(diào)速區(qū)段上工作。4.3 針對(duì)循環(huán)型作業(yè)機(jī)器和連續(xù)型作業(yè)機(jī)器，解釋其合理匹配的條件？連續(xù)型作業(yè)機(jī)器：應(yīng)該保證當(dāng)工作裝置以設(shè)計(jì)所要求的平均工作阻力Px連續(xù)作業(yè)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)正好在最大平均輸出功率工況下工作，而行走機(jī)構(gòu)則在最大生產(chǎn)率的工況下工作(即額定滑轉(zhuǎn)率工況)，即。循環(huán)型作業(yè)機(jī)器：1）由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩決定的最大牽引力應(yīng)大于地面附著條件決定的最大牽引力(即附著力)，亦即：；2) 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率工況應(yīng)與行走機(jī)構(gòu)的最大生產(chǎn)率工況相適應(yīng)，即=；3) 工作裝置的容量應(yīng)與額定牽引力相適應(yīng)，即。4.4 液力機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)器與機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)器相比，合理匹配條件有何變化？1）應(yīng)首先進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器的匹配，并選擇確定合適的變矩器直徑，得到合理的發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器共同工作的輸出特性；2）由發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器共同工作輸出特性上的最大工作扭矩(相應(yīng)的變矩器輸出軸最大扭矩)所決定的牽引力應(yīng)大于由附著條件決定的最大牽引力，即： ；3）發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器共同工作輸出特性的最大功率工況應(yīng)與行走機(jī)構(gòu)的最大生產(chǎn)率工況相一致，即；4）機(jī)器在鏟土過(guò)程末尾的平均最大工作阻力應(yīng)等于額定有效牽引力，即： ；5）機(jī)器一檔的理論空載行駛速度相對(duì)于在渦輪最大輸出功率時(shí)所對(duì)應(yīng)的理論速度之比值，應(yīng)小于1.5。4.5 靜液壓傳動(dòng)的機(jī)器與液力機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)器相比，合理匹配條件有何變化？1）對(duì)靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，由于傳動(dòng)比可大范圍任意調(diào)節(jié)，因而不存在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的問(wèn)題，因此在匹配時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮系統(tǒng)的傳動(dòng)效率，必須使液壓泵處于0.3排量比位置時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩低于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。2）為了利用全滑轉(zhuǎn)保護(hù)液壓系統(tǒng)的溫升能夠保持正常，應(yīng)使靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的最高匹配壓力所對(duì)應(yīng)的最大牽引力Pkpmax應(yīng)大于地面附著力P ，即：Pkpmax P；3）靜液壓系統(tǒng)的額定壓力PH對(duì)應(yīng)的牽引力應(yīng)匹配在行走機(jī)構(gòu)的額定滑轉(zhuǎn)率H上，并因與機(jī)器的最大工作載荷Px匹配，即：PkpH = PH = Px。