ZL120型整体动臂装载机设计【12张图/18800字】【优秀机械毕业设计论文】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共48页)
编号：608148
类型：共享资源
大小：5.06MB
格式：RAR
上传时间：2016-02-29
上传人：木***
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
50
积分
- 关 键 词：
-
zl120
整体
总体
装载
设计
石油
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,48页,18800字左右.
PPT答辩稿.ppt
开题报告.doc
翻译原文.doc
翻译译文.doc
论文.doc
图纸共12张,如下所示
A0-动臂机构图.dwg
A0-装载机总装图.dwg
A0-装载机立体图.dwg
A1-油缸.dwg
A1-铲斗.dwg
A2-动臂.dwg
A3-导向套.dwg
A3-摇臂.dwg
A3-斗侧齿.dwg
A3-斗齿.dwg
A3-活塞.dwg
A3-连杆.dwg
开题报告表
课题名称 ZL120型整体动臂装载机设计
1、调研准备
拿到课题，通过查阅资料及实际调查，对装载机有了一定的认识。
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承结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，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。
装载机按行走方式不同可分为轮胎式和履带式装载机；按使用场合不同可分为露天用装载机和井下用装载机；按传动形式不同可为机械传动、液力机械传动、液压传动和电传动四种；按装载方式不同可分为前卸式、后卸式、侧卸式和回转式。轮式装载机基本上都是采用前卸式。按转向方式不同可分为整体式和铰接式。整体式利用偏转后轮或前轮转向，或者同时偏转前后轮，铰接式采用铰接车架，利用前后车架之间的相对偏转进行转向。
标志装载机的主要技术性能参数有铲斗容量、额定载重量、发动机额定功率、整机质量、最大行驶速度、最小转弯半径、最大牵引力、最大掘起力、最大卸载高度、卸载距离、工作装置动作三项和等。
与此同时，我还特意上施工现场仔细观察和研究了几种型式的轮式装载机，对其基本结构、特点、原理等都有了一个大概的了解，对其各部件的布置、工作过程也有了一个直观的印象，这给设计准备了一定的基础。
2、设计目的
本次毕业设计设计一个装载机，我想设计目的主要有以下几点：
1）、通过这次设计，熟练地掌握使用solidworks软件，这是一大块，需要花一定的时间。
2）、自己通过设计一个整机，对设计过程、思路、协调分配时间等等都是一个锻炼。
3）、通过这次训练，达到巩固以前所学知识，又学习新知识的目的，为以后工作或学习打下坚实的基础。
3、设计要求
本次设计要求完成装载机总体图、铲斗图、动臂机构图、主要零件图、装载机立体图等，同时要完成设计计算书40页，外文资料翻译5000字。所有图纸及计算数据都应正确合理。
4、设计思路
此次毕业设计要求设计一台装载机，但装载机是一个庞大的复杂机器，以我现在的水平，要想在3个月毕业设计期间完成所有的设计，无疑是完成不了的。因此，设计时就有主次之分了。装载机主要是用来装载工作的，而工作机构是其完成工作任务的关键部位，因此，设计的主体就应该是设计工作机构，即设计完成铲斗的动作。而其它部分可参照同类装载机画出。设计思路具体如下：
1）进行装载机总体设计。装载机是由许多主要部件组合起来的一个有机整体，其整机性能不仅取决于每个部件的品质，而且主要取决于各部件之间的相互协调，这种相互协调是通过总体设计实现的，所以装载机的总体设计对它的整机性能起决定性作用。总体设计的内容包括装载机总体参数的确定、装载机的总体布置等。这个过程要对装载机的整体形状，各部件形状大小及位置布置等有个清晰的把握，力求做到结构合理，布置得当。总体设计完后，先快速将底座画出，将各部件如驾驶室等布置上去，完成底座。
2）进行工作装置设计。装载机工作装置主要由铲斗和支持铲斗进行装载作业的连杆系统组成，依靠这套装置装载机可以对汽车、火车等进行散料装载作业，也可以对散料进行短途运输作业，还可以进行平地修路等作业。
装载机工作装置的结构和性能直接影响整机的工作尺寸和性能参数，因此，工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性、不同工况下的作业效果、工作循环的时间、外形尺寸和发动机功率等。所设计的装载机应具有较强的工作能力，铲斗插入料堆的阻力要小，在料堆中铲掘的能力大，能耗低。工作机构的各杆件受力状态良好，强度寿命合理。结构和工作尺寸适应生产条件需要，效率高。结构简单紧凑，制造及维修容易，操纵使用方便。
同时，工作装置设计是本次毕业设计的主要设计内容，因此，必须花大力气，下苦功夫，努力完成，达到设计目的要求。
3）工作装置的结构分析。工作装置设计完成之后，其工作是否合理，是否发生干涉，强度是否符合要求等等都需要检验。因此，要对其进行结构分析。主要包括工作装置静力学计算及强度校合，工作装置结构动力分析等。
4）整机稳定性验算。装载机设计完成之后，应对其稳定性进行验算。装载机的稳定性是指装载机在行驶过程中，不发生倾履和侧滑的能力。设计出来的装载机应保证其能工作稳定。
5、预期成果。设计的预期成果是设计出来的装载机总体方案合理，工作安全可靠且能很好地完成任务要求。
6、阶段内容及时间安排
1）收集查阅资料：第1周；2）设计总体方案：第2-3周；3）完成底座图：第4周；4）设计工作机构：第5-7周；5）检查完善底座及工作机构设计：第8周；6）完成装配图及各零件图，并进行分析：第9-10周；7）查缺补漏，完善设计：第11周；8）完成整理毕业论文及日志：第12周；9）准备答辩：第13周。
7、设计条件
此次毕业设计采用计算机绘图，备有计算机一台，相关三维设计及仿真软件如solidworks等，并备有机械设计手册、液压手册及轮式装载机等参考资料。
任务书
题目 ZL120型整体动臂装载机设计
主要内容、技术参数、基本要求、主要参考资料等：
1、 主要内容
整体动臂装载机总体设计；
整体动臂装载机的工作装置设计；
工作装置的结构分析；
整机稳定性验算。
2、 技术参数
1）、斗容量4 m3；
2）、额定载重量80kN；
3）、发动机功率200kW；
4）、最大掘起力210kN；
5）、最大卸载高度3500mm；
6）、动臂提升时间6.5s；
7）、三项和时间12s；
8）、最大转向角35°；
9）、最小转弯半径6800mm；
10）、行驶速度：
前进第4挡36km/h；后退第3挡20km/h；
11）、后桥摆动角10°；
12）、外形尺寸8500×3200×3450mm
13）、整机质量18500kg。
3、基本要求
设计机器总体、铲斗图、动臂机构图、主要零件图、机器立体图等，折合0号图纸5张；
设计计算书40页；
外文资料翻译5000字。
4、主要参考资料
相关三维设计与仿真软件及参考书籍；
相关机械设计手册、液压手册、网上期刊文献、相关样本等。
摘 要
装载机作为一种铲土运输机械，在实际工程中得到了广泛的应用，成为现代机械化施工中不可缺少的装备之一。
通过查阅资料，比较各种装载机的优缺点，确定轮式整体动臂装载机作为设计方案。在对轮式装载机的用途、种类、主要性能参数等作了详细分析的基础上，进行了轮式装载机的总体设计；工作装置的结构、几何参数设计；并具体设计了动臂、连杆、摇臂、铲斗，对其作受力分析。设计过程中，详细对比各种工作机构，最终选取反转六杆工作机构形式，采用图解法将其优化设计完成。其特点是采用整体动臂形式。对整机作了稳定性验算。
关键词：轮式装载机；工作装置；整体动臂；连杆机构；铲斗
Abstract
As a scraper and a transporter，the loader is using widely in the engineering and becomes one of the absolutely necessarily equipments in the construction now．
