本發(fā)明公開了一種裝載機不同長度動臂通用動臂油缸的設(shè)計方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前裝載機使用工況越來越廣泛，對工作裝置作業(yè)高度的需求也多樣化，一個裝載機機型至少要有三種以上長度的動臂才可以滿足市場需要。因為油缸是制造長周期件，增加新品種會帶來諸多不利因素，直接影響到裝載機產(chǎn)品供貨周期，動臂長度變化后能否和基本型通用液壓油缸配合顯得尤為重要。不同長度動臂如果能夠共用同一種動臂油缸，則會極大縮短裝載機產(chǎn)品供貨周期、減少油缸品種降低管貯成本、配件通用化程度提高，能給裝載機主機廠及動臂油缸及附帶管路供應(yīng)商帶來極大的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)效率的提高。

裝載機基礎(chǔ)機型動臂長度D，動臂油缸主要尺寸參數(shù)A、B，當(dāng)市場需求動臂長度變?yōu)镈1時，一般設(shè)計動臂油缸主要尺寸參數(shù)也隨之變化為A1、B1，產(chǎn)生一種新的動臂油缸；一般設(shè)計即便A＝A1、B＝B1也會帶來提升能力不足或動臂油缸縮至最短時與前車架干涉的問題，最終不得已通過設(shè)計新的動臂油缸來解決。(附圖1、2所示)

現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計方法雖然也能夠滿足市場需求，但缺點是增加動臂油缸及其附帶管路的物料品種、供貨周期長、成本高、市場配件不互換給用戶帶來不便；現(xiàn)有設(shè)計方法即便設(shè)計成通用，也會帶來提升能力不足或接近干涉等遺留問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明就是通過一種簡單有效的設(shè)計方法，使裝載機不同長度動臂能夠共用同一種動臂油缸，同時解決現(xiàn)有技術(shù)動臂油缸不通用或提升能力不足以及干涉問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

裝載機不同長度動臂通用動臂油缸的設(shè)計方法，包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)動臂油缸的最小提升力臂值K以及動臂油缸與前車架鉸接點P點，來確定夾角α的范圍；所述的夾角α是以P點為圓心的兩條射線的夾角，其中一條射線是以P點為原點，在G點下方且距離G點值為K的射線；另一條射線是動臂油缸逆時針旋轉(zhuǎn)發(fā)生干涉臨界值時的動臂油缸中心線所在的射線；

步驟2以動臂油缸與前車架鉸接點P點為圓心，以動臂油缸最短和最長為半徑分別畫出兩個圓；再以動臂與車架鉸接點G點為圓心，將小圓順時針旋轉(zhuǎn)角度∠N-G-N1，得到小圓與大圓交叉點M，再以所述的G點為圓心，將點M逆時針旋轉(zhuǎn)角度∠N1-G-N得到點M1；然后判斷點M和M1是否在角α的兩條射線形成的扇形范圍之內(nèi)，如果在，則M、M1點即為動臂油缸與動臂鉸接點Q、Q1；如果否，則進行下一步；

其中：N當(dāng)動臂油缸處于最短狀態(tài)，動臂與鏟斗鉸接點；N1當(dāng)動臂油缸處于最長狀態(tài)，動臂與鏟斗鉸接點；

步驟3采用快速試湊法求解出動臂油缸與動臂鉸接點Q、Q1點。

進一步的，所述的步驟3具體的方法如下：

采用快速試湊法延水平方向調(diào)整N1位置(因H是設(shè)計輸入不能變，所以只能水平移動N1點)，當(dāng)N1變?yōu)镹2時動臂長度也相應(yīng)變?yōu)镈2，然后重復(fù)上一個步驟操作，直至M和M1點在角α的邊線范圍內(nèi)(一般試湊3-5次即可)，此時M、M1點即為符合設(shè)計要求的Q、Q1點。