4.6 如何進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器的合理匹配？進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器的匹配計(jì)算時(shí)，可以從變矩器的無(wú)因次原始特性入手，首先按一定的合理匹配原則進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器共同工作輸入特性的匹配計(jì)算，確定變矩器的循環(huán)圓直徑，然后再找出變矩器渦輪軸上的的輸出特性，即是發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器共同工作的輸出特性，可作為后面牽引特性的配置計(jì)算依據(jù)。為了使變矩器能高效的輸出盡可能大的平均功率，應(yīng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的額定工況(最大功率點(diǎn))配置在變矩器高效率工作區(qū)的中部，亦即使變矩器傳動(dòng)比的負(fù)載拋物線穿過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定點(diǎn)。并選擇變矩器工作效率區(qū)中部附近的34個(gè)位置作為發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的匹配位置，作出共同工作的輸出特性，計(jì)算平均輸出功率。在比較這幾個(gè)不同匹配位置時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)器的不同類型對(duì)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮。在確定變矩器的循環(huán)園直徑時(shí)，應(yīng)針對(duì)不同的機(jī)型和不同的作業(yè)工況，綜合考慮全功率匹配和部分功率匹配的工作特點(diǎn)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)確定之。4.7 如何進(jìn)行靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)選型？1）系統(tǒng)額定工作壓力的配置應(yīng)能因滿足工作載荷的要求和液壓元件工作壽命的要求，即液壓系統(tǒng)的額定工作壓力PH一般以系統(tǒng)的最高工作壓力Pm為基準(zhǔn)，按來(lái)確定；2）液壓馬達(dá)的參數(shù)選型應(yīng)滿足工作載荷和工作速度的要求，當(dāng)機(jī)器在額定載荷下作業(yè)時(shí)，馬達(dá)應(yīng)在最大排量下工作，即馬達(dá)的最大排量應(yīng)按下式計(jì)算：；3）液壓泵的參數(shù)應(yīng)滿足系統(tǒng)工作壓力和馬達(dá)流量的需求。其中，泵的工作壓力等于系統(tǒng)的額定工作壓力PpH、系統(tǒng)補(bǔ)油壓力Pr與管路損失之和P，即：；泵的流量由馬達(dá)最大排量時(shí)的最大工作速度所決定，以滿足馬達(dá)的流量為基本要求，可按Qp=（1.11.3）Qm計(jì)算。4.8 如何獲得平均較大的有效牽引功率？為了獲得較大的有效牽引功率，首先應(yīng)該使發(fā)動(dòng)機(jī)在工作循環(huán)的大部分時(shí)間內(nèi)處于靠近額定點(diǎn)的調(diào)速區(qū)段上工作。匹配時(shí)應(yīng)該保證當(dāng)工作裝置以設(shè)計(jì)所要求的平均工作阻力Px作業(yè)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)正好在最大平均輸出功率工況下工作，而行走機(jī)構(gòu)則在最大牽引效率工況下工作(即輪式車輛滑轉(zhuǎn)率在10%左右，履帶車輛滑轉(zhuǎn)率在5%左右)。4.9 牽引性能曲線向右擴(kuò)展有何好處？