At the base of analyzing the advantages and disadvantages of every kind of loaders by referring to data，the thesis chooses the unitary arm wheel loader as the scheme of the design．It gives a detailed analysis to the wheel loader，which contains the use，kind and the main capability parameter of the wheel loader．On this condition，it plans the wheel loader as a whole comprehensively and ascertains the structure，geometrical parameter of the working device．Also，the thesis designs the arm，linkage and the bucket concretely and gives the force analysis of them．At the process of the design，by comparing with different kinds of working device，it chooses the overturn six-bar linkage as the scheme and designs it by the graphic method．It is characterized by the unitary arm．At the same time，it verifies the stability of the whole machine．
Key words：wheel loader；working device；unitary arm；bar linkage；bucket
目 录
第1章 概述 ...........................1
1.1 背景 ........................．1
1.2 发展趋势 ......................．1
1.3 小结 .........................3
第2章 装载机概论 ........................4
2.1 装载机的用途 ....................．4
2.2 装载机的分类 ..................... 4
2.3 装载机的主要性能参数 ................． 6
2.4 轮式装载机的基本组成.................． 7
2.5 小结 ......................... 8
第3章 轮式装载机总体设计 ....................． 9
3.1 轮式装载机基本参数的确定 ............... 9
3.2 轮式装载机总体布置 ..................9
3.3 小结 ........................13
第4章 轮式装载机工作装置设计 ..................14
4.1 工作装置的设计要求 .................．14
4.2 铲斗设计 ......................16
4.3 连杆系统设计 ....................20
4.4 小结 ........................．37
第5章 整机稳定性校核 .....................38
5.1 用稳定比来评价装载机的稳定性 ............． 38
5.2 小结 .........................41
结论 ...............................42
参考文献 .............................43
致谢 ...............................．44
- 内容简介：
-
大庆石油学院 2007毕业设计 学生姓名 : 刘 斌 指导教师 : 赵伟民 教授 (课题来源：成都神钢集团有限公司 ) 装载机 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承结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，以及提升、运输和卸载的自行式履带或轮胎机械。 它是工程机械中不可缺少的装备之一。 装载机的分类 1) 按行走装置不同可分为履带式和轮胎式两种 。 右图是一种履带式装载机。这种装载机坚固耐用、与地面附着力大、接地比压力小、越障碍物能力强，但其质量大、运动惯性大、结构复杂、磨损严重、维修量大、运行速度受限制，而且不能起吸收振动和缓和冲击的作用。 右上图是一种轮式装载机。这种机型采用双臂支承铲斗，铲斗工作平稳性好，受力状况也较好，但两臂之间有一定尺寸，这导致结构尺寸扩大，可能与轮胎等发生干涉，结构不好布置。 右下图也是一种轮胎式装载机。这种机型采用单臂支承铲斗，铲斗工作平稳性及受力状况均不如双臂支承，但此型式结构紧凑，结构易与布置。 2)按装载方式不同分类 按装载方式不同可分为前卸式、后卸式、侧卸式和回转式。轮式装载机基本上都是采用前卸式。 3)按转向方式不同分类 按转向方式不同可分为整体式和铰接式。 4)按使用场合不同分类 按使用场合不同分为露天用装载机和井下用装载机。 此外，还有一些分类方式。如按传动形式不同可分为机械传动、液压传动、电传动等。 主要设计参数 : 1） 斗容量 4 2） 额定载重量 80 3） 发动机功率 200 4） 最大掘起力 210 5） 最大卸载高度 35006） 动臂提升时间 7） 三项和时间 12s； 8） 最大转向角 35 ； 9） 最小转弯半径 6800 10）行驶速度：前进第 4挡 36km/h；后退第 3挡 20km/h； 11） 后桥摆动角 10 ； 12） 外形尺寸 8500 3200 3450 13） 整机质量 18500 装载机总体设计 装载机的总体布置应从保证其主要性能出发，在总体设计和各总成部件设计的密切配合下，根据使用要求和桥荷分配来协调各总成的性能 ，并确定和控制它们的位置、尺寸和重量。总体布置不仅应使装载机具有良好的使用性能，而且必须保证操作轻便、拆装容易和维修方便。 1）车架连接和传动轴的布置 铰接车架铰销中心布置在前后桥轴线中间偏前位置 。 如右图所示，采 用这种布置方式， 装载机转弯时， 前轮转弯半径大 于后轮转弯半径， 作业阻力增大， 作业效率低，操 作性能不好。 铰接销布置在前后桥轴线的中心。 如右图所示，采用 这种布置方式，装载 机转弯时，前后轮轨 迹相同，这不仅在松 软地面上可以减小转 向阻力矩和行驶阻力， 而且前轮能通过狭小的 场地，后轮也能顺利通 过，司机操作性能好， 但是这种布置方式就整 个传动系统来说，排列 比较困难。 传动轴布置在装载机的纵向对称平面内，并尽可能成水平布置，使中间传动轴的中点和车架的铰接销中心线重合，这样才能保证转向时，万向节作等速转动。 2）工作装置的布置 工作装置布置在装载机的前部，工作装置各构件的布置主要是确定动臂的长度和各铰接点的位置。动臂和车架连接的铰接点的位置，应不影响驾驶员的视线。铰接点前后位置选取时，若铰接点位置前移，卸载的距离增大，稳定性降低。因此，在不影响卸载距离的条件下，尽可能向后布置。 轮式装载机工作装置设计 轮式装载机工作装置 由铲斗、连杆、摇臂、 动臂、转斗油缸、举升 油缸组成。 如图， 1为摇臂， 2为 动臂， 3为铲斗， 4为 连杆。 轮式装载机工作过程 轮式装载机是一种铲、装、运、卸一体化的自行式设备，它的工作过程由六种工况组成。 1）插入工况 动臂下放，铲斗放置于地面，斗尖触地，斗底板与地面呈 3 5 倾角，开动装载机，铲斗借助机器的牵引力插入料堆。 2）铲装工况 铲斗插入料堆后，转动铲斗铲取物料，待铲斗口翻至近似水平为止。 3）重载运输工况 铲斗铲装满物料后举升动臂，将铲斗举升至运输位置，然后驱动机器驶向卸载点。 4）举升工况 保持转斗缸长度不变，操纵举升缸，将动臂举升至上限位置，准备卸载。 5）卸载工况 在卸载点，在举升工况下操纵转斗油缸使铲斗翻转，向运输车辆中卸载，铲斗物料卸净后下放动臂，使铲斗恢复至运输位置。 6）空载运输工况 卸载结束后，装载机由卸载点空载返回装载点。 工作装置设计要求 : 要具有较强的工作能力，铲斗插入料堆的阻力要小，在料堆中铲掘的能力大，能耗低。工作机构的各杆件受力状态良好，强度寿命合理。要保证必要的卸载角、卸载高度。轮式装载机工作机构属于连杆机构，设计中要特别注意防止各个工况出现构件相互干扰、“死点”、“自锁”和“机构撕裂”等现象 。 连杆系统设计 连杆系统有以下几种类型： 1）正转八杆机构 2）转斗油缸后置式反转六杆机构 3）转斗油缸后置式正转六杆机构 4）正转四杆机构 5）转斗油缸前置式正转六杆机构 6）正转五杆机构 综合考虑各种机构的优缺点，本次设计选用转斗油缸后置式反转六杆机构。 机构分析 右图所示装载机采用反转六杆机构 。 反转六杆机构由转斗机构和动臂举升机构两个部分组成 。 转斗机构由转斗油缸 、摇臂 、 连杆 、 铲斗 、动臂和机架六个构件组成 。 举升机构主要由动臂举升油缸和动臂组成 。 