[实用新型]一种具有变曲率特征的装载机铲斗

说明书

技术领域

本实用新型涉及装载机铲斗，具体涉及一种具有变曲率特征的装载机铲斗。

背景技术

装载机主要用来铲、装、卸、运土和石料等一类散状物料的土石方施工机械，也可以对岩石和硬土等进行轻度铲掘作业。如果换不同的工作装置，还可以完成推土、起重和装卸其他物料的工作。在公路施工中，主要用于路基工程的填挖、沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。由于它具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因而发展很快，成为土石方施工中的主要机械。

在装载机作业循环中，物料铲装是其工作的主要工序，它借助于插入力和用转斗及动臂提升的配合动作完成，铲装过程是装载机能量消耗最多的过程，而铲装过程的能量消耗主要来源于物料施加于铲斗的阻力和粘附，因此脱附减阻插入是减小能耗和提高作业效率的最直接方法。

铲斗的脱附减阻性能不仅与铲斗材料、结构有关，还和与铲斗触土曲面几何形状有关。现有装载机铲斗曲面主要是以圆弧面加直纹面过渡的方式形成的，其在工作过程中具体表现为：土壤、砂石和混凝土等对装载机铲斗表面的粘附严重，工作阻力大，严重影响装载机的工作效率、使用寿命和作业质量，同时大大增加了能量消耗。装载机铲斗作为其直接的工作部件，燃油消耗量占到总耗油量的40%，从装载机铲斗几何形状着手降低装载机的工作阻力，从而降低装载机的燃油消耗量，具有很大的提升空间。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有装载机铲斗工作阻力大和粘土严重的问题，提供一种具有变曲率特征的装载机铲斗，将具有变曲率特征的抛物线型曲面应用在铲斗触土曲面的设计中，达到降低土壤与装载机铲斗相互作用过程中摩擦阻力的目的。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案为：一种具有变曲率特征的装载机铲斗，包括两个平行设置的侧护板、斗体板、防溢板和圆弧板，斗体板设在两个侧护板之间，斗体板的一端为入土端，入土端设有斗齿，斗体板的末端与防溢板通过圆弧板连接，所述斗体板的两面分别为结构相同的内触土面和外触土面，其中，内触土面的准线是由参数方程                                               和在t取值范围为0~150得出的曲率具有先增大后减小再增大特征的曲线段，该曲线段的入土端与末端之间的张开角为71°。

本实用新型中，内触土面的准线的曲率方程为K(t)=ABS[(0.000064626t²-0.01677777t+1.8089669372)(-0.00014283t+0.018540252)-(0.000129252t-0.01677777)(-0.000071415t²+0.018540252t-0.8547989067)]/[(0.000064626t²-0.01677777t+1.8089669372)²+(-0.000071415t²+0.018540252t-0.8547989067)²]^1.5。

所述的防溢板呈直线型，且防溢板所在平面与斗体板末端的切线之间的夹角为40°。

所述斗齿的个数为7个，各斗齿均布在斗体板的入土端，相邻两个斗齿之间的间距为103mm。

本实用新型中，内触土面准线的曲线段的张开角是指：该曲线段的入土端端部的切线与末端端部的切线之间的夹角。

本实用新型的装载机铲斗中，斗体板所用方程曲线是基于试验优化而来，具有特殊曲率的几何特性，且在土槽模型试验中，早相同的入土深度和入土速度下，与现有技术的装载机相比，本实用新型装载机铲斗的土壤粘附情况表现为微小，表现出优良的减少土壤粘附和摩擦阻力的效果，可广泛用于各种农业土壤耕作部件曲面设计。该特殊曲率几何结构能够改变土壤在与其接触表面的运动状态，改型斗体能够对运动的土壤产生平滑的切削效应，从而降低装载机的工作阻力。

本实用新型的有益效果：1、本实用新型基于内触土面准线的参数方程具有变曲率的特殊性，将该变曲率的曲面应用在装载机铲斗的触土曲面设计中，改善了装载机铲斗在工作中的高粘附性能，从而有效的解决装载机铲斗工作阻力大和工作效率差的问题，本实用新型减阻脱附性能相比传统意义装载机提高了30%；