开题报告-液压搬运平板车设计

本科毕业设计（论文）开题报告一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义液压平板车在军事、桥梁、机械、造船、冶金以及石油化工等各个领课题名称液压搬运平板车设计学院（系）机械工程学院年级专业08级工程机械学生姓名指导教师完成日期2012322域，大型工程建设越来越多，重型设备及重型结构的运输安装任务急剧增加，如造船厂船体运输安装、高速铁路预制梁的运输以及海上石油平台的运输安装等1。液压搬运平板车平板车主要由4部分组成结构机构、液压传动系统及电气控制系统。平板车的平台是整体钢架结构，用来承受运输设备的自重。其钢架结构由纵梁和横梁组成，两者可采用箱型或工字型结构，具有较强的抗扭抗弯性2。悬挂与车架通过液压转向悬挂结构回转支承连接，转向悬挂由液压悬挂、车桥和回转支承3部件组成。液压系统作为传动系统，采用静压或动压驱动。为保证机构动作的平稳性和微动性，适应不同作业工况要求，采用变量液压系统。机构由行走、转向和提升机构组成。行走机构一般采用闭式泵控系统。提升机构采用液压缸作为执行器，实现平台的升降和调平动作3。转向机构采用回转支承和齿轮回转机构或驱动液压缸的配合动作实现多种转向模式。当路面出现单向或双向横坡和不平坦情况，行走与提升配合，使平台水平、悬挂载荷均衡。电气控制系统采用PLC控制，实现行驶、转向平稳，起升调平控制。目前平板车电气控制系统已逐渐发展成为CAN总线通信、模块化控制方式，若干个执行或动力元件配置一个控制器，各种控制信号和仪表信号通过多芯电缆直接输入控制器，然后由控制器与主控制器通过CAN总线传递信号，由主控制器的中心计算机进行处理后，通过数模转换或数字开关直接送到末端控制、调节或执行装置4。目前的大型平板车已实现了全液压、计算机控制，形成适应超大型物件运输与安装的组合式液压平板车，及满足不同要求的各种各样的平板车，如造船厂的船体运输车、钢厂的材料运输车、高速铁路桥梁架设用的预应力混凝土箱梁运输车等5。国外比较有名的平板车制造商有德国的KAMAG（如下图1、图2）、索埃勒SCHEUERLEGOLDHOFER，日本的神钢电机SHINKO、日本车辆NIPPONSHARYO、TCM，法国NICOLAS，以及意大利的COME，ITO公司。KAMAG公司目前最大单台平板车的吨位已超过1300T，有12个轮轴，192个轮胎，车体长32M、宽1OM。该公司产品在国内应用的最多，船厂、钢厂、大型工程都有其产品在使用，用户普遍反映其控制性能好，操作平稳6。SC日EUERLE公司的产品在大型工程上应用较多其特点为模块化组合应用。此外还有EUROCOMBI、INTERCOMBI、FLATCOMBI3种组合车型。这些车型一般无驾驶室，根据配置情况可以遥控驾驶或者由牵引车拖动。法国NICOLAS的产品进入国内较早，目前在高速铁路桥梁施工中有所应用。其产品采用拼接方式模块化组合后，最大吨位达到1250OT。其他公司的产品在国内也有应用，但拥有量不是很多。总体来说，国外公司的产品系列齐全，载荷型谱完备，操作性能好，能够满足不同用图1德国KAMAG液压搬运平板车图2KAMAG模块化液压搬运平板车户、不同工况的运输要求7。国内主要有两家实力比较强的公司郑州大方桥梁机械有限公司和秦皇岛通联特种车辆有限公司，前者产品见图3。前者是一家以研制特种工程施工机械及装备为主的专业公司，生产了DCY、DJY、DZY及DYY等多种型号的平板车，已经应用于船厂、钢厂、港口及桥梁施工。2004年12月12日，该公司9OOT动力平板车完成总装调试，并试验成功。其安装有56只直径19M的轮胎，是目前国内最大吨位的平板车。后者的主要产品以TLC系列为主，现在与德国索埃勒公司合作开发125OOT平板车系列产品，最大吨位也达到了9OOT。9OOT平板车的成功试制，标志着我国具备开发具有自主知识产权的大吨位平板车的实力与能力。国产的平板车在应用过程中，性能与国外相比还有一定差距，主要体现在满载速度、转向的协调性、平稳性等方面，但是在售后服务及价格上占有明显优势8。目前国内各工程项目的不断开展，带动了平板车市场强劲的籍求，尤其是大吨位平板车。以运梁车为例，运梁车是高速铁路施工中的重要设备，拟建中的京沪高速铁路线路全长的60以上将建在桥上，全跨预注、逐跨架设的简支箱梁及小跨度连续梁将成为桥梁建设的主体，而平板车是预制梁的最好运输工具。因此平板车在国内有着极大的发展空间和市场潜力，尤其是大型平板车9。国内企业应抓住机遇，应用先进技术和通过国际化配套，不断开发设计具有自主知识产权的大型平板车，尽快提升产品质，以提高产品的竞争力，与国际名牌产品竞争市场10。图3郑州大方液压搬运平板车二、研究的基本内容，拟解决的主要问题在平板车的总体设计阶段，主要需要确定下列主要设计参数。L平板车最大载重量和自重的选择，基本几何参数的确定2发动机功率的确定和型号选择3轮胎的选择，轴个数的选择4制动桥、驱动桥个数的选择5平板车最小转弯半径的选择6绕任意点转向时每个轮胎侧偏角的确定7平板车最大速度，最大爬坡度的确定三、研究步骤、方法及措施1研究步骤1设计合理的驱动结构，根据所给出的设计参数如平板车的最大车速初选发动机。然后根据资料与实际工况，确定其他结构参数。此次我所采用的结构为行走系统是由变量泵驱动变量马达的闭式系统。