根据要求，采用 图解法作图，得到 反转六杆机构如图。 在此数据的基础 上，可设计出各构 件。 各构件 如图所示 摇臂 连杆 动臂 铲斗 动臂实体网格图 动臂应力分析图 动臂静态位移图 工作装置设计完之后，则可画出底座，完成 装载机总图，如下。 结论 经过三个月的忙碌 ， 毕业设计至今已基本完成 。 在这段时间里 ， 主要完成了以下工作 。 查阅各种资料 ， 详细了解了装载机的现状及发展趋势 、 用途 、 分类 、 基本组成等相关知识 。 在此基础上 ， 完成了装载机的总体设计及工作装置设计 ， 工作装置结构分析与校核以及整机稳定性验算 。 绘出图纸折合 0号图 5张 ，设计计算书 40余页 ， 外文资料翻译 5000余字 。 所设计装载机的特点： 1、国内现有的轮式装载机大部分都是采用双臂结构，而此次设计的装载机则是采用整体动臂结构。 2、工作装置选用反转六杆机构。 谢谢各位老师参加我的答辩 ， 敬请老师提出宝贵意见 ， 谢谢 ！ 大庆石油学院学生开题报告表 课题名称 整体动臂装载机设计 课题来源 成都神钢 课题类 型 A 指导教师姓名 赵伟民 学生姓名 刘斌 学 号 030401140526 专 业 机自 1、调研准备 拿到课题，通过查阅资料及实际调查，对装载机有了一定的认识。 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承结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，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。 装载机按行走方式不同可分为轮胎式和履带式装载机；按使用场合不同可分为露天用装载机和井下用装载机；按传动形式不同可为 机械传动、液力机械传动、液压传动和电传动四种 ；按装载方式不同可分为前卸式、后卸式、侧卸式和回转式。轮式装载机基本上都是采用前卸式。按转向方式不同可分为整体式和铰接式。整体式利用偏转后轮或前轮转向， 或者同时偏转前后轮，铰接式采用铰接车架，利用前后车架之间的相对偏转进行转向。 标志装载机的主要技术性能参数有铲斗容量、额定载重量、发动机额定功率、整机质量、最大行驶速度、最小转弯半径、最大牵引力、最大掘起力、最大卸载高度、卸载距离、工作装置动作三项和等。 与此同时，我还特意上施工现场仔细观察和研究了几种型式的轮式装载机，对其基本结构、特点、原理等都有了一个大概的了解，对其各部件的布置、工作过程也有了一个直观的印象，这给设计准备了一定的基础。 2、设计目的 本次毕业设计设计一个装载机，我想设计目的主要 有以下几点： 1） 、通过这次设计，熟练地掌握使用 件，这是一大块，需要花一定的时间。 2） 、自己通过设计一个整机，对设计过程、思路、协调分配时间等等都是一个锻炼。 3） 、通过这次训练，达到巩固以前所学知识，又学习新知识的目的，为以后工作或学习打下坚实的基础。 3、设计要求 本次设计要求完成装载机总体图、铲斗图、动臂机构图、主要零件图、装载机立体图等，同时要完成设计计算书 40 页，外文资料翻译 5000 字。所有图纸及计算数据都应正确合理。 4、设计思路 此次毕业设计要求设计一台装载机 ，但装载 机是一个庞大的复杂机器，以我现在的水平，要想在 3 个月毕业设计期间完成所有的设计，无疑是完成不了的。因此，设计时就有主次之分了。装载机主要是用来装载工作的，而工作机构是其完成工作任务的关键部位，因此，设计的主体就应该是设计工作机构，即设计完成铲斗的动作。而其它部分可参照同类装载机画出。设计思路具体如下： 1）进行装载机总体设计 。 装载机是由许多主要部件组合起来的一个有机整体，其整机性能不仅取决于每个部件的品质，而且主要取决于各部件之间的相互协调，这种相互协调是通过总体设计实现的，所以装载机的总体设计对它的整机性能起决定性作用。总体设计的内容包括装载机总体参数的确定、装载机的总体布置等。这个过程要 对装载机的整体形状，各部件形状大小及位置布置等有个清晰的把握，力求做到结构合理，布置得当。总体设计完后，先快速将底座画出，将各部件如驾驶室等布置上去，完成底座。 2）进行工作装置设计。 装载机工作装置主要由铲斗和支持铲斗进行装载作业的连杆系统组 成，依靠这套装置装载机可以对汽车、火车等进行散料装载作业，也可以对散料进行短途运输作业，还可以进行平地修路等作业。 装载机工作装置的结构和性能直接影响整机的工作尺寸和性能参数，因此，工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性、不同工况下的作业效果、工作循环的时间、外形尺寸和发动机功率等。 所设计的装载机应具有较强的工作能力，铲斗插入料堆的阻力要小，在料堆中铲掘的能力大，能耗低。工作机构的各杆件受力状态良好，强度寿命合理。结构和工作尺寸适应生产条件需要，效率高。结构简单紧凑，制造及维修容 易，操纵使用方便。 同时，工作装置设计是本次毕业设计的主要设计内容，因此，必须花大力气，下苦功夫，努力完成，达到设计目的 要求 。 3）工作装置的结构分析。工作装置设计完成之后，其工作是否合理，是否发生干涉，强度是否符合要求等等都需要检验。因此，要对其进行结构分析。主要包括工作装置静力学计算及强度校合，工作装置结构动力分析等。 4）整机稳定性验算。 装载机设计完成之后，应对其稳定性进行验算。装载机的稳定性是指装载机在行驶过程中，不发生倾履和侧滑的能力。 设计出来的装载机应保证其能工作稳定。 5、预期成果。设计的预期 成果是设计出来的装载机总体方案合理，工作安全可靠且能很好地完成任务要求。 6、阶段内容及时间安排 1） 收集查阅资料：第 1 周； 2） 设计总体方案：第 2； 3） 完成底座图：第 4 周； 4） 设计工作机构： 第 5； 5） 检查完善底座及工作机构设计：第 8 周； 6）完成装配图及各零件图，并进行分析：第 9； 7） 查缺补漏，完善设计：第 11 周； 8）完成整理毕业论文及日志：第 12 周； 9）准备答辩：第 13 周。 7、设计条件 此次毕业设计采用计算机绘图，备有计算机一台，相关三维设计及仿真软件如 ，并 备有机械设计手册、液压手册及轮式装载机等参考资料。 指导教师签名： 日期： 1、课题来源：课题来源分为结合实际课题和自拟课题两种，结合实际课题中来源于科研课题的要填写确切基金项目、企事业单位项目，不能写横向、纵向课题等。 2、课题类型： A 工程设计； B 科学实验； C 软件开发； D 理论研究； E 应用研究。 001 2001. 16 of to in 8of as - 11%By to of a a an as as a a as as a be to 75,00000 in 0 060095/in 0,00000 in a of so in a 0 0080140/It be of It be of be to be At in be a is to be of In it is a be a an A be to on of a a a 001 2001. 17 a of of of by so as to to a a in A a to of is to of to s In of of a be to In a 1 a 7 a 70 is a in of in ,00000 be to s a to of is to in is to to as of is on an is by in a it by as or by as A is a a is a is to a of a s of to of s in if 00% ( 00 A in 990s of an in 001 2001. 18 in of to to to we to a of hy In if as be of a in to be 0 5 a 75in a 00% or in of to be by s it is to a a of 001 2001. 19 be to to It be in a be to as as in to As 982， at 3 as of a is on by G 923 950 by to to be of “ of it a A a to of s of 94 in 990 a ats of of by in is in 94 at 992， 0 2 00000 at s of 94 001 2001. 20 a a 16 up 1 on 94 in a as it is of in in in as S to a of to 0 s s 994 be a on or in By of 20 994s 0% of it 94D ats up 0% A of 94 2% in 94s is to to is In 94D， or to 94Ds 4 5 1 4 1 001 2001. 