ZL05装载机总体及其工作装置设计
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1 引言装载机是一种用途十分广泛的工程机械,它可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料;也可以对岩石、硬石等进行轻度的铲掘工作[]1。
如果换装相应的工作装置,还可以进行推土、起重、装卸木料及钢管等作业。
因此,它被广泛地应用于建筑、公路、铁路、水电、港口、矿山及国防等工程中,对加快工程建设速度,减轻劳动强度,提高工程质量,降低工程成本具有重要作用,所以装载机在国内外无论是在品种上或是在产量方面都得到迅速发展,称为工程机械的主要品种之一。
装载机有单斗和多斗两种;如按使用场合来区分,则可分为露天和井下两种。
工程机械上常用的是单斗装载机。
单斗装载机的类型很多,有几种分类方法。
按发动机的功率可分为小型、中型、大型和特大型四种。
按装载方式可分为前卸式、回转式和后卸式。
按传动形式,轮式装载机可分为机械传动、液力机械传动、液压传动和电传动。
按其机架结构型式,轮胎式装载机又可分为铰接式装载机和整体式车架装载机。
工作装置是工程机械进行生产作业的装置,该装置直接影响到整机的生产率和经济性,因此合理的设计有着重大意义,尤其是土方工程机械,作业过程中动力装置的大部分能量消耗在挖掘土壤上[]2。
由于工作装置的重量和成本只占整个机械的很小部分,因此,要降低挖掘土壤的能量,提高效率,从研究工作装置人手,在通常情况下,仅耗用较少的材料和费用就能明显地提高机械的性能,而机械的结构无须作重大改变[]3。
本次设计的是ZL50装载机的铲斗。
在设计过程中参考了同类机型。
2 设计依据及主要技术指标发动机: 6135K-9,额定功率:144KW,额定转速:2200r/min;铲斗堆装斗3m,平装斗容:2.4m3;额定载重量:50KN;斗宽:2940mm(内侧宽2900mm);容:3空车自重:15.8t;工作油泵:p=15Mpa,Q=320L/min;转向油泵:p=10Mpa,Q=75L/min;变速箱操纵与变矩器补油泵p=1.5Mpa Q=140L/min。
目录第一部分:系统开发建议书..........................共5页第二部分:WZ45.40装载工作装置设计.. (40)摘要:第一章:整机概述 (1)第一节:绪论 (1)第二节:国内外发展现状 (2)第三节:挖掘装载机发展特点 (5)第二章:铲斗设计······································.7 第三章:挖掘装载机工作装置结构设计·····················.10一、确定动臂长度、形状与车架的铰接位置 (11)二、连杆机构设计·······································.15三、转斗油缸与摇臂的铰接点以及下拉杆与机架铰接点的确定” (16)四、举升油缸与动臂和机架的铰接点 (17)五、铲斗举升平动分析及最大卸载高度、最小卸载距离的确定.................................................l 8 第四章:工作装置的受力分析............................21 第五章:工作装置的运动仿真. (32)第六章:工艺分析......................................33 第七章:工作装置的限位机构..............................35 第八章:设计心得及实习体会.............................37 第九章:附录............................................38 第三部分:翻译材料 (13)页系统开发建议书1.产品用途及使用范围:轮式装载机是一种用途广泛的施工机械,广泛应用于建筑公路铁路水电港口矿山及国防工程中,对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这重要作用。
毕业设计论文ZL15型轮式装载机工作装置设计前言装载机主要用来装卸成堆散料,也能进行轻度的铲掘工作。
由于它适用于建筑、矿山、铁道、公路、水电等国民经济各个部门,因此,在国内外产量与品种的发展都较快,是工程机械中的一个主要机种。
装载机根据不同的使用要求,发展形成了不同的结构类型。
通常,按使用场合的不同,分成露天用装载机和井下用装载机;接行走系统结构不同,分成轮式装载机与履带式装载机;按卸料装载机的设计。
装载机的设计,大致要经历:明确任务、调查研究、制订设计任务书,进行整车布置、确定整机的主要性能参数,进行各部件的方案设计与强度计算,技术设计和工艺设计,试验鉴定和修改定型等这样一些阶段。
一台装载机的设计是否成功,首先是从能否满足使用要求,好造、好用、好修,具备较高的作业生产串和较低的使用成本来衡量的。
这体现在设计工作中,就是应当使装载机具有较完善的技术经济性能与指标以及先进的部件结构方案。
摘要我所设计的ZL15装载机既保留了传统装载机的优点,而有具有新的性能和优点。
本次设计主要进行的工作装置的设计。
装载机采掘和卸载货物的作业是通过工作装置的运动实现的。
装载机的工作装置由铲斗,动臂、摇臂、连杆及液压系统等组成。
铲斗以铲装物料;动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接;转斗油缸通过摇臂,连杆使铲斗转动。
动臂的升降和铲斗的转动采用液压操作。
先对装载机的发展概况几计的指导思想、特点、任务进行概述,然后确定方案,在技术设计部分罗列了ZL15装载机的主要技术性能和参数,进行了牵引特性计算,工作装置设计。
工作装置设计中有工作装置运动分析,对铲斗、动臂、连杆机构进行设计等几部分组成。
在工艺设计中叙述了工艺工程。
应用程序计算了受力分析。
总之,整个设计是有序地完成的。
在整个设计的过程中,在老师及其他老师的指导下顺利完成的,通过这次设计,我学到很多东西,在实践中把大学中所学的知识综合运用复习了一次,同时也学到很多新的东西,受益非浅。
太原科技大学毕业设计说明书ZL50装载机反转单连杆工作装置设计学生姓名学号院系机械电子工程学院专业工程机械指导教师日期太原科技大学毕业设计(论文)任务书学院(直属系): 机电工程学院时间:2010年3月29日目录中文摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1 英文摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈2 目录┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3 前言┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5 1. 装载机工作装置设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈61.1装载机工作装置设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈61.2结构型式选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈62.铲斗的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈82.1铲斗设计要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈82.2铲斗斗型的结构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈92.2.1切削刃的形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈92.2.2铲斗的斗齿┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈92.2.3铲斗的侧刃┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈102.2.4斗体形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈102.3铲斗基本参数的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈102.4斗容的计量┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈122.4.1几何斗容(平装斗容) ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈122.4.2额定斗容(堆装斗容) ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈133. 