关键的技术包括行走阻力计算及发动机功率匹配、差速及差力控制、功率极限载荷控制等11。图4转向机构转向机构（如图4）包括直线行驶、八字转向、中心回转、以某一角度斜行、前轴转向和纵轴转向摆尾等。回转系统是多种转向模式的实现及实时转向时车轮的同步性控制12。悬挂系统（如图5）由液压缸实现3点支撑或4点支撑，同一组悬挂内的液压缸油路相通，压力相等，使同一组的轮胎承受载荷均衡。3点支撑适用于不平坦的路面，要求载荷中心要位于3点支撑形成的三角形；4点支撑适合载荷重心不平衡的工况，但对路面要求较高13。车架（如图6）采用边梁式结构,由8根横梁和若干纵梁组成。当运输大件物体时,两根纵向边梁主要承载,边梁与横梁焊接在一起,从而把力传递给横梁,横梁与回转支承通过螺栓连接,力由横梁传递给回转支承,通过悬挂架、悬挂油缸和平衡臂从而传递给轮胎14。图5平板车悬臂系统图6平板车车架结构2）使用相关软进行装配图、零件图及三维实体的绘制，并且对所设计的液压搬运平板车进行运动仿真，确定其是否符合设计要求。2研究方法此次研究设计过程中将使用利用CAD绘制装配图、零件图，并SOLIDWORKS对液压搬运平板车进行三维设计，以及对其各零部件的强度进行校核，用ANSYS进行应力分析15，并且会运用MATLAB软件进行运动学分析。3研究措施研究期间要广泛、仔细听取导师和相关专业人士的意见和建议，遇到问题先认真思考，必要时再请教导师，积极与同学讨论研究，避免走不必要的弯路，做到独立思考，勇于创新。四、研究工作进度为更好的完成液压搬运平板车的设计任务，在毕业设计期间，我将按照如下所述安排工作进度初期阶段第一周查阅有关液压搬运平板车的文献，了解其工作原理及国内外发展动态；第二周整理资料，完成文献综述；第三周根据所搜集到的资料设计平板车结构，并初步选定方案；第四周完成开题报告，并初步规划好自己的毕业设计进度；中期阶段第五周对研究方案进行机械结构的相关设计计算；第六周设计各相关零部件结构及尺寸，；第七周对各零部件强度进行校核；第八周根据所给数据选择电动机及气缸型号，确定驱动方案；第九周用SOLIDWORKS绘制液压搬运平板车各零件的三维图，第十周；用SOLIDWORKS绘制第九周用CAD绘制装配图及零件图，准备中期答辩；后期阶段第十一周用SOLIDWORKS进行运动仿真；第十二周用CAXA绘制装配图；第十三周完成装配图的绘制；第十四周用CAXA绘制零件图；第十五周翻译英文文献为设计说明书准备；第十六周出CAXA设计图纸，编写设计说明数；第十七周准备最终答辩。五、主要参考文献1王欣，张明辉，周彩南大型动力平板车技术的发展J大连理工大学，中联重科2006，1282832董红波液压平板车的参数设计与产品库开发D大连理工大学2002,3（30）1353张志华，DCYI00型动力平板运输车J船舶工程2002，15361634HOHMANN，C、SEHIFFNER，K、OERTER，K、REESE，HCONTACTANALYSISFORDRUMBRAKESANDDISKBRAKESUSINGADINACOMPUTERSSTRUCTURES。VOLUME72，ISSUE13，JULYS，1999，PP1851985张银生PT200液压平板车结构有限元分析与实验测试研究D中南大学硕士论文2008,123156XUW,ZHAOH,COUPLERFORMOVINGANDPAVINGORBITOFFLATCAR,HASCARPASSAGEFLATBRIDGEPROVIDEDWITHORBITSANDMOUNTEDONHYDRAULICSYSTEMINHINGINGMANNER,WHEREORBITPOSITIONINGSYSTEMISMOUNTEDONHYDRAULICSYSTEM,JUL2011,7慈龙尚，张代胜，黄氏烨平板车设计要点及技术发展趋势J合肥工业大学2008,771311458杨兴星，马力，刘庆贺典型平板车液压驱动桥开发J武汉理工大学2011,632339FANY,TONGWTRANSPORTATIONBRACKETFORHEAVYEQUIPMENTIETRANSPORTATIONFLATCAR,HASHANGINGCROSSBEAMS,WHEREDISTANCEBETWEENCROSSBEAMSISGREATERTHANWIDTHOFFLATBOARDOFHYDRAULICFLATCAR,ANDCONNECTIONBEAMARRANGEDONBOARDJUN201110仝令胜，石博强自行式可拼接重型平板车的设计J工程机械2008，431172011LIUG,CHENY,WEIZ,LIUY,ZHIS,ZHOUX,QIANS,SONGD,SUSPENDINGDEVICEFORMODULETYPEHYDRAULICFLATCAR,HASBALANCEARMTHATISCONNECTEDTOCANTILEVERANDAXLETHROUGHSHAFTPIN，APR201112CHENWDIESELEXPERIMENTMOBILECAR,HASFLATCARINSTALLEDWITHBUFFERANDFASTENINGDEVICE,STARTDEVICE,ELECTRICDEVICEANDHYDRAULICFASTENINGDEVICE,WHERESTARTDEVICEANDELECTRICDEVICEARECONNECTEDWITH