21 94D 800a 000 s s 999， 000， 120a 206 6 9 It 9/75to 36 81 to of 18 of on on At of of as in ” 715 a 0 5 a 7 3 8 is s is by it of CM a to CM to CM is in of It 50 to a s of a 0to in to in MC 001 2001. 22 to of on a is is a in in at to be so to if a is In be if is in be s a at s in a 54 to 70 is a 1342 491 kW in to It up 0 in a by s a is at s s so of s in s 998) by 3 4 in is of be up 2 a 34to 3it to 18 s s is s 6 3 001 2001. 23 16 in V a 0 00% to to is a In a 5/65on is As is To is a an a a in 997 it 92G 92 a of in 92G an in in 0 no It of a a 15in 97 92G， %， 0% by 0% 1.8 be 1.5 a of .6 a .3 It a 90 77D 000 in s of in it 3% 92C in 轮式装载机 国际煤矿 权所有 16 译 文 工业中应用的重载机械，一般都带有大型工作设备，使其适用于采煤操作等。而小型机器则不能用于料堆工作和其它作业。 如今，开采露天煤矿以及重型挖掘和装载用的设备主要是在电铲、液压挖掘机和轮式装载机中进行选择。 轮式装载机能够装载其有效工作重量的 18物料，而电铲则只能装5液压挖掘机为 8通过使铲斗适合于装载车，轮式装载机的设计者们设计出一个非常良好的工作有效载荷与重力比，这在矿产作业中允许有一定的变动。用相同大小的铲斗，电铲的重量是轮式装载机的四倍，而液压挖掘机在相同铲斗容量情况下 重量可能约是轮式装载机的两倍。 电铲的预期经济寿命可达 75,000 至 100,000 小时，元每吨。一般认为，液压挖掘机和轮式装载机的经济寿命在30,00000 小时范围内。它们的工作条件范围比较广，因此其工作成本在一个较大的范围变动，为 元每吨。必须注意，这些对照数据是在假设成本涵盖在机器的整个寿命期间中的前提下得出的。同样应该谨记，购买轮式装载机和液压挖掘机通常可认为是一种逆向选择。在它们工作寿命期间的任何时期，都可以很轻易地再转卖而不会有 很大的成本损失。这对电铲来说是不可能的。 在实践中，矿用机械不会是在轮式装载机和电铲中进行选择，而更有可能是在液压挖掘机和轮式装载机中进行选择。在这两者中进行选择，这对机器的维护成本具有较大的影响。例如，向卡车里卸载物料就具有重要影响。向一个空载的卡车里卸载重而大的石头就会对卡车造成损坏。但是，一个配有活底卸料铲斗的液压挖掘机能够保证卸载一定量的重物到卡车中。它先将铲斗小口张开，让较小的石头先卸载，从而为较大的、重的石块卸载形成一个缓冲。 卸载距离和卸载高度对机器的维修成本也有重要影响。大卸载距离的机器能极 大地减小甚至消除对轮胎面的损坏。此外，卸载工具的卸载高度与卡车越适宜，那么其对卡车侧架损坏的危险就越小。对轮式装载机而言，采用大的卸载高度能在一定程度上弥补对侧架的损伤。但是，轮式装载机在卸载时，实质上总是离卡车更近。 多功能性以及灵活性是另外需要考虑的重要事项。在一分钟内，电铲能运动约 21 米，液压挖掘机能运动约 37 米，而轮式装载机则能运动约 370 米。在选择轮式装载机 国际煤矿 权所有 17 装载机时，特别是选择大型新型、装载效率在 3000每小时或者更多的装载机时，灵活性是一个十分关键的因素。由于装载机的灵活性，它能很好地完成混合 、多样的作业。然而，装载机灵活性带来的缺点是要求在相对光滑、平坦的地面工作，以此来延长轮胎寿命及保证整机稳定性。无论如何，在装载点光滑、平坦的地面是需要保证的，除非矿厂准备支付昂贵的轮胎磨损费用。 对这三种机器（电铲、轮式装载机和液压挖掘机）而言，挖掘的方法是不同的。电铲铲斗在挖掘时，刀刃并不改变角度，而是通过扫过一段长圆弧来完成装填。液压挖掘机则是结合悬臂力，粘力和铲斗力来插入料堆，而轮式装载机则结合传动系，铲斗力来工作。 液压挖掘机被认为是一种可选性的挖掘工具，而轮式装载机则是一种装载工具。这是因为，由 于几何原因，液压挖掘机能够将其挖掘力施加于超出其所在面内，而轮式装载机的挖掘点低 从底平面到铲斗所在高度。在装载石块时，如果运用得当，轮式装载机能得到较好的填充系数。液压挖掘机、轮式装载机和液压锄耕机都应达到 100%（一些轮式装载机更高），而电铲为 90液压正铲为80 20 世纪 90 年代，卡特彼勒公司对中型轮式装载机做了一项调查，得出一些对购买装载机时考虑因素的一些有趣的见解。这些因素列出如下，按降序排列： 能很好地完成作业 能平稳运动 操作简便 维护方便 寿命长 操作舒适 价格实惠 修理 费用低 多功能性 转卖价值高 耗油量小 运输方便 外形美观 如今，油的价格上涨，我们应该将耗油量小这一条放在更高的位置。在选择轮式装载机时，操作条件也应在考虑范围内。 灵活性 多功能性 轮式装载机 国际煤矿 权所有 18 低的堆积高度 光滑地面 平坦地面 装载和运输 厂家维护 总结一下，如果选择轮式装载机作为主要的装载工具，那么每台机器都应当能在 3个过程的周期时间应当在 30秒到 35秒之间。同时，装载散石时，装载机铲斗装满系数应达到 75而装载混泥土时应达100%或者更高。 要达到这些性能标准，所选机器的性能 受装载机工作特征的影响。重要的是要确保装载机具有较大的最大负载能力，大的掘起力及快的液压周期。卸载高度和卸载距离应当和卡车转向架高度及其车体宽度进行比较确定。 轮式装载机移动性好，非常适用于选择性开采的需要以及装载机和拖运卡车在不同装载点运动的场合。但是，需要记住装载机的轮胎会成为一项高成本项目，因此，要尽可能小心地保护好轮胎。轮式装载机在装载点，在需要的时候能够自己提供清洁支持。 大吨位轮式装载机也不是新鲜事物了， 司已经研制这种装载机多年。早在 1982 年，在美国维加斯举行的矿业大会上 ， 司展出了由柴油机驱动的 由电缆带动的 轮式装载机。这两种装载机都带有斗容为 13 立方米的铲斗。 司，现在是沃尔沃施工设备组织的一部分，也在多年前就供给大容量的装载机了。最近，卡特彼勒和小松公司又推出了新型号特殊产品。卡特彼勒公司是这方面的佼佼者，它提供所有型式的装载机，而电驱动装载机是 1923 年首次提出来的。 1950 年后，这种技术被证实可行。牵引配合可减小车轮的滑动，而给各车轮分配动力则可减小轮胎磨损， 它们的应用使得这种技术更加成熟。 称，四轮驱动可增强稳定性和提高操作的舒适性，而他们公司仍是这种轮式装载机的唯一生产者。 长期以来， 直在研究大型轮式装载机，其中一个原因可能是卡特彼勒的发展让这种大型轮式装载机被用户广泛地接受。 1990 年后期，卡特推出 994 型装载机，这是一个很重要的里程碑，也是由于它使得大型轮式装载机的应用更加普遍。这在卡特发展大型矿用机械项目上也是一个很有意义的里程碑。 卡特的实践证明，矿产业中很看中大型轮式装载机。它的第一辆 994 型轮式装载机于 1992 年 11 月在亚利桑那州的塞浦路斯露天铜矿厂投入使用。随后，有50 多辆这种型式的装载机售出，而前 12 辆至今已工作了超过 100000 小时。 1992轮式装载机 国际煤矿 权所有 19 年在美国维加斯举行的矿业大会上，卡特矿业车辆中心经理霍普金斯先生公布了这些数据，并承认这销售数量比预计的要高。那第一辆 994 型装载机是一个高举升模型，它配有 16 立方米斗容的铲斗，尽管根据需求超过 31 立方米斗容的铲斗也能获得。 994 型装载机从而成为了世界上最大的机动轮式装载机。而最大的电动轮式装载机则是 司的。但是今天，最大的机动轮式装载机则是小松公司的 轮式装载机。 轮式装载机的灵活性很好，使得它在大型露天矿厂的次要装载作业中得以应用。它们在小型施工作业中也被广泛地应用，如美国东部的煤矿厂及小型金矿厂。然而大型轮式装载机也发展起来了，大批大型轮式装载机投入到重型装载作业中使用，特别是在美国北部、澳大利亚、拉丁美洲的一些地区以及其它地方。斗容量为 10 至 15 立方米的小型装载机只用于装载小型卡车，而像小松的 特的 994 以更大的 用于大型卡车。至今仍有一些大型矿厂完全依赖于这些大型轮式装载机。然而， 好几百辆这种大型装载机正在取替电铲和液压铲工作。 在卡特的销售达到 220994，占世界大型轮式装载机销售的 60%时，它又推出了 994轮式装载机。在最新的技术中重要的是卡特的操作传动综合控制系统。这个系统将档数选择和操纵控制手柄结合起来，这样操作轻松，转换方便。卡特声称这个系统可将生产率提高 10%。