牽引性能曲線向右擴(kuò)展可增大機(jī)器的高效工作區(qū)域，拓展機(jī)器對(duì)不同工作阻力的適應(yīng)范圍，并可使機(jī)器的有效牽引功率曲線變得飽滿圓潤(rùn)，從而增大平均的有效牽引功率，提高整機(jī)的作業(yè)性能。4.10 解釋動(dòng)力因子的概念和用途？動(dòng)力因子反映了在扣除風(fēng)阻力后，單位機(jī)重所能獲得的用來(lái)克服滾動(dòng)阻力、坡道阻力、慣性阻力的切線牽引力?？杀磉_(dá)為：。4.11 學(xué)會(huì)利用牽引性能曲線進(jìn)行整機(jī)匹配合理性的分析。整機(jī)匹配合理性的分析應(yīng)才一下幾個(gè)方面來(lái)考量。首先對(duì)各特征工況下機(jī)器牽引性能的基本指標(biāo)結(jié)合牽引特性圖作出初步評(píng)價(jià)；其次可根據(jù)各檔有效牽引功率曲線和行駛速度曲線的分布情況來(lái)考察各檔傳動(dòng)比的分配和牽引力、行駛速度的適應(yīng)性能；進(jìn)一步，可根據(jù)各特征工況下的牽引效率、滾動(dòng)效率和滑轉(zhuǎn)效率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率的分配和牽引效率的組成作出分析；在牽引特性圖上用垂線標(biāo)出各特征工況的位置，比較合理匹配的工況條件看是否得到合理的滿足；進(jìn)一步分析牽引性能和燃料經(jīng)濟(jì)性良好或欠佳的原因，并對(duì)機(jī)器的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性作出更為全面的評(píng)價(jià)。5.1 工程車輛的重心位置如何確定？工程車輛的重心位置主要是指縱向的布置，橫向一般是對(duì)稱的布置在機(jī)器縱軸中心線上，重心的高度在滿足離地間隙要求的情況下，為提高穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低。確定機(jī)器的重心位置，一般通過(guò)疊加計(jì)算或?qū)嶋H測(cè)量?jī)煞N方法來(lái)確定。具體計(jì)算公式見(jiàn)教材。5.2 推土機(jī)的重心位置和外載荷如何影響整機(jī)接地比壓的分布？1）重心位置的影響推土機(jī)的重心位置對(duì)總體性能影響很大合適的重心位置能使接地比壓均布，地面支反力的合力位于履帶接地長(zhǎng)度中心，這樣可提高推土機(jī)的牽引附著性能、通過(guò)性及穩(wěn)定性。若重心布置偏后于接地中心，會(huì)使鏟刀強(qiáng)制入土?xí)r，后端接地比壓大大增加，而引起履帶后邊下陷(軟地)，以及造成鏟刀不能切入土內(nèi)，甚至發(fā)生抬頭失穩(wěn)現(xiàn)象(硬地)；若重心布置位于接地中心超前過(guò)多，則當(dāng)鏟刀滿載提升時(shí)，前端接地比壓大大增加，可能發(fā)生履帶前邊下陷(軟地)，或者造成翹尾失穩(wěn)現(xiàn)象(硬地)。另外，當(dāng)滿足了推土工況接地比壓均布要求，而鏟入、提升、運(yùn)移等工況時(shí)，由于外載荷的變化，接地比壓不可能均布。所以應(yīng)保證主要工況接地比壓均布前提下，其它工況的接地比壓不能相差太大，否則說(shuō)明重心布置不合適，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。2）外載荷的影響推土機(jī)作業(yè)過(guò)程中，由于外載荷的變化，接地比壓重新分布，使壓力中心發(fā)生位移。若重心布置在接地中心上，當(dāng)在強(qiáng)制入土工況時(shí)，土對(duì)鏟刀反力出現(xiàn)向上趨勢(shì)，使得接地比壓呈現(xiàn)不均勻，前端小后端大，壓力中心后移。此時(shí)，為了使接地比壓均勻，使壓力中心移到履帶接地中心上，重心布置不能在接地中心上，應(yīng)往前移。與此相反，當(dāng)在正常推土及滿鏟提升工況時(shí)，土對(duì)鏟刀反力出現(xiàn)向下趨勢(shì)，使得接地比壓呈現(xiàn)不均勻，前端大后端小，造成壓力中心前移。此時(shí)，為了使接地比壓均勻，即壓力中心位移到履帶接地中心，那么重心布置也不能在接地中心上，應(yīng)往后移。 