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180马力履带推土机的主离合器设计,180,马力,履带,推土机,离合器,设计
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毕业设计(论文)开题报告题目:180马力履带推土机的主离合器设计1 毕业设计(论文)综述(题目背景、研究意义及国内外相关研究情况)1.1 题目背景、研究意义推土机是一种利用推土板对土壤、煤和石块等物料进行切削和推运的铲土运输机械,推土板装在专用底盘上或拖拉机底盘的前端,靠牵引力工作。它广泛用于矿山、水利、和道路建设等工程1。它适于在15度至20度坡地上横坡运行,对地形适应性强,经济运距为20至30米,超过50米时生产率显著下降。具有结构简单、用途广泛、机动性好、适应性强等优点2。我国履带推土机生产开始于五十年代末期,现已生产二十余种机型。国内研究、设计和生产的履带推土机可分为农用和工程用两大类,凡属农用拖拉机配套的称为农用推土机,用专用拖拉机或牵引车配套的称为工程用推土机。主离合器是履带推土机(以下简称推土机)机械传动系中的主要部件之一,它的使用性能优劣直接影响主机的技术经济效益。国内外学者围绕汽车离合器进行了不少的研究工作,但工程机械特别是履带推土机与汽车的工作介质和工作过程都有很大差别。推土机主离合器的接合过程有以下特征:(l)接合、分离频繁;(2)在满负荷条件下接合;(3)接合过程伴随着外负荷的剧烈变化。这些特征正是主离合器最易产生过热,从而引起摩擦副翘曲、裂纹、烧伤、磨损而加快破坏的主要原因。因此,进行推土机主离合器(以下称离合器)的研究,进一步改善其性能是必要的3。1.2 国内外相关研究情况1.2.1 国外履带推土机的研究现状美国卡特彼勒公司、日本小松公司和德国利勃海尔公司3家推土机制造企业,代表了当今世界上履带式推土机的最高水平,3家国际知名公司经过近百年的发展,已成为国际推土机行业发展的绝对领军者。美国卡特彼勒公司是全球最大的工程机械制造商,最大的推土机制造商,全球市场占有率稳居第一!其先进的机械、电子、液压控制技术一直处于全球领先地位,其电子监控技术、GPS系统、铲刀自动定位系统亦是全球领先技术。日本小松公司也是全球最大的推土机制造商之一,全球市场占有率排在卡特彼勒之后,位居第二。经过多年的努力,小松公司采用国际通用标准,凭借全球领先的液压技术,不断优化产品性能,使得其产品性能稳定,营销和售后完善,全球最大的推土机亦诞生于小松公司。德国利勃海尔公司以其最先进的液压技术始终占据欧洲推土机销量统治地位,其推土机全部采用静液压驱动,其静液传动推土机技术全球第一4。以上述3大公司为代表的国际产品,在大型推土机上广泛采用故障自动检测系统;在操纵系统中,手柄的设计更加符合人机工程学原理;操纵已经完全采用液压先导控制或电液控制;在驾驶室的内饰上趋向铸塑成型的方式,使驾驶室内部更加美观舒适,普遍采用了吸音降噪材料;在功率较小的推土机上则多采用多向铲结构的工作装置。同时为了精确作业,普遍应用全球定位与激光找平系统;在外型设计上趋于流线结构,已逐渐脱离工程机械的粗糙、笨重的印象。近年来,国外先进推土机产品以电子信息技术为先导,采用微电脑控制的智能化电子监测系统及故障诊断系统,并综合应用基于GPS/GIS、激光自动调平、超声波自动调平的精密推土技术、静液压传动技术、差速转向技术、CAN总线技术、发动机电控技术以及计算机故障诊断系统、人机工程学等一系列新技术,极大地提升了推土机的整体技术水平,推动推土机朝着智能化方向发展。1.2.2 国内履带推土机研究与应用现状国内推土机发展已有近50年的历史,由于制造成本较低、售价低,在国内市场上占据统治地位。近年来,随着建筑工程施工和露天矿开采规模的扩大,土方工程量的增加使履带式推土机得到迅速发展。其作业性能、可靠性、维修性、安全性及燃料经济性有了明显的提高,微电子技术正在向推土机渗透,向机电一体化方向发展5。河北宣工是国内最早生产大马力推土机的制造商之一,上世纪70年代第一台100马力以上大马力推土机诞生于河北宣工。特别是上世纪80年代引进美国卡特公司D6D推土机制造技术后,其机械传动的推土机的传动系制造技术、液压系统制造技术、操纵与控制系统的技术有了质的提高,极大地缩小了与国外先进企业的技术差距。上世纪90年代,宣工引进了卡特公司D7H高驱动推土机技术,同时引进了日本的镗铣加工中心、五面体加工中心、意大利的三座标测量仪等先进的加工及热处理设备,为宣工的全面发展和产品质量的不断提高奠定了坚实的基础。经过十多年的不断探索,其先进的高驱动系列推土机已明显领先于国内同行业。经过近 30 年的努力,其产品制造技术已比较成熟,占据国内推土机销量的一半以上6。国内推土机行业经过近40年的发展,已逐浙形成了自己独特的产业特点,虽技术不落后,但性能相对落后,售价低,全世界的技术特点和机型都能找到,普通型、高驱动型、静液传动型的推土机全有。随着电子技术和静液压技术应用于工程机械领域,使其发生了巨大变化,在推土机上采用微电脑控制的智能化电子监测系统及故障诊断系统、GPS/GIS系、CAN总线、静液压传动已成为未来推土机发展的方向7。2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 主要内容(1)了解推土机的主离合器的性能要求; (2)了解推土机的主离合器的工作原理,进行结构设计和计算分析; (3)设计指标:摩擦面所需工作压力2290kgf,从动片3片,主动片4片; (4)应用CAD系统对系统零件和装配的设计。