某型装载机工作机构设计【含CAD高清图纸和文档】【GC系列】
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毕业设计（论文）开题报告题目 某型装载机工作机构设计专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 088105438学 生 姓 名 朱 晨 宇指 导 教 师 贺 红 林填表日期：2 0 1 2 年 2 月 21 日一、选题的依据及意义：装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端一个完整的铲斗支撑结构和连杆，随机器向前运动进行装载和挖掘，以及提升，运输和卸载的自行式履带或轮胎机械。它广泛用于公路，铁路，建筑，水电，港口和矿山等工程建设。装载机具有作业速度快，效率高，机动性好,操作轻便等优点，因此成为工程建设中土石方施工的主要机种之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：在经历了50-60年的发展后，到20世纪90年代中末期国外轮式装载机技术已达到相当高的水平。基于液压技术，微电子技术和信息技术的各种智能系统已广泛应用于装载机的设计，计算操作控制，检测监控，生产经营和维修服务等各个方面，使国外轮式装载机在原来的基础上更加精制，其自动化也得以提高，从而进一步提高了生产效率，改善了司机的作业环境，提高了作业舒适性，降低噪声，振动，排污量，保护了自然环境，最大限度的简化维修，降低作业成本，使其性能，安全性，可靠性使用寿命和操作性能都达到了很高水平。产品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化发展。如以卡特彼勒为代表的美国，以小松公司为代表的日本和装载机生产第三大集团西欧各厂家都加快推出多功能，全面兼顾动力性，机动性与灵活性的新产品。这些产品如美国克拉克公司生产的675型，功率达1000kW，而日本东洋远搬株式会社生产的 310型，斗容量仅为0.11立方米。此外，装载机还向高卸位，远距离作业方向发展，如JCB公司开发的伸缩臂装载机，小松公司也开发了能扩大作业范围的带伸出机构的装载机。采用新结构，新技术，产品性能日趋完善。近年来开发的产品普遍采用了高性能发动机和自动换档变速器，大流量负荷传感液压系统，前后防滑差速器，多片湿式盘式制动器，行走颠簸减震等先进技术，并综合液压，微电子和信息技术制造，并应用了很多智能系统。工作装置连杆机构推陈出新，各种自动功能更趋成熟，完善。如卡特彼勒公司994D型装载机采用新的一代Cat3516柴油发动机就安装有HEUI（电液控制的燃油喷射）装置以及ADEM9(先进的柴油)管理系统，可根据外载荷的大小有效地控制发动机的功率与转速，从而减少燃油消耗及尾气排放，减少噪声。小松公司的全动力换档变速器带有自动换挡开关，提高装载作业过程中的牵引力，可保证全功率进行装载作业。卡特彼勒公司的G系列装载机采用大流量工作液压系统，负荷传感转向液压系统，使所需转向功率减少了8%,提高了作业效率和燃油经济型。沃尔沃公司在L500-L220D系列装载机上推出了该公司的专利产品，扭矩平衡连杆机构（TP）,在铲斗的整个循环中可提供更大的倾翻力矩以及举升能力，这保证了装载机不仅在配用铲斗时，而且在配用叉，吊其它工具时都具有优良的作业性能。近年来，国外轮式装载机在其未来技术发展中将广泛采用微电子技术与信息技术，完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统；采用单一吸声材料、噪声抑制的方法消除或降低机器噪声；通过不断改进电喷装置，进一步降低发动机的尾气排放量；研制无污染、经济型、环保型的动力装置；提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性与灵敏性，提高整机的机-电-信一体化水平；在控制系统方面，将广泛采用电子监控和自动报警系统、自动换档变速装置；普遍安装GPS定位与质量自动称量控制；开发机器人装载机等。装载工作是整个地下采矿的重要环节，其工作量最繁重，费时最多，对采矿生产率影响极大。消耗于这一工序的劳动量占循环时间的30%-40%。正因为如此，国外许多的国家十分重视装载机械的开发推广与使用。装载机开始制造是在90多年前。最早的装载机是在马拉的农用拖拉机前部装上铲斗而成.。自身带有动力的装载机，是在1920年初出现的，其铲斗安装在两根垂直立柱上，铲斗的举升和下落是用钢绳来操纵的。从1930年开始，装载机的机构得到较大的改进。1939年出现了比较先进的轮胎式装载，在40年代装载机得到了更大的发展。1944年，开始用液压代替钢绳控铲斗。1947年装载机发展成四轮驱动。1950年出现了第一台带有液力变矩器的轮胎式装载机，它使装载机能够很平稳地插入料堆并且使作增快，同时插入运动，发动机不会因插入阻力大而熄火。