實(shí)際上，不可能要求在任何工況下推土機(jī)履帶接地比壓均布，并使得壓力中心保持在接地中心上，因此只能找出一個(gè)對(duì)推土機(jī)總體性能影響最大而又經(jīng)常遇到的工況，滿足要求即可。5.3 如何計(jì)算推土機(jī)的作業(yè)穩(wěn)定性和坡道穩(wěn)定性？推土機(jī)的作業(yè)穩(wěn)定性包括推土穩(wěn)定性及牽引穩(wěn)定性。推土穩(wěn)定性的計(jì)算有兩種工況，即切削工況和鏟入工況。切削工況的計(jì)算條件為：推土機(jī)在水平地面作業(yè)、切深最大、滿鏟、并以最大牽引力勻速前進(jìn)的同時(shí)提升鏟刀的瞬間。此時(shí)作用在鏟刀上的載荷有：土對(duì)鏟刀切削反力和、提升鏟刀產(chǎn)生的土的剪切阻力、以及鏟刀提升時(shí)所帶起的土重。在此工況下，由于鏟刀上垂直載荷的方向均向下，壓力中心前移。如前所述，壓力中心前移量不能過(guò)大，否則使接地比壓趨于嚴(yán)重不勻，這不僅降低附著性能、容易失穩(wěn)，而且會(huì)引起運(yùn)行阻力大大增加，造成行走裝置加快磨損。壓力中心移動(dòng)范圍，一般在履帶接地中心兩端各為接地長(zhǎng)度的1/6。設(shè)壓力中心距驅(qū)動(dòng)鏈輪中心的水平距離為，最前端支重輪至驅(qū)動(dòng)輪中心水平距離為，那么必須保證才能避免出現(xiàn)翹尾現(xiàn)象。鏟入工況計(jì)算條件為：推土機(jī)在水平地面勻速運(yùn)動(dòng)，使鏟刀強(qiáng)制入土。此時(shí)，由于土對(duì)鏟刀垂直反力方向向上，壓力中心后移。同理，壓力中心后移量不能過(guò)大。設(shè)最末端支重輪至驅(qū)動(dòng)輪中心水平距離為，那么必須保證才能避免出現(xiàn)抬頭現(xiàn)象。牽引穩(wěn)定性：此時(shí)穩(wěn)定性計(jì)算的條件為：推土機(jī)于水平地面，以最大掛鉤牽引力作勻速直行牽引作業(yè)。為避免抬頭失穩(wěn)現(xiàn)象出現(xiàn)，必須使。推土機(jī)的坡道運(yùn)行穩(wěn)定性包括在坡道上的縱向運(yùn)行穩(wěn)定性和橫向運(yùn)行穩(wěn)定性。通過(guò)縱向、橫向、抗滑移等方面穩(wěn)定性計(jì)算，各得出一個(gè)極限坡度角，從坡道運(yùn)行安全性考慮，應(yīng)保證滑移先于傾翻。5.4 如何評(píng)價(jià)裝載機(jī)的穩(wěn)定性？裝載機(jī)的穩(wěn)定性用穩(wěn)定比和穩(wěn)定度來(lái)評(píng)價(jià)。穩(wěn)定比是指裝載機(jī)在外力或外載荷的作用下，所產(chǎn)生的使裝載機(jī)有傾翻趨勢(shì)的力矩與裝載機(jī)穩(wěn)定力矩之比。穩(wěn)定度是評(píng)價(jià)裝載機(jī)在坡道上穩(wěn)定性的指標(biāo)，為裝載機(jī)在坡道上處于臨界傾翻狀態(tài)時(shí)的失穩(wěn)角。5.5 分析裝載機(jī)的一級(jí)失穩(wěn)與二級(jí)失穩(wěn)？具有擺動(dòng)橋的裝載機(jī)的橫向傾翻，先是繞由縱向水平鉸銷的中點(diǎn)D與固定橋兩車輪接地點(diǎn)E和F三點(diǎn)組成的DEF的一邊發(fā)生，因此，裝載機(jī)的一級(jí)穩(wěn)定性是指傾翻軸DE在坡道上的投影dE與坡底線平行時(shí)的穩(wěn)定度。裝載機(jī)一級(jí)失穩(wěn)時(shí)，車架與擺動(dòng)橋發(fā)生碰撞，固定橋一側(cè)車輪離開(kāi)地面，此時(shí)，雖然一般不至于翻車，但會(huì)使駕駛員產(chǎn)生不安。另外著地側(cè)車輪承受前橋全部負(fù)荷，使這個(gè)輪胎負(fù)荷過(guò)重，因此，裝載機(jī)在作業(yè)和行駛過(guò)程中，不應(yīng)失去一級(jí)穩(wěn)定性。當(dāng)裝載機(jī)失去一級(jí)穩(wěn)定性后，裝載機(jī)進(jìn)一步傾翻則是以低側(cè)前后輪接地點(diǎn)連線為軸翻轉(zhuǎn)。因此，可用裝載機(jī)縱向軸線與坡底線平行的坡道上的穩(wěn)定度來(lái)評(píng)價(jià)二級(jí)穩(wěn)定性。