在 994 推出之前，一些老式的机器也开始翻新，并在试验中也使生产率提高了 7%到 12%。现在应用的 994 型装载机也可以改进翻新。 用左踏板控制轮边推力也是非常重要的。这使得操作者可以根据工况匹配轮边推力，以提高轮 胎寿命、载荷率及控制性能。 操作舒适性变得越来越重要。 994D 型装载机的空气弹簧座椅使操作者可精确地调节座椅至合适位置，并使移动最优化，使司机不易疲劳。标准型号的 994，而高举升型则为 31 吨。铲斗容量在 14 至 31 立方米范围内。 994D 型每小时应该能够装载 2800，轮胎寿命为 5000 设计者们最近挺忙。首先公司于 99 年公布 轮式装载机，并于 2000 年交货。然后在维加斯会议上， 推出了 载机的功率为 1120容量为 20 立方米，卸载高度为 ，卸载距离为 。它采用 49/75号轮胎，它经过特殊设计来满足 136 到 181 吨容量的卡车，以减少装载成本。其主要成分组合在一起可以形成其它形式的装载机，这已经得到证明。在它亮相的时候， 称， 载机的应用将巩固其在高性能，低成本上的领头者的地位。 轮式装载机 国际煤矿 权所有 20 司新的 装载机，其功率为 1715方米，卸载高度 ，卸载距离 ，现在明 显是世界上最大的轮式装载机了。和 载机一样， 载机也采用卡特的综合网络控制系统来控制和监控，这使得操作智能化和计算机化。它提供的信息包括铲斗重量，周期时间，保养维护数据，自诊断及更多。综合网络控制系统通过控制系统管理器及集成遥控模块的交互作用来管理所有系统（包括液压系统，电系统，牵引和发动机系统）。控制系统管理器通过奔腾腾处理器在驾驶室就可以控制整个系统。集成遥控模块则分布在装载机的各个部分，它为 制和监控机器收集信息，提供数据。 控制管理器安放于驾驶室内。它有 350 多个输入输 出接口，并且能够存储多于一个月的操作及生产信息数据。集成遥控模块运用一个 30 位的高速处理器，并且直接与传感器、动力输出、操作控制部分相连。它们安放于密封设施中，以使其能承受高压热水冲击，及浸湿于任何一种机器用液体。它还有其它一些特征，包括连接可靠，电路系统短，不区分正负极。根据位置的需要，这些模块可以自动运行。因此，它们在程序中可快速拔出和插入。 第二个减速齿轮用位于它和中间小齿轮之间的花键铰接在两轴承之间。这种设计可以载荷更均匀地分布在中间小齿轮和中间轴上的第三个减速齿轮上。较好的载荷分布可以减小轴和齿轮 的应力。中间小齿轮可以在花键上移动，因此，即使发动机坏了，装载机也能继续运动。另外，当另一传动齿轮工况良好时，中间小齿轮可以被取代。这些操作都无须将主动轮从机器上拆除。 锥形锁设计及其独特的调速的方法可进一步保证受载均匀。 传动比可以减小所需的发动机扭矩，同时也可以减小中间轴上小齿轮的冲击载荷。 在 出之前， 司的 是世界上最大的轮式装载机，装载量为 454 吨，能够为 270 吨位甚至更大的卡车装载。 配有1342者 1491发 动机，为了与长的工作间隔相适应，其自带的 高了可靠性。它可以举升 50 吨重的载荷。还有其它一些特点，包括在后传动单元中的螺旋齿轮传动，操作更舒适及可见度更好的驾驶室，其倾斜设计可提供更好的后视。 位于怀俄明州江河流域（现今大部分重型推土机的产地）的诺斯罗谢尔煤矿（开采于 1998 年 12 月）在其早期发展阶段就使用过 载机。其狭窄的空间要求较好的灵活性，而 载机凭借其举升时 的转弯半径可满足这一点。矿厂购买这种装载机的原因之一就是看中其灵活性，另 外就是其装载容量。对煤矿而言，铲斗容量可高达 42 立方米，诺斯罗谢尔矿厂选用一个 34轮式装载机 国际煤矿 权所有 21 立方米容量的铲斗来装载煤矿。其 的卸载高度使其可轻松地装载一 218 吨容量的卡车。 当今世界上最大的装载机小松 用小松公司的 控发动机驱动。它的标准斗容为 方米，只需六次就可装满一载重 216 吨的卡车。其离合系统提供可调的行驶速度，牵引力及轮胎规格，使其适用于更多场合。精确的转盘行驶速度控制装置使司机改变行驶速度，降低周期时间，提高挖掘能力及轮胎寿命。牵引控制设施可使牵引力从 20%变化到 100%，以适用不同的装载情况。轮胎保护装置控制轮胎打滑，防止磨损，延长轮胎寿命。 载机的一特点是具有远程位置调节器。这使得司机可调整铲斗的最大和最小位置，促进平稳运动，防止溢出。可变输出液压系统是一个自调节液压系统，它能减小耗油量，提高牵引力，节约燃烧。另外， 65/65宽轮胎能增加空气体积，提高承载能力。 像任何一台好的重型推土机一样， 载机容易维修和保养。为了减小维修停机时间，机器配有车辆状况监控系统。这是一个综合维护系统，它能够自诊断，定期检修 程序及机器使用状况。 1997 年卡特彼勒推出 992G 轮式装载机， 这在轮式装载机设计上带来了一个重大的变革。 992 长期以来被用为矿工业的主要设备，并广泛用于库存操作。 992铸造铲斗部分， 这是 20 年来轮式装载机设计史上最主要的变革。 它增大了卸载能力，提高了铲斗的能见度，并且不需要维护。根据卡特彼勒的数据显示，它的强度为传统设计的三倍。 与先前的模型相比， 597 995G 型装载机装载效率提高 15有效载荷上升 7%，周期时间下降 10%。驾驶室内噪声降低，每日费用也下降了近 20%。这种 的装载机能装配 方米斗容的铲斗，卸载高度超过 ，卸载距离 。 它 4 斗就能装满一载重 90 吨的卡车。卡特彼勒测试这种机器表明，它比 992C 装载效率高 43。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 大庆石油学院 毕业设计（论文）任务书 题目 专业 机自 03 5 学号 030401140526 姓名 刘斌 主要内容、技术参数、基本要求、主要参考资料等： 1、 主要内容 整体动臂装载机总体设计； 整体动臂装载机的工作装置设计； 工作装置的结构分析； 整机稳定性验算。 2、 技术参数 1）、 斗容量 4 2）、 额定载重量 80 3）、 发动机功率 200 4）、 最大掘起力 210 5）、 最大卸载高度 3500 6）、 动臂提升时间 7）、 三项和时间 12s； 8）、 最大转向角 35； 9）、 最小转弯半径 6800 10）、 行驶速度 ： 前进第 4挡 36km/h；后退第 3挡 20km/h； 11）、 后桥摆动角 10； 12）、 外形尺寸 8500 3200 34503）、 整机质量 18500 3、基本要求 设计机器总体、铲斗图、动臂机构图、主要零件图、机器立体图等，折合 0号图纸 5张； 设计计算书 40页； 外文资料翻译 5000字。 4、主要参考 资料 相关三维设计与仿真软件及参考书籍； 相关机械设计手册、液压手册、网上期刊文献、相关样本等。 完成期限： 4月 9日 6月 26日 指导教师签名： 专业负责人签名： 2007年 4月 3日 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 摘 要 装载机作为一种铲土运输机械，在实际工程中得到了广泛的应用，成为 现代机械化施工中不可缺少的装备 之一 。 通过查阅资料，比较各种装载机的优缺点，确定轮式整体动臂装载机作为设计方案。在对轮式装载机的用途、种类、主要性能参数等作了详细分析的基础上，进行了轮式装载 机的总体设计；工作装置 的结构、几何参数设计； 并具体设计了动臂、连杆、摇臂、铲斗，对其作受力分析。设计过程中，详细对比各种工作机构，最终选取反转六杆工作机构形式，采用图解法将其优化设计完成。其特点是采用整体动臂形式。对整机作了稳定性验算。 关键词： 轮式 装载机；工作装置；整体动臂；连杆机构；铲斗 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) s a a is in of in At of of of by to as of It a to of On it as a of of At of by of it as it by It is by At it of 庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) I 目 录 第 1 章 概述 1 背景 1 发展趋势 1 小结 3 第 2 章 装载机概论 4 装载机的用途 4 装载机的分类 4 装载机的主要性能参数 6 轮式装载机的基本组成 7 小结 8 第 3 章 轮式装载机总体设计 9 轮式装载机基本参数的确定 9 轮式装载机总体布置 9 小结 13 第 4 章 轮式装载机工作装置设计 14 工作装置的设计要求 14 铲斗设计 16 连杆系统设计 20 结 37 第 5 章 整机稳定性校核 38 用稳定比来评价装载机的稳定性 38 小结 41 结论 42 参考文献 43 致谢 44大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 1 第 1 章 概 述 景 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承结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，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。 