2.2 拟采用的研究方案、研究方法2.2.1 离合器的基本要求(1)接合平稳,分离彻底,动作准确可靠;(2)质量轻,外形小,惯性小,结构简单,工作安全;(3)操作方便,省力,散热性好,寿命长。2.2.2 离合器设计方案选择(1)离合器设计方案对比方案一:圆盘摩擦离合器(如图1)图1 圆盘摩擦离合器1.主轴;2.壳体;3.输出轴;4.压簧;5.主动盘;6.从动盘;7.壳体;8.分离杠杆;9.压板 原理:摩擦件为圆盘,分单盘和多盘两种,并有干式和湿式之分。单盘式结构简单,只有一对摩擦面,从动部分惯量很小,散热性好,调整方便,分离彻底,但所能传递的扭矩小,一般不超过1000牛/米。多盘式有多对摩擦面,传递的扭矩可达8106牛/米。如要求传递大扭矩,可增加摩擦面对数,而不必增大离合器的径向尺寸和轴向压紧力,这有利于降低离合器的转动惯量。多盘式结构紧凑,可采用不同材料的摩擦面,便于制造、安装和调整,允许在变速下接合,应用广泛;但摩擦面对数过多会影响离合灵活性,甚至卸去压紧力后,主、从摩擦件仍不能彻底脱开,造成摩擦面的过量磨损。通常干式摩擦面应少于15对,湿式应少于30对。湿式摩擦离合器的摩擦件浸在油中工作,常为多盘式,比干式磨损小,散热好,温升低,寿命长,所能传递的扭矩大。方案二:圆锥摩擦离合器(如图2)8图2圆锥摩擦离合器原理:摩擦件为截锥体,分单锥和双锥两种。这种离合器结构简单,接合平稳,分离彻底;能产生较大的摩擦力,摩擦面磨损后一般不需人工调整,由于单锥式只有一对圆锥摩擦面,双锥式也只有两对摩擦面,如要传递大扭矩必须增大锥体的径向尺寸。减小锥角可增加摩擦力,但内外锥面不易分离。通常,摩擦面材料为金属-金属时,锥顶半角应不小于7;为皮革-金属时,应不小于12。(2)离合器设计方案确定由于推土机的行驶路况比较恶略,使得离合器在离合过程中负荷较大,决定选定多片湿式圆盘离合器,提高离合器的传扭能力9。湿式离合器的优点在于内金属摩擦面之间直接接触的情况很少(理想情况下应完全不接触),摩擦面之间很少产生摩擦,因而具有耐久的优点10。1)压紧弹簧选用膜片弹簧由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变11;在产生同样压力的情况下比用螺旋弹簧的压紧尺寸小,即可以缩短离合器的轴向尺寸12;高速回转时,压紧力不降低,不平衡度小13。2)采用拉式结构拉式膜片弹簧有以下优点: 取消了中间的支承零件,使结构更简单、紧凑,零件数目更少,质量更小14; 以中部与压盘相压,在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧,提高了压紧力与传递转矩的能力,且并不增加踏板力15。3 本课题研究的重点及难点,前期已开展工作 本课题的重点和难点:研究离合器各部件的工作原理以及后期的装配图绘制,完成各部件的设计内容及其装配图。 前期已开展的工作:查阅各种学术文献,期刊杂志,科技报纸等资料深入了解本课题内容以及离合器各部件的具体工作状况,分析部件的工作原理。4 完成本课题的工作方案及进度计划(按周次填写)(1)13周:调研并收集资料,完成基础知识的积累并撰写开题报告; (2)46周:确定设计方案和整体结构特点; (3)711周:完成结构设计计算,图纸绘制,并准备中期答辩; (4)1215周:撰写毕业论文,论文修改,准备毕业答辩。指导教师意见(对课题的深度、广度及工作量的意见) 指导教师: 年 月 日 所在系审查意见: 系主管领导: 年 月 日参考文献1 乔晓军,李爱峰.浅析国内推土机产业的发展趋势J.机械管理开发,2011,(4):95-96.2 李龙城.国内外推土机发展动向J.农业机械,1999,(8):1-8.3 李英.履带推土机主离合器接合过程的研究J.工程机械,1996(4):19-21.4 蔡应强,陈清林.国内外推土机的发展现状及趋势J.机床与液压,2013,(4):133-136.5 赵昱东.履带式推土机发展现状和趋势J.建筑机械化,1995,(5):12-14. 6 周之胜.推土机行业技术发展与现状J.建筑机械化,2005,(10):38-39.7 邵德君.智能化推土机的发展现状和趋势J.工业技术,2011,(2):199-200.8 李久武,吉晓界.锥盘摩擦离合器性能优化设计及试验J.机械传动,2012,(4):102-105.9 安忠文.工程车离合器用摩擦片的研究开发J.摩擦密封材料,2006,(3):6-9.10 何成宏,杨淳朴.摩擦离合器的种类和性能J.金属材料,1974,(9):63-66. 11 崔以刚.离合器结构的选择J.考试周刊,2011,(21):204.12 李明诚.膜片弹簧离合器的特点及其使用J.农业机械,1999,(6):20.13 杨小辉,徐颖强.膜片弹簧离合器分离特性的分析与计算J.邢台职业技术学院学报,2009,(2):61-65.14 樊笑宇.浅谈离合器的设计J.黑龙江交通科技,2011,(6):194.15 郝琪,过学迅.车用离合器的发展分析及应用研究J.汽车研究与开发,2001,(4):25-26.16 T. D. WILLIAMS. Determination of clutch-size in the Kentish Plover Charadrius alexa
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