進一步的，一種裝載機，所述的包括動臂油缸，所述的動臂油缸采用權(quán)1-2任一所述的設(shè)計方法設(shè)計而成。

本發(fā)明的有益效果如下：

以雷沃50裝載機加長臂市場需求為例：

除上表可量化經(jīng)濟效益之外，動臂油缸品種減少、標(biāo)準(zhǔn)型用量增加會帶來直接成本降低以及運輸庫存管理方面的明顯效益。對動臂油缸及附帶管路供應(yīng)商來說，減少產(chǎn)量不大的差異化油缸，同時增加標(biāo)準(zhǔn)動臂油缸生產(chǎn)量，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益也明顯是雙增的。

附圖說明

圖1、圖2現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)型和加長動臂型裝載機結(jié)構(gòu)；

圖3、圖4-1、圖4-2、圖5為本發(fā)明的設(shè)計過程中相關(guān)結(jié)構(gòu)。

圖中：1動臂，2動臂氣缸。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明：

步驟1確定提升能力和干涉的邊界線

如附圖3，根據(jù)整機提升能力要求確定最小的提升力臂值K，再根據(jù)K值和P點確定角度α的上邊線，然后根據(jù)已知動臂油缸和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確定角度α的下邊線，這樣就確定了Q和Q1點的設(shè)計范圍(在角度α的上下邊線之內(nèi))。

上面所述的夾角α是以P點為圓心的兩條射線的夾角，其中一條射線是以P點為原點，在G點下方且距離G點值為K的射線；另一條射線是動臂油缸逆時針旋轉(zhuǎn)發(fā)生干涉臨界值時的動臂油缸中心線所在的射線；

步驟2初步確定M、M1點，判斷是否在α角上下邊線范圍內(nèi)

如附圖3，以P點為圓心，動臂油缸最短和最長為半徑分別畫出兩個圓(附圖3)；再以G點為圓心，將小圓順時針旋轉(zhuǎn)角度∠N-G-N1，得到小圓與大圓交叉點M，再以G點為圓心，將點M逆時針旋轉(zhuǎn)角度∠N1-G-N得到點M1(附圖4)。然后判斷點M和M1是否在角α相對應(yīng)上下邊線范圍之內(nèi)，如果是，則M、M1點即為動臂油缸與動臂鉸接點(Q、Q1)，設(shè)計方案完成，如果否，則進行下一步。

步驟3快速試湊法求解出Q、Q1點

當(dāng)上一個步驟M、M1點超出角α的邊線不符合設(shè)計要求時，則用快速試湊法延水平方向調(diào)整N1位置(因H是設(shè)計輸入不能變，所以只能水平移動N1點)，當(dāng)N1變?yōu)镹2時動臂長度也相應(yīng)變?yōu)镈2(如附圖5)，然后重復(fù)上一個步驟操作，直至M和M1點在角α的邊線范圍內(nèi)(一般試湊3-5次即可)，此時M、M1點即為符合設(shè)計要求的Q、Q1點。

上述各參數(shù)的含義如下：

A、A1動臂油缸的安裝距；

B、B1動臂油缸的安裝距和行程；

D/D1動臂長度；

K動臂油缸的最小提升力臂；

P動臂油缸與前車架鉸接點；

Q、M當(dāng)動臂油缸處于最短狀態(tài)，動臂油缸與動臂鉸接點；

Q1、M1當(dāng)動臂油缸處于最長狀態(tài)，動臂油缸與動臂鉸接點；

N、N1、N2動臂與鏟斗鉸接點；

夾角α：以P點為圓心的兩條射線的夾角，其中一條射線是以P點為原點，在G點下方且距離G點值為K的射線；另一條射線是動臂油缸逆時針旋轉(zhuǎn)發(fā)生干涉臨界值時的動臂油缸中心線所在的射線；

本發(fā)明技術(shù)方案對比(本設(shè)計方法與現(xiàn)行技術(shù)方法對比)

本發(fā)明在30和50裝載機工作裝置H平臺開發(fā)上均采用了本設(shè)計方法，實現(xiàn)了四種長度動臂(標(biāo)準(zhǔn)臂、加長臂、超長臂、特長臂)共用同一套動臂油缸，目前均已實現(xiàn)量產(chǎn)，通用性帶來配件及組織生產(chǎn)極大便利和節(jié)約，得到了公司內(nèi)部和裝載機用戶一致好評。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。