近几年来，我国基建投资额和投资增幅大幅增加，使得我国装载机行业出现了很大的发展。 经过业内人员的不懈努力，在国际市场上充分显示了强大的生命力。装载机行业已经由初始发展阶段逐渐走向成熟时期。一些主导产品的研发、设计和制造水平都有相当程度的提高某些产品质量也达到了用户认可的水平。同时，由于其产品价格相对低廉，在国际市场上具有一定的竞争力。 然而，总体而言， 我国装载机同国际先进的装载机制造厂家相比差距还比较大，主要表现在产品的可靠性、使用寿命、绿色工程设计、高新技术的创新应用以及管理模式上。相对而言，我 国自主开发能力还比较薄弱，有自主知识产权的产品技术较少，新产品的关键技术大部分还依赖于引进国外技术；另一方面对国外先进技术的消化、吸收、创新不足。 展趋势 外发展趋势 国外轮式装载机在其未来技术发展中将广泛应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 课题来源：成都神钢集团有限公司 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 2 声抑制方法等消除或降低机器噪声；通过不断改进电喷装置，进一步降低柴油发 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，将广泛应用电子监控和自动报警系统、自动换挡变速装置；普遍安装 位与质量自动称量装置；开发“机器人式”装载机等 1。 1）系列化，特大型化 系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，形成了从徽型到特大型不同规格的产品。与此同时，产品更新换代的周期明显缩短。 2）多用途，微型化 为了全方位地满足不同用户的要求，国外轮式装载机在朝着系列化、特大型化方向发展的同时，已进入多用途、微型化发 展阶段。 3）进一步普及应用液压技术，广泛应用微电子、信息技术 液压技术将得到进一步的发展和应用，并继续朝着高速、高压、大流量、大功率，静、动态性好，质量轻。结构简单。成本低和寿命长等更高水平发展。液压技术将进一步与微电子、信息技术结合，实现机 电 信一体化，最大限度地提高功能利用率，提高装载机的技术性能和科技含量。 4）不断创新的结构设计 5）更加注重安全性、舒适性和可靠性 翻滚保护和落物保护结构驾驶室、消声、减振、防油污以及 路监视系统，超声波后障碍探测等将得到进一步的发展和应用。 6）向节能和 环保方向发展 一些节能环保的新技术和新方法的研究推广应用，将得到经济效益。 内发展趋势 尽管国产轮式装载机的技术发展水平与西方发达国家存在很大的差距，但亦正在从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡，从仿制仿造向自主开发过渡。其发展体现出以下一些趋势。 1）大型和小型轮式装载机，受到客观条件及市场总需求量的限制。竞争最为激烈的中型装载机更新速度将越来越快。 2）优化系统结构，提高系统性能。 如动力系统的减振、散热系统的结构优化、工作装置的性能指标优化及各铰点的防 尘、工业造型设计，逐步引进最新的传动系统和液压系统技术，予以国产化、商业化，降低能耗，提高性能。 3） 利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用提高效率、节约能源、降低装载机的作业成本。 4）提高安全性，舒适性。 驾驶室内环境将向汽车方向靠拢，转向盘、座椅、大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 3 各操纵手柄都能调节，使操作者处于最佳位置工作。 5）降低噪声和排放，强化环保指标。 6）广泛利用新材料、新工艺、新技术，特别是机、电、液一体化技术，提高产品的寿命和可靠性。 7）最大限度地简化维修，尽量减少保养次数和维修时间，增大 维修空间，普遍采用电子监视及监控技术，进一步改善故障诊断系统，提供排除问题的方法。 结 装载机是一种铲土运输机械，它在工程实际中得到了非常广泛的应用。随着我国基建投资额和投资增幅大幅增加，我国装载机行业出现了很大的发展。 此时，成都神钢集团有限公司提出了本次课题。本章主要介绍了现在国内装载机发展的状况，并着重介绍了国内外装载机的发展趋势。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 4 第 2 章 装载机 概论 载机的用途 装载机是一种用途十分广泛的工程机械，可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料，也可对岩石、硬土等进行轻度的铲掘工 作。此外，还可进行刮平地面和牵引其他机械等作业。换装相应的工作装置，装载机还可以进行推土、起重、装卸木料等作业。 载机的分类 装载机一般按以下特点来分类。 （ 1）按行走装置不同分类 按行走装置不同可分为轮胎式和履带式两种。 图 2带式装载机 上图是一种履带式装载机。这种装载机 坚固耐用、与地面附着力大、接地比压力小、越障碍物能力强、容易维护保养，但其质量大、运动惯性大、结构复杂、磨损严重、维修量大、运行速度受限制，而且不能起 吸收振动和缓和冲击的作用。 下图 是一种轮式装载机。这种机型采用双臂支承铲斗，铲斗工作平稳性好，受力状况也较好，但两臂之间有一定尺寸，这导致结构尺寸扩大，可能与轮胎等发生干涉，结构不好布置。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 5 图 2轮胎式装载机 1 图 2轮胎式装载机 2 这也是一种轮胎式装载机。这种机型采用单臂支承铲斗，铲斗工作平稳性及受力状况均不如双臂支承，但此型式结构紧凑，结构易与布置。 （ 2）按使用场合不同分类 按使用场合不同分为露天用装载机和井下用装载机。 （ 3）按传动形式不同 分类 按传动形式不同可分为机械传动、液力机械传动、液压传动和电传动四种。 （ 4）按装载方式不同分类 按装载方式不同可分为前卸式、后卸式、侧卸式和回转式。轮式装载机基本上都是采用前卸式。 （ 5）按转向方式不同分类 按转向方式不同可分为整体式和铰接式。整体式利用偏转后轮或前轮转向，或者同时偏转前后轮，铰接式采用铰接车架，利用前后车架之间的相对偏转进行转向。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 6 载机的主要性能参数 标志装载机的主要技术性能参数有铲斗容量、额定载重量、发动机额定功率、整机质量、最大行驶速度、最小转弯半径、最大牵引力、最大掘 起力、最大卸载高度、卸载距离、工作装置动作三项和等。 （ 1）铲斗容量 一般指铲斗的额定容量，为铲斗平装容量和堆尖部分体积之和，用 “ 3m ”来表示。 （ 2）额定载重量 指在保证装载机稳定工作的前提下，铲斗的最大载重量，单位为“”。 （ 3）发动机额定功率 发动机额定功率是表明装载机作业能力的一项重要参数 。发动机功率分有效功率与总功率，有效功率是指在 29 和 746 发动机飞轮上实有的功率。总功率包括发动机有效功率和风扇、燃油泵、润滑油泵、滤 清器等辅助设备所消耗的功率。单位为“ （ 4）整机质量 指装载机装备应有的工作装置和随机工具，加足燃油，润滑系统、液压系统和冷却系统亦加足液体，并且带有规定形式和尺寸的空载铲斗和司机标定质量时的主机质量。 它关系到装载机使用的经济性、可靠性和附着性能，单位为“”。 （ 5）最大行驶速度 指铲斗空载，装载机行驶于坚硬的水平面上，前进和后退各挡能达到的最大速度，它影响装载机的生产率和安排施工方案，单位为“ /h”。 (6)最小转弯半径 指自轮胎中心或后轮外侧或铲斗外侧所构成的弧线至回转中心的距离，单位为“”。 （ 7）最大牵引力 指装载机驱动轮缘上所产生的推动车轮前进的作用力。装载机的附着质量越大，则可能产生的最大牵引力越大，单位为“ (8)最大掘起力 装载机掘起力是指在下述条件下，铲斗绕着某一规定铰接点回转时，作用在铲斗切削刃后面 100处的最大垂直向上的力 1。 装载机停在坚实的水平面上； 装载机具有标准的使用质量； 铲斗斗刃底部平行于地面，且与地平面距离的上下误差不超过 25。 装载机掘起力标志着装载机铲斗绕规定铰点回转时动臂举升或铲斗翻转的能力。大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 7 如果在举升或转斗过 程中，引起装载机后轮离开地面，则垂直作用在铲斗上使装载机后轮离开地面的力就是装载机的掘起力。 