二級(jí)穩(wěn)定度為：，是擺動(dòng)橋擺動(dòng)角，是一級(jí)失穩(wěn)角。5.6 如何考慮裝載機(jī)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性？裝載機(jī)的縱向轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性：鉸接式裝載機(jī)最大轉(zhuǎn)角時(shí)的縱向穩(wěn)定性，是以它的前橋與坡底線相平行的坡道上所具有的穩(wěn)定度來(lái)評(píng)價(jià)，裝載機(jī)在這種情況下失穩(wěn)時(shí)仍然以前輪接地點(diǎn)的連線為軸傾翻，要計(jì)算三種工況。即：滿載運(yùn)輸、滿載動(dòng)臂最大伸出和滿載動(dòng)臂最大舉升，而取后兩種工況穩(wěn)定度最小值作為評(píng)價(jià)最大轉(zhuǎn)角時(shí)動(dòng)臂舉升過(guò)程中的縱向穩(wěn)定性指標(biāo)。裝載機(jī)的橫向轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性：也分一級(jí)失穩(wěn)和二級(jí)失穩(wěn)，一級(jí)穩(wěn)定性，是指傾翻軸在坡道上的投影(圖5-14)與坡底線平行時(shí)的穩(wěn)定度。最大轉(zhuǎn)角時(shí)的二級(jí)穩(wěn)定性，是指其傾翻軸(低側(cè)前后輪接地點(diǎn)連線)與坡底線平行時(shí)的穩(wěn)定度，且應(yīng)對(duì)滿載運(yùn)輸、滿載動(dòng)臂最大伸出和滿載動(dòng)臂最高舉升三種工況進(jìn)行計(jì)算。6.1 名詞解釋：比推力、比重力、比功率、接地比壓、駛?cè)虢?、離去角、切削角、履帶接地長(zhǎng)度、切削深度。比推力是單位切削刃寬的頂推力（鏟刀切削刃上發(fā)揮出來(lái)的推土力）；單位額定功率的推土機(jī)結(jié)構(gòu)重量稱為比重量；單位結(jié)構(gòu)重量的額定功率稱為比功率；推土機(jī)的接地比壓是使用重量與履帶接地面積之比；駛?cè)虢?、離去角、切削角見(jiàn)圖6-18；鏟刀切削深度是指鏟刀降至最低位置、切削刃和推土機(jī)壓力中心之間的連線與地面夾角不小于20時(shí)，切削刃進(jìn)切入到土料中的深度。6.2 狹長(zhǎng)與短寬的履帶分別對(duì)推土機(jī)的性能有哪些影響？推土機(jī)的接地比壓不變的情況下，狹長(zhǎng)與短寬的履帶將對(duì)推土機(jī)的附著性能和轉(zhuǎn)向性能產(chǎn)生影響，一般推土機(jī)取狹長(zhǎng)型，濕地推土機(jī)取短寬型。6.3 如何確定鏟刀的升降速度？鏟刀升降速度是一個(gè)瞬時(shí)變量，一般指鏟刀切削刃沿地面垂直方向的平均升降速度。當(dāng)不考慮鏟刀升降速度的瞬時(shí)時(shí)，鏟刀平均升降速度與油缸速度有關(guān)： ，是行程放大率。按此確定的鏟刀升降速度再考慮其瞬時(shí)變動(dòng)范圍不宜大于其平均值的10，并且還受要考慮推土速度v的限制，即當(dāng)鏟刀強(qiáng)制入土?xí)r，鏟刀頂推架不應(yīng)碰到切土面，為此應(yīng)滿足：。6.4如何確定鏟刀的提升力？鏟刀提升力是指鏟刀提升油缸的提升作用力。由于推土機(jī)的作業(yè)條件和工況比較復(fù)雜，所以鏟刀提升力應(yīng)從多三種工況進(jìn)行計(jì)算，一時(shí)是鏟刀固定在某一切土位置切土?xí)r的提升力，二是從切土狀態(tài)開(kāi)始提升鏟刀到運(yùn)土位置時(shí)的提升力，三是推土機(jī)翹尾失穩(wěn)位置，即當(dāng)鏟刀遇到大障礙物，鏟刀提不起來(lái)，而鏟刀提升機(jī)構(gòu)供給的提升力足以使推土機(jī)繞履帶接地最前端A點(diǎn)傾翻。鏟刀提升力的確定應(yīng)能保證推土機(jī)正常安全作業(yè)，為此必須使、。若時(shí)，當(dāng)鏟刀切入土?xí)r推土機(jī)即產(chǎn)生就前傾，根本不能作業(yè)。若時(shí)，當(dāng)滿載提鏟刀時(shí)，推土機(jī)前傾。所以鏟刀提升力的選擇要滿足以下條件：， 。