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装载机整体翻转型发动机罩的设计
山东临沂工程机械公司 郭春凤 严志远
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我公司根据空气动力学及美学原理,参照国际先进技术,自行设计了装载机用流线型液压全翻转发动机罩。
该发动机罩内部采用方型钢管焊制的骨架支撑,轻便牢固;发动机罩侧板上压制有与轮胎相对应的美观起伏的加强筋,增加了机罩的刚度,减少了薄板振动的噪声;同时在内侧面粘贴了吸音材料,降低了装载机的噪声。参照CAT发动机罩,在散热水箱前部两侧各开了一个铁丝网状侧门,散热更加良好。在关键位置,还开有一个小门,无须翻转即可进行简便维修和紧急处理。
此发动机罩最大的优点在于,维修时只需用手轻轻压动液压翻转机构的手柄,就可将发动机罩整体翻转。拆下翻转机构上的三个销轴,便可拆卸水箱。
新设计的发动机罩如图1所示,主要由上罩、框架、铁丝网状侧门、扶手、液压翻转机构、卡子胶条、挂锁、支架等组成。

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1 上罩
上罩(图2)采用流线型外观设计的冲压件。考虑到工程机械的生产批量及模具成型成本,应用日本进口的数控转塔式激光复合冲剪机,将板料用激光割成如图3所示形状,然后到压弯机上将激光割好的板料两边压成R30的圆弧形后在简易焊胎上拼焊而成,稍加修磨打腻子后如同冲压件一样。此法为公司节省了几十万元的模具费用。

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2 侧门
老式装载机侧门由于没有散热孔,夏天作业时经常要摘掉侧门,既不美观又不安全。新机罩侧门采用铁丝网设计,通风顺畅,利于散热。侧门位置则避开发动机噪声集中的地方,便于随时加油、放水、观察油尺。受车架宽度980 mm的限制,发动机罩宽限定为950 mm,而水箱总宽度为890 mm。为了最大限度地加大发动机罩的内部空间,设计了如图4所示的扁形侧门锁,使整体翻转时不产生干涉。

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3 液压翻转机构
如图5所示,液压翻转机构的手摇泵竖直固定在装载机大梁外侧,并用螺栓紧固。液压缸下端用销轴铰接在液压缸支承座上,上端铰接在框架耳座上,旋转轴用压盖压住固定在车架支承座上,可在支承座孔内旋转,支承座固定在车架上,拉杆上端铰接在框架耳座上,下端滑槽可通过固定座上的销轴滑动。

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翻转液压缸软管的一端与液压缸连接,另一端与输油泵连接。操作时将手摇泵换向阀的圆柱销置于向上位置时,摇动手摇泵,液压缸活塞杆伸出,推动发动机罩翻转,拉杆上的滑槽长度决定发动机罩的翻转角度。
液压缸活塞杆伸出时,拉杆上端铰接点作向上的弧线运动,当拉杆下端滑槽沿固定销轴滑到极限位置时,发动机罩最大翻转角度达到60°,液压缸活塞杆伸出量为180 mm,此时重心从旋转轴前侧移到后侧,发动机罩全部打开,可以对发动机进行维修。当手摇泵换向阀圆柱销转至向下位置时,摇动手摇泵,活塞杆缩回,发动机罩恢复原位。
4 液压缸的选择
4.1 液压缸的选择

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依据《汽车驾驶室液压翻转机构使用维护说明书》选择YG40-200-0(图6)为翻转机构液压缸。缸径D=Φ40 mm,活塞杆径d=Φ30 mm,最大行程L=200 mm,液压缸额定压力p=28 MPa。
活塞杆伸出时活塞推力为:
F推1=pπ/4D(2)=28×10(6)×π/4×40(2)×10(-6)=35 186 N
活塞杆缩回时活塞推力为:
F推2=pπ/4(D(2)-d(2))=28×10×π/4(40-30)×10=15 394 N
4.2 液压缸推力验算
已知发动机罩的重量为W=200 kg。
(1)当发动机罩翻转到最大角度后回程,如图1所示,即液压缸活塞杆回缩时,由计算机图解可得:
液压缸力臂L=80 mm,发动机罩重心力臂L=300 mm。
由力矩平衡原理F×L=W×L有F=200×9.8×300/80=7 350 N。F小于液压缸额定推力F,满足工作要求。
(2)当发动机罩平放并开始举升,即液压缸活塞杆伸出时,由计算机图解得,液压缸力臂L= 200 mm,发动机罩重心力臂L=900 mm。同理,可得液压缸举起发动机罩时的最小力F=200×9.8×900/200=8 820 N,小于液压缸额定推力F,满足工作要求。因此,YG40-200-0型翻转液压缸完全符合设计要求。
5 支架
设计支架有三个原因:一是为防止发动机罩最远点与驾驶室干涉,减小发动机与驾驶室之间的间距,把发动机罩切去一角,这一部分就出现在支架上;二是发动机罩较长,末端刚性较差,发动机罩落下时由支架导向和定位,确保了发动机罩迅速准确的落下;三是发动机消声器和空气滤清器布置在支架部分,而不在发动机罩上,这样翻转发动机罩时就不会出现二者与发动机罩干涉的问题。
6 侧罩挂锁
为保证发动机罩不向左右方向偏移及运动过程中不会因颠簸掀起,用侧罩挂锁把发动机罩与支架连接起来,如图7所示,确保了发动机罩的定位。

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该产品经过试用,维修方便,效果明显,现已批量生产并投放市场。
通讯地址:临沂工程机械股份有限公司技术部 山东省临沂市金雀山路17号 3/17/2005


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