最大掘起力是 指铲斗切削刃的底面水平并高于底部基准平面 20时，操纵提升液压缸或转斗液压缸在铲斗切削刃最前面一点向后 100 处产生的最大向上铅垂力，单位为“ (9)最大卸载高度 指动臂处于最高位置，铲斗卸载角为 45时，从地面到斗刃最低点之间的垂直距离，单位为“”。 图 2载机 平面图 （ 10） 卸载距离 一般指在最大卸载高度时，从装载机本体最前面一点到斗刃之间的 水平距离，单位为“”。 考虑到轮式装载机运用范围广，本次设计目标是轮式装载机。以后各章 节 讨论 的均是 轮式装载机，且是整体动臂 铰接 轮式装载机。 式装载机的基本组成 装载机由动力系统、传动系统、制动系统、行走系统、液压系统、电气系统及工作装置组成。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 8 下图所示为一前端式轮式装载机的基本组成，它的底盘采用的是由柴油机驱动的液力机械传动系统，铰接转向。工作装置连杆系统是反转六连杆式，采用液压操纵。 图 2端式轮式装载机的基本组成 12345678910111213结 本章主要对装载机作了一个全面而又简单的介绍。主要包括轮式装载机的用途、分类、基本组成。着重介绍了装载机的主要性能参数，为铲斗容量、额定载重量、 发动机额定功率、整机质量、最大行驶速度、最小转弯半径、最大牵引力、最大掘起力、 最大卸载高度、卸载距离等。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 9 第 3 章 轮式 装载机总体设计 装载机设计主要包括总体设计、工作装置设计、工作装置结构分析及整机稳定性验算等，本章主要讨论装载机的总体设计。 装载机是由许多主要部件组合起来的一个有机整体，其整机性能不仅取决于每个部件的品质，而且主要取决于各部件之间的相互协调，这种相互协调是通过总体设计实现的，所以装载机的总体设计对它的整机性能起决定性作用。 轮式 装载机基本参数的确定 轮式装载机总体参数是指它的主要性能参数和基本尺寸参数，性能参数已在第 2章中予以介绍。而基本尺寸参数包括轴距、轮距、轮胎尺寸、外形尺寸等。 作 为毕业设计，装载机的参数已由老师给出，现列出如下： 1） 斗容量 4 3m ； 2） 额定载重量 80 3） 发动机功率 200 4） 最大掘起力 210 5） 最大卸载高度 3500 6） 动臂提升时间 7） 三项和时间 12s； 8） 最大转向角 35； 9） 最小转弯半径 6800 10） 行驶速度 ： 前进第 4挡 36km/h；后退第 3挡 20km/h； 11） 后桥摆动角 10； 12） 外形尺寸 8500 3200 34503） 整机质量 18500 式装载机总体布置 装载机的总体布置应从 保证其主要性能出发，在总体设计和各总成部件设计的密切配合下，根据使用要求和桥荷分配来协调各总成的性能 ，并确定和控制它们的位置、尺寸和重量。总体布置不仅应使装载机具有良好的使用性能，而且必大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 10 须 保证操作轻便、拆装容易和维修方便 5。 体布置内容 装载机总体布置的内容应包括以下几个方面。 1） 确定各部件在整机上的位置及占据的空间； 2） 确定各部件之间、各部件与整机之间的连接方式； 3） 估算整机自重力及重心位置，并对各部件质量提出要求； 4） 布置各操纵机构、 机器覆盖件、驾驶室等； 5） 审查各运动件的运动空间，排除 可能发生的干涉； 6） 定出标准化、通用化、系列化的零部件明细表； 图 3载机总体布置 体布置的 原则 总体布置时要考虑以下原则： 1） 保证整机的稳定性； 2） 结构 紧凑，并有较高的传动效率； 3） 便于操作维修，工作完全可靠； 4） 外形美观、协调。 体布置的基准选择 总体布置时应正确选择三个方向的布置基准。 1） 以通过后桥中心线的水平面为上下位置的基准； 2） 以通过后桥中心线的垂直面为前后位置的基准； 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 11 3） 以两侧车轮的对称面为左右位置的基准。 体布置 1）车架连接和传动轴的布置 铰接车架铰销中心布置在前后桥轴线中间偏前位置 。 如图 3示， 采用这种布置方式，装载机转弯时，前轮转弯半径大于后轮转弯半径，作业阻力增大，作业效率低， 操作性能不好 6。 *- 图 3架与传动轴布置图 16 动 轴 图 3架与传动轴布置图 26 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 12 铰接销布置在前后桥轴线的中心。如图 3示，采用这种布置方式，装载机转弯时，前后轮轨迹相同，这不仅在松软地面上可以减小转向阻力矩和行驶阻力，而且前轮能通过狭小的场地，后轮也能顺利通过，司机操作性能好，但是这种布置方式就整个传动系统来说，排列比较困难 6。 就使用性能来说，原则上应该选用第二种方案，但是第二种方案难于布置，传动系统较复杂，本次毕业设计将选用第一种方案，即铰接车架铰销中心布置在前后桥轴线中间偏前位置。 另外，前后车架上下铰销中心 连线必须通过传动轴的中点，否则会导致传动轴不等速转动， 给机件带来冲击和振动，而造成传动轴的损坏。 连接前后车架的上下两铰接销之间的距离也应尽可能大些， 以改善轴的受力。但位于下边的那个铰接销的位置不应过低，以保证装载机最小离地间隙。 传动轴一般布置在装载机的纵向对称平面内，并尽可能成水平布置，使中间传动轴的中点和车架的铰接销中心线重合，这样才能保证转向时，万向节作等速转动。 这 些 在设计中都应该考虑。 2） 工作装置的布置 工作装置布置在装载机的前部，工作装置各构件的布置主要是确定动臂的长度和各铰接点的位置。动臂和车架连接的铰接点的位置， 应考虑不影响驾驶员的视线。 铰接 点前后位置选取时应注意，若铰接点位置前移，卸 载 的距离增大，稳定性降低。因此，在不影响卸 载 距离的条件下，尽可能向后布置。 3） 驾驶室的布置 此次设计 的装载机采用铰接式，其驾驶 室的布置有三 种方案。 驾驶室布置在前车架的后部。驾驶员视野较好，并与铲斗 的相对视角保持不变，铲斗的对准性容易控制，但驾驶员受到工作机构传来的冲击较大，容易疲劳。 驾驶室布置在后车架的后部。驾驶员的视野不好，驾驶员与铲斗的相对视角有变化，铲斗的对准性不易控制，但驾驶员受工作机构传来的冲击较小，不易疲劳。 驾驶室布置在后车架上的前悬臂处。 这种布置的形式， 综合了前两种布置形式的优点，并克服其缺点。但转向时铲斗的对准性差 。 考虑司机操作的舒适及作业的准确性，本次设计的装载机采用第三种方案。 4） 摆动桥的布置 为了保证装载机在凹凸不平的路面上行驶时，其左右车轮都能与地面接触，而不悬空，常采用摆动桥结构。 后桥摆动 在后桥上装置摆动桥，形成后桥摆动。 前桥摆动 在前桥上装置摆动桥，形成前桥摆动。 由于此次设计的装载机驾驶室布置在后车驾上，所以采用后桥摆动。此种方大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 13 式驾驶员随车架一起摆动，容易掌握铲斗的对准性。 结 一台机器的总 体性能不仅取决于各部件的性能，更取决于 各部件之间的相互协调，这是通过总体设计来实现的。 本章主要 完成 装载机 的 总体设计。首先给定了装载机的基本参数，然后着重叙述了装载机的总体布置。包括布置的原则，布置基准的选择，及具体布置。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 14 第 4 章 轮式装载机工作装置设计 作装置的设计要求 述 装载机工作装置主要由铲斗和支持铲斗进行装载作业的连杆系统组成，依靠这 套装置装载机可以对汽车、火车等进行散料装载作业，也可以对散料进行短途运输作业，还可以进行平地修路等作业。 装载机工作装置的结构和性能直接影响整 机的工作尺寸和性能参数，因此，工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性、不同工况下的作业效果、工作循环的时间、外形尺寸和发动机功率等。轮式装载机工作装置有多种形式，根据杆数和运动特征可分为正转四杆、正转五杆、正转六杆、反转六杆、正转八杆等类型。 如图 4示，轮式装载机工作装置由铲斗、连杆、摇臂、动臂、转斗油缸、举升油缸组成。这个机构实质是两个四杆机构。 1- 摇臂 2- 动臂 3- 铲斗 4- 连杆 图 4载机工作装置组成 式装载机工作过程 轮式装载机是一种铲、装、运、卸一体化的自行式设备，它的工作过程由六种工况组成。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 15 1） 插入工况 动臂下放，铲斗放置于地面，斗尖触地，斗底板与地面呈 35 倾角，开动装载机，铲斗借助机器的牵引力力插入料堆。 