鏟刀提升力確定后，還應(yīng)從推土機(jī)功率的使用角度出發(fā)進(jìn)行校核。6.5如何確定鏟刀強(qiáng)制入土?xí)r的油缸推力？液壓推土機(jī)靠油缸活塞桿推力使鏟刀強(qiáng)制入土。按以下二種位置計(jì)算：一是鏟刀強(qiáng)制入土所需油缸最小推力，此時(shí)計(jì)算條件為推土機(jī)在水平地面運(yùn)行、鏟刀剛開(kāi)始入土，即切削深度。二是鏟刀強(qiáng)制入土使推土機(jī)抬頭失穩(wěn)時(shí)的油缸推力：當(dāng)鏟刀遇到大障礙物，鏟刀無(wú)法切入時(shí)，而油缸推力足以使推土機(jī)繞履帶接地最后端點(diǎn)傾翻。真正的油缸推力必須滿足。若 ，其中，取，主要是考慮推土機(jī)應(yīng)該具有自救的能力。6.6如何考慮土對(duì)鏟刀的切削反力？固定式推土機(jī)，土對(duì)鏟刀的切削反力可分解為水平反力和垂直反力，其中，的最大值取決于推土機(jī)的牽引性能，其值為。為考慮動(dòng)載因素的鏟刀頂推力，由下式分析計(jì)算：。對(duì)回轉(zhuǎn)式推土機(jī)，除了、外，還有水平側(cè)向分力，值受推土機(jī)附著條件限制，為了避免因力作用，使推土機(jī)繞點(diǎn)回轉(zhuǎn)(跑偏)，保證推土機(jī)作業(yè)時(shí)直線運(yùn)行，需滿足：，是推土機(jī)行走裝置的回轉(zhuǎn)阻力矩。6.7比較角鏟式工作裝置與直鏟式工作裝置有何特點(diǎn)？直鏟式工作裝置，推土鏟與推土機(jī)的縱向軸線固定為直角，當(dāng)同時(shí)改變左右斜撐桿的長(zhǎng)度(它通過(guò)螺桿或油缸調(diào)節(jié)，也有采用變更斜撐桿插銷位置的)，可調(diào)整鏟刀刀片與地面的夾角。當(dāng)頂推梁與履帶臺(tái)車架球鉸連接時(shí)，相反調(diào)節(jié)左右斜撐桿長(zhǎng)度，可改變鏟刀垂直面內(nèi)傾角。一般來(lái)說(shuō)，從鏟刀堅(jiān)固性及經(jīng)濟(jì)性考慮，重載作業(yè)的推土機(jī)配用固定式鏟刀。角鏟式工作裝置，推土鏟能在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)一定的角度，還能調(diào)整切削角和傾斜角，作業(yè)范圍較廣，可以直線行駛，向一側(cè)排土，適宜平地作業(yè)及橫坡排土。6.8鏟刀強(qiáng)度校核的計(jì)算工況有哪幾種？回轉(zhuǎn)式鏟刀強(qiáng)度計(jì)算以第三計(jì)算位置為計(jì)算依據(jù)，因這時(shí)鏟刀受力最大。固定式鏟刀強(qiáng)度計(jì)算以第一和第三計(jì)算位置為計(jì)算依據(jù)。第一計(jì)算位置是指：推土機(jī)中部頂?shù)秸系K物，推土機(jī)在水平地面作業(yè)、帶土的推土板從切削位置提升到運(yùn)土位置、推土機(jī)功率足夠大，在提升推土板的同時(shí)，以最大頂推力向前，即可能使推土機(jī)翹尾失穩(wěn)同時(shí)履帶滑轉(zhuǎn)、對(duì)于回轉(zhuǎn)式推土機(jī)，鏟刀回轉(zhuǎn)角為最小。第三計(jì)算位置是指：推土板的側(cè)角頂?shù)秸系K物(偏載)，計(jì)算條件與第一計(jì)算位置相同。此位置進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的零部件有頂推架、斜撐桿、鉸銷軸、回轉(zhuǎn)式鏟刀的推土板等。6.9說(shuō)明推土機(jī)液壓系統(tǒng)中的動(dòng)力元件、執(zhí)行元件和控制元件有哪些？液壓推土機(jī)操縱系統(tǒng)可分為四大部分：液壓動(dòng)力元件，一般為齒輪油泵；控制元件包括鏟刀升降操縱閥、鏟刀垂直傾斜操縱閥、松土器升降操縱閥和選擇閥等，操縱閥一般為滑閥式結(jié)構(gòu)的換向閥，它能控制換向、卸載以及節(jié)流調(diào)速和微動(dòng)(通過(guò)換向閥開(kāi)度的大小)；執(zhí)行元件包括一對(duì)鏟刀升降油缸、一個(gè)鏟刀垂直傾斜油缸、一對(duì)松土器升降油缸和松土器傾斜油缸等，由于油缸活塞速度較高，為了避免慣性沖擊及噪音，油缸內(nèi)部大多有緩沖裝置；輔助元件包括油箱、油管、濾油器等。