1960年出现了第一台铰接式装载机，这使装载机转向性能大大改善，增加了它的机动性能性和纵向稳定性。60年代的电动装载机。这是装载机设计的一个新的突破，它进一步增加了装载机的使用范围。今后装载机的发展趋势是通过工作机构尺寸的增加和机构的改进进一步增加了生成力。铲斗机工作时，铲斗的运动是由动臂油缸，恻卸油缸和机体的行走部共同控制的。在一个工作循环中铲斗要完成的动作有：1） 将铲斗放平由机体的行走部将铲斗推入料堆。2） 边推进边翻转铲斗使铲斗使物料充满铲斗。3） 当铲斗装满物料后，将铲斗转正并举臂到适当的位置作好运送的准备。4） 由机体的行走部将物料运送到卸载点。5） 将铲斗对准卸载口进行翻斗卸载。6） 将铲斗正位并下降动臂准备返回。7） 返回到卸载点8） 将铲斗放平到插入位置进行下一个工作循环。为了使操作方便和提高劳动生产率，铲斗臂上对称地布置两个油缸铲斗上安装有一个油缸使的得整个动作协调。铲斗是用来切削，收集，运输，卸出物料的不见。它设计的合理与否直接影响到装载机的身产率，能量消耗及工作的可靠性。铲斗的结构设计，一般应满足下列条件，在斗体尽可能轻的条件下，保证铲斗有足够的强度和刚度；铲斗的结构形状应保证铲斗插入物料堆时阻力最小；耐摩擦对易损斗齿更换方便等。为减小铲斗插入物料堆的阻力，尽量避免无效容积及顺利卸载的要求，铲斗形状通常是前臂高与后臂，前臂上部作为圆弧状，并装有一组齿，铲斗下部较上部略宽，四角呈圆弧状以方便卸载，避免大块堵塞，后臂与斗底的夹角要成钝角，即可避免可效容积又可使斗底铰点抬高，方便开斗。铲斗前臂直接切入物料，要求材质耐磨，强度高，一般用锰钢（ZG35Mn）铸造，并在其切削部位焊有硬质合金。铲斗后臂与斗体相连接，并支承整个斗体，故后臂多用碳钢铸造并铸有加强的筋条。斗体的两侧板连接前后臂，使之成一方箱，因其磨损受力较前后臂小，故小型铲斗用焊件式铸造，而大型铸斗两侧臂采用前后臂延长两侧，再用塞柱焊接在一起。斗的后臂固定着斗与斗柄，拉杆的铰及提升滑轮的铰座等。斗齿它可减小挖掘阻力。斗齿的形状应根据物料的物理，机械性质正确选择斗齿的最大厚度是铲斗加强厚度的2.2-2.3倍。斗齿是磨损严重的易损件。故通常用耐磨材料铸造。铲斗按其结构可分铆结构，铸造，焊接，铸-焊联合合金钢板铠装。铆结构铲斗的优点是制造容易，接个便宜。求点是强度差（铆钉易松动），主要用于小型挖掘机上。铸造铲斗：整体铸造的铲斗，强度较铆结构的高，但其自重较大，适用于小型挖掘机上。焊接铲斗：前臂和侧臂是钢板焊接，而后臂通常是铸造。其特点是自重较小。对单斗挖掘机，在动力不变的条件下，用焊接铲斗代替铸造铲斗，铲斗容积平均可增大1/3（即3米3增大4米3；6米3增大8米3；9米3增大12米3），这是提高挖掘机生产率的途径之一。但一般钢板焊接的铲斗，仅用于轻型挖掘机。铸-焊联合制造，外面包以合金钢板的铲斗，适用与大型铲斗（如斗容12米3）。根据设计要求，本设计采用焊接铲斗。三、研究内容： 1确定某型装载机工作装置的结构方案，并阐述装载机的适用范围与功能优势。2确定装载机总体参数，工作装置主要参数，了解各零部件的加工方案。3对系统中各零部件进行设计计算，确定零部件尺寸。4对装载机工作装置进行设计计算。5. 对装载机工作装置液压系统计算。6. 绘制出其装配图及若干零件的零件图。四、目标、主要特色及工作进度（1）查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告 01 - 04周（2）工作机构运动的方案拟定 05 - 06周（3）工作机构总体设计与计算 07 - 08周（4）工作机构的装配图设计 09 - 10周（6）工作机构部分零件工作图设计 11 - 12周（7）撰写毕业论文 13 - 15周（8）毕业设计审查、毕业答辩 16 - 17周五、参考文献1 李健成等. 矿山机械（装载机部分）M. 北京：冶金工业出版社, 19812 徐灏等. 机械设计手册（第5卷）M. 北京：机械工业出版社,20033 何正忠. 装载机M. 北京：冶金工业出版社, 19994 长沙矿山研究所露天装载机组.露天装载机M. 北京：机械工业出版社, 19745 于硕,闫涵. 装载机工作装置机构分析J. CADCAM与制造业信息化,2002(12)6 祝海林,周燕萍,李海宁等. 高卸位装载机工作机构尺寸优化J. 工程机械, 2008( 01)7 王国彪,曹旭阳,迟峰. 高卸型装载机工作装置的定制设计J,建筑机械, 2003,(04)8 Shiegru Sarata, Niriho Kiyachi. Measuring and update of shape of pile for loadingJ. The25th International Symposium on Automation and Robo
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