2）铲装工况 铲斗插入料堆后，转动铲斗铲取物料，待铲斗口翻至近似水平为止。 3）重载运输工况 铲斗铲装满物料后举升动臂，将铲斗举升至运输位置（即铲斗斗底与地面高度不小于机器的最小离地高度），然后驱动机器驶向卸载点。 4）举升工 况 保持转斗缸长度不变，操纵举升缸，将动臂举升至上限位置，准备卸载。 5） 卸载工况 在卸载点，在举升工况下操纵转斗 油 缸使铲斗翻转， 向运输车辆中卸载，铲斗物料卸净后下放动臂，使铲斗恢复至 运输位置。 6）空载运输工况 卸载结束后，装载机由卸载点空载返回装载点。 式装载机工作装置设计要求 根据轮式装载机 的作业特点，其工作装置的设计应满足以下几点要求。 （ 1）基本要求 所设计的装载机应具有较强的工作能力，铲斗插入料堆的阻力要小，在料堆中铲掘的能力大，能耗低。工作机构的各杆件受力 状态良好，强度寿命 合理。结构和工作尺寸适应生产条件需要，效率高。结构简单紧凑，制造及维修容易，操纵使用方便。 （ 2）特殊要求 由于铲斗宽度和容积都较大，所以铲装阻力大，因此，设计铲斗时要合理选取铲斗的结构和尺寸，以减小工作阻力，达到装满卸净、运输平稳。 铲斗由运输工况举升至最高卸载位置时， 为防止物料撒出，铲斗要求作平移运动。 保证必要的卸载角、卸载高度和卸载距离。 轮式装载机要求铲斗从运输工况至最高位置之间的任一高度都能卸载干净，为此，铲斗各瞬时的卸载角 均需不小于 45。铲斗在最高位置卸载时，最大卸载高度铲斗尖离地高度 ） 和卸载距离 L，必须与配套的载重汽车车厢尺寸相适应，或遵照设计任务书规定。 铲斗能自动放平。铲斗在最高位置卸载后，闭锁转斗油缸，下放动臂，铲斗能自动变成插入工况的功能称为“铲斗自动放平”。它对定点高位卸载很有意义。因为汽车就在装载机旁，若卸载后，与下放动臂同时，装载机驶向装载点，当达到装载点时，铲斗正好呈开始插入状态，即可以开始新的装、运、卸工作循环。如此，能省去两次操作（铲斗由卸载工况运输工况插入工况） ，既提高了装载机 工作效率，又减轻了司 机的劳动强度。 轮式装载机工作机构属于连杆机构，设计中要特别注意防止各个工况出现大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 16 构件相互干扰、“死点”、“自锁”和“机构撕裂”等现象；各处传动角不得小于 10；在满足综合工作性能的前提下，尽可能增大机构的倍力系数。 应尽量减小工作机构的前悬、长度和高度，以提高装载机在各种工况下的稳定性和司机视野。 斗设计 工作装置是装载机的执行机构之一，铲斗是这 个执行机构的执行构件，它是工作装置的重要部件。铲斗直接与物料接触 ,是装、运、卸的工具，工作时，它被推压插入料堆铲取物料，工作条件恶劣，要承受很大的 冲击力和剧烈的磨损，因此铲斗的设计质量对装载机的作业能力有较大影响。为了保证铲斗的设计质量，首先应当合理地确定铲斗的结构及几何形状，以降低铲斗插入物料的阻力。其次要保证铲斗有足够的强度、刚度、耐磨性，使其具有合理的使用寿命。 如图 4示为一铲斗，其主要由斗底、侧壁、 斗刃及后壁等部分组成。 图 4斗结构 斗断面形状和基本参数确定 (1)铲斗的断面形状 铲斗断面形状由 铲斗圆弧半径 r、底壁长l、后壁高 h 和张开角 四个参数确定，如图4 圆弧半径越大 ,物料进入铲斗的流动性越好 ,有利于减少物料装入斗内的阻力 ,卸料快而干净。但 r 过大，斗的开口大，不易装满，且铲斗外形较高，影响司机观察铲斗斗刃的工作情况。 图 4斗断面基本参数 底壁长 l 是指斗底壁的直线段长度。 l 长则铲斗铲入料堆深度大，斗易装满，但掘 起力将由于力臂的增加而减小。 而且插入阻力随铲入料堆的深度而急剧增加。 l 长亦会减小卸载高度。 l 短则掘起力大，且由于卸料时铲斗刃口降落的高度小，还可减小动臂举升高度，缩短作业时间，但这会减小斗容。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 17 铲斗张开角 为铲斗后壁与底壁间的夹角，一般取45 52。适当减小张开角并使斗底壁对地面有一定斜度，可减小插入料堆时的阻力，提高铲斗的装满程度。 （ 2）铲斗基本参数的确定 如图 4示， R 是铲斗的回转半径 ，它的大小不仅直接影响铲斗底壁的长 度，而且 还直接影响转斗时掘起力及斗 图 4斗尺寸参考 容的大小，所以它是一个与整机 总体有关的参数。 铲斗的回转半径 R 可按下式计算 8。 o ts o （ m） （ 4 式中 铲斗平装容量， 铲斗内侧宽度， m； g 铲斗斗底长度系数， g z 后壁长度系数， z k 挡板高度系数，k= r 圆弧半径系数， 张开角，为 45 52 ； 1 挡板与后壁间的夹角。 图 4各参数含义如下。 r 铲斗圆弧半径， m； 斗底长度，是指由铲斗切削刃至斗底延长线与斗后壁延长线交点的距离， m， （ R （ 4 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 18 后壁长度，是指由后壁上缘至后壁延长线与斗底延长线交点的距离，m， RL （ R （ 4 根据以上各式及给定数据 34 可计算出各参数如下。 （ 4 取 2002=3100； g= z= 13.0k； r = ； =48 ； 1 10，则可算得 R= h=； 53.0r ； (m) （ 3）斗齿 铲斗斗刃上可以有斗齿，也可以没有斗齿。若斗刃上装有斗齿时，斗齿将先于切削刃插入料堆，由于它比压大（即单位长度插入力大），所以比不带齿的切削刃易于插入料堆，插入阻力能减小 20%左右，特别是对料堆比较密实、大块较多的情况，效果尤为显著，因此一般装载机的铲斗均带有斗齿。 图 4齿 斗齿结构分为整体式和分体式两种，一般斗齿是用高锰钢制成的整体式，用螺栓固定在铲斗斗刃上，如图 4示。 斗齿的形状和间距对切削阻力是有影响的。一般中型装载机铲斗的斗齿间距为 250300 左右，太大时由于切削刃将直接参与插入工作，使阻力增大，太小时，齿间易卡住石块，也将增大工作阻力。长而窄的齿要比短而宽的齿插入阻力要小，但太窄又容易损坏，以齿宽以每厘米长载荷不大于 500600宜。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 19 斗容量计算 （ 1）计算平装容量 图 4斗容量计算 0（ 4 式中， S 铲斗横截面积， 2m ； 0B 铲斗内侧宽度； 下面计算横截面面积。 可用简化法将铲斗横截面分 成若干简单图形，如图 4示，找出圆弧段圆心及两个切点，将铲斗横截面分为 4部分，分别计算如下： 2221 （ 4 22 1 9 （ 4 23 （ 4 24 （ 4 4321 m 而 ，则 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 20 30 s （ 2） 计算额定容量 一般取 V 4 则 33 41 4 7 r 满足使用要求。 杆系统设计 杆机构的类型 目前，连杆机构主要有以下几种类型。 （ 1）正转八杆机构 这种机构在转斗油缸大腔进油时转斗铲取，所以掘起力较大；各构件尺寸配置合理时，铲斗具有较好的举升平动性能；连杆系统传动比大，铲斗能获得较大的卸载角和卸载速度，因此卸载干净、速度快。其缺点是机构复杂，不易实现铲斗自动放平。 （ 2）转斗油缸后置式正转六杆机构 这种机构与上述前置式油缸相比，前悬较大，传动比较大、活塞行程较短；有可能将动臂、转斗油缸、摇臂和连杆设计 在同一平面内，从而简化了结构，改善了动臂和铰销的受力状态。缺点是转斗油缸与车架的铰接点位置较高，影响司机视野；转斗时油缸小腔进油，掘起力相对较小。为了增大掘起力，需提高液压系统压力或加大转斗油缸直径，这样质量就会增大。 （ 3）转斗油缸后置式反转六杆机构 如图（ a）所示，这种机构有如下优点： a 转斗油缸大腔进油时转斗，并且连杆系统的倍力系数能设计成较大值，所以可获得较大的掘起力； b 恰当地选择各尺寸，不仅能得到良好的铲斗平动性能，而且可以实现铲斗的自动放平； c 结构十分紧凑，前悬小，司机视野好。缺点是摇臂和连杆布 置在铲斗和前桥之间的狭窄空间，容易发生构件相互干涉。 （ 4）正转四杆机构 如图（ b）所示。这种机构容易保证四杆机构实现铲斗举升平动，且前悬较小。缺点是转斗的油缸小腔进油，油缸尺寸小；此外，在卸载时活塞杆易与斗底相碰，所以卸载角较小。为避免碰撞，需把斗底制造成凹形，因而既减小了斗容，又增加了制造困难，而且铲斗也不能实现自动放平。 大庆石油学院本科生毕业设计 (论文 ) 21 （ a）转斗油缸后置式反转六杆机 （ b）正转四杆机构 （ c）转斗油缸前置式正转六杆机构 （ d）正转五杆机构 图 4式装载机工作装置机构类型 （ 5）转斗油缸前置式正转六杆机构 如图（ c）所示，此机构的转斗油缸与铲斗和摇臂直接相连，该工作机构由两个平行四杆机构组成，它可使铲斗具有很好
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号