7.1 名詞解釋：額定載重量、額定斗容、比鏟力、比切力、最大卸載高度、最小卸載距離、卸料角、后傾角、鏟斗回轉(zhuǎn)半徑。裝載機(jī)的額定載重量是指配備了一定規(guī)格鏟斗的裝載機(jī)，以不超過(guò)6.4公里小時(shí)的速度行駛、在堅(jiān)硬光滑的水平面進(jìn)行作業(yè)的情況下，為保證所需的穩(wěn)定性，而規(guī)定鏟斗內(nèi)裝載物料的重量；額定斗容是指鏟斗的周圍以二分之一的坡度堆積物料時(shí)，由料堆坡面與鏟斗內(nèi)廓之間所形成的容積；比鏟力是裝載機(jī)轉(zhuǎn)斗或提升動(dòng)臂時(shí)，單位長(zhǎng)度斗刃上所產(chǎn)生的最大鏟起力；比切力是裝載機(jī)鏟斗插入料堆時(shí)，單位長(zhǎng)度斗刃上所產(chǎn)生的最大作用力；最大卸載高度指裝載機(jī)把物料卸到運(yùn)輸車輛時(shí)，動(dòng)臂在最大舉升高度且鏟斗卸載角為最大時(shí)，鏟斗斗刃離地面的高度；最小卸載距離指裝載機(jī)動(dòng)臂在最大舉升高度且鏟斗卸載角為最大時(shí)，鏟斗斗尖與裝載機(jī)前面外廓部分之間的距離；卸料角是裝載機(jī)在卸載時(shí)，鏟斗斗底與水平線的夾角，也即是鏟斗的最大前傾角；鏟斗后傾角是動(dòng)臂在最低位置，鏟斗最大后傾時(shí)，鏟斗斗底與水平面的夾角；鏟斗回轉(zhuǎn)半徑是指鏟斗斗尖到動(dòng)臂與鏟斗鉸接點(diǎn)（即動(dòng)臂下鉸點(diǎn)）之間的距離。7.2 裝載機(jī)對(duì)變矩器有何要求？如何選用？裝載機(jī)用變矩器應(yīng)具備下述性能：應(yīng)能傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的全部有效功率；變矩器的變換性能盡量大些；變矩器的可透性在低、中傳動(dòng)比范圍內(nèi)可透性應(yīng)小些，在高傳動(dòng)比時(shí)可透性大些；變矩器的扭矩系數(shù)盡可能大些等。選用變矩器應(yīng)根據(jù)具體技術(shù)要求，結(jié)合市場(chǎng)情況先選擇好變矩器的型式，再進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)與變矩器的匹配計(jì)算與分析，最終確定液力變矩器的循環(huán)圓直徑。7.3 裝載機(jī)為什么要設(shè)置擺動(dòng)橋？由于裝載機(jī)行駛速度較低，并且為保證它在鏟裝作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性，裝載機(jī)一般都不裝設(shè)彈性懸架。為了使裝載機(jī)在凹凸不平的地面上行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)車輪都能與地面接觸，多采用一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋和車架由縱向銷軸鉸接，以使它能繞縱向銷軸相對(duì)車架上下擺動(dòng)一定角度(一般左右)。擺角由限位塊限制。擺動(dòng)橋一般布置在后橋，因?yàn)楹髽驍[動(dòng)的裝載機(jī)由于駕駛員隨前橋一起擺動(dòng)，因此在作業(yè)過(guò)程中，駕駛員對(duì)鏟掘面實(shí)際感覺(jué)性好。7.4 對(duì)裝載機(jī)連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要保證哪些性能要求？平移性：動(dòng)臂從最低到最大卸載高度的提升過(guò)程中，保證滿載鏟斗中的物料不撒落，鏟斗后傾角(圖7-46)的變化盡量小(一般不超過(guò)15)；卸料性：在動(dòng)臂提升高度范圍內(nèi)的任意位置，鏟斗的卸載角45，以保證鏟斗能卸凈物料；自動(dòng)放平性：在動(dòng)臂提升高度范圍內(nèi)的任意位置，鏟斗卸料后，使動(dòng)臂下降到最低位置時(shí)，鏟斗應(yīng)自動(dòng)處于鏟掘的放平位置，以減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)生產(chǎn)率；作業(yè)時(shí)與其它構(gòu)件無(wú)運(yùn)動(dòng)干涉；使駕駛員工作方便、安全及視野寬闊；為保證連桿機(jī)構(gòu)具有較高的力傳遞效率，在設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)件尺寸時(shí)，應(yīng)盡可能使主動(dòng)桿件與被動(dòng)桿件所構(gòu)成的傳動(dòng)角盡量取大一些。7.5 比較正轉(zhuǎn)六連桿與反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)的性能特點(diǎn)？正轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)的性能特點(diǎn)是鏟斗進(jìn)行地面挖掘作業(yè)時(shí)鏟起力比較大，適宜于依靠動(dòng)臂的配合，鏟取物料，轉(zhuǎn)斗卸料時(shí)，角速度較大，易于抖落斗中物料，但卻容易引起對(duì)運(yùn)輸車輛的卸料沖擊，影響駕駛員安全和車輛壽命，造成運(yùn)輸時(shí)易撒料，在作業(yè)過(guò)程中，各桿件干涉少，但為提高連桿傳動(dòng)效率，需加大連桿尺寸，這將給結(jié)構(gòu)布置帶來(lái)困難，且影響司機(jī)視線，不適合堅(jiān)實(shí)物料的鏟掘作業(yè)和搬運(yùn)工作。反轉(zhuǎn)六連桿機(jī)構(gòu)鏟掘位置轉(zhuǎn)斗時(shí)，其鏟起力是隨角的增大而逐漸增加，卸載時(shí)，轉(zhuǎn)斗角速度小，易于控制卸料速度，減少卸料沖擊，動(dòng)臂在升降時(shí)，收斗角變化不大，因而在不影響動(dòng)臂最高位置時(shí)卸料角度的條件下，可增加運(yùn)輸位置時(shí)的后傾角，這樣可提高裝滿程度，且減少運(yùn)輸時(shí)撒料情況，便于實(shí)現(xiàn)鏟斗自動(dòng)放平，提高功效，總之，優(yōu)點(diǎn)較多，得到廣泛的應(yīng)用，特別適合堅(jiān)實(shí)物料的采掘和搬運(yùn)。7.6裝載機(jī)工作裝置有哪些限位機(jī)構(gòu)？如何設(shè)計(jì)？9.2 裝載機(jī)工作裝置的限位機(jī)構(gòu)有：鏟斗前后傾角限位裝置，一般都采用簡(jiǎn)單的擋塊設(shè)計(jì)；動(dòng)臂升降自動(dòng)限位機(jī)構(gòu)，通常利用壓縮空氣使動(dòng)臂油缸控制閥自動(dòng)復(fù)位來(lái)限位；鏟斗自動(dòng)放平機(jī)構(gòu)使用觸碰式氣閥行程開(kāi)關(guān)對(duì)轉(zhuǎn)斗油缸進(jìn)行控制。具體參見(jiàn)第九節(jié)內(nèi)容。7.7裝載機(jī)的計(jì)算工況有哪幾種？裝載機(jī)一般具有以下幾個(gè)典型的作業(yè)工況：鏟掘工況：動(dòng)臂下放至下限位置，鏟斗水平放置地面，斗尖觸地，鏟斗借助牽引力水平插入料堆，插入料堆足夠深度后，裝載機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，向后轉(zhuǎn)斗或提升動(dòng)臂，以裝滿物料。運(yùn)輸工況：完成鏟掘工況之后，轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗，鏟取物料，操作轉(zhuǎn)斗缸收斗，然后使轉(zhuǎn)斗缸閉鎖，舉升動(dòng)臂，將鏟斗舉高到適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸位置后，裝載機(jī)載重駛向卸料點(diǎn)。最高位置工況：保持轉(zhuǎn)斗缸長(zhǎng)度不變，操作動(dòng)臂油缸將動(dòng)臂升至最高位置。最高卸料工況：在動(dòng)臂舉升至最大高度時(shí)，操作轉(zhuǎn)斗缸使鏟斗前傾至卸料位置，向運(yùn)輸車輛或固定料倉(cāng)卸料。7.8如何分析裝載機(jī)工作裝置的作業(yè)性能？應(yīng)對(duì)裝載機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)