工作装置的结构设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈143.1工作机构连杆系统的尺寸参数设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈153.2机构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈153.3设计方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈153.4尺寸参数设计的图解法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈163.4.1 动臂与铲斗、摇臂、机架的三个铰接点G、B、A的确定┈┈┈163.4.2机构中C、D、F点的确的┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈183.4.4举升油缸与动臂和机架的铰接点H及M点的确定┈┈┈┈┈┈223.5确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈233.5.1动臂油缸的铰接位置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈233.5.2动臂油缸行程l 的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈24H3.6工作装置连杆系统运动分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈253.6.1铲斗对地位置角┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈253.6.2最大卸载高度和最小卸载距离┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈283.6.3铲斗卸载角┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈294. 工作装置的强度计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈294.1计算位置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈294.2外载荷的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈304.3工作装置的受力分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈314.4工作装置的强度校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈354.4.1动臂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈354.4.2铰销┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈364.4.3连杆┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈375. 装载机工作装置中油缸作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈385.1铲起力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈395.2转斗油缸作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈405.3动臂油缸作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈415.4转斗油缸与动臂油缸被动作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈426. 工作装置的限位机构┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈426.1铲斗转角限位装置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈426.2动臂升降的自动限位机构┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈43 参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈45 致谢┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈46ZL50装载机反转六连杆工作装置设计摘要装载机是工程机械的主要机种之一,广泛用于建筑、矿山、水电、桥梁、铁路、公路、港口、码头等国民经济各部门。
题目 ZL50轮式装载机总体布置及工作装置设计学生姓名学号所在学院机械工程学院专业班级指导教师完成地点校内2011年 5 月30日ZL50轮式装载机总体布置及工作装置设计作者:ee(ee)指导教师: ee[摘要]:装载机是工程机械的主要机种之一,广泛用于建筑、矿山、水电、桥梁、铁路、公路、港口、码头等国民经济各部门。
装载机采掘和卸载货物的作业是通过工作装置的运动实现的。
本次设计主要进行的工作装置的设计,装载机的工作装置由铲斗,动臂、摇臂及连杆等组成。
动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接;转斗油缸通过摇臂,连杆使铲斗转动,动臂的升降和铲斗的转动采用液压操作,工作装置运动平稳、无干涉、无死点、无自锁;动臂从最底位置到最大卸载高度的举升过程中,保证铲斗中物料不洒落;在卸载后,动臂下放至铲掘位置铲斗能自动放平。
[关键词]:轮式装载机, 工作装置 ,六连杆机构ZL50 wheel loader and equipment layout designee(ee)Tutor: eeAbstract:The loader is one of the main kind of the engineering machinery, used in every department of national economy such as the building , mine , water and electricity , bridge , railway , highway , port , quay extensively. The loader digging and unload the goods by the working-device. Theworking-device has manyParts and it is connected to the machine. Some parts of the device’s turning by liquid press reali ze.the research method also has the difference, but synthesized basically has also outlined the present design method. The following part is the calculation part of the tractive features and the designing of the working device. The work equips the sport steady, have no to interfere with, have no the dead center and have no from the lock;Move the arm from most the bottom position arrives the biggest unloading to raise to rise the process inside highly, guaranteeing the container the inside the material do not spread to fall.Keywords:wheel Loader;Work-Equipment;six connect pole organization;目录引言 (1)第1章装载机的应用与发展状况 (2)1.1 轮式装载机的介绍 (2)1.2 装载机的分类 (2)1.3 国外轮式装载机的发展现状 (2)第2章轮式装载机总体参数的确定 ..................................... 错误!未定义书签。
1 绪论1.1 装载机概述1.1.1 装载机简介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。
1.1.2 装载机的主要技术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,为铲斗平装容量与堆尖部分体积之和,用m3 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kg 。
(3)发动机额定功率.资发动机额定功率又称发动机标定功率或总功率,是表明装载机作业能力的一项重要参数。
发动机功率分为有效功率和总功率,有效功率是指在29°C 和746mmHg(1mmHg=133.322Pa)压力情况下,在发动机飞轮上实有的功率(也称飞轮功率)。
国产装载机上所标有的功率一般指总功率,即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kw。
(4)整机质量(工作质量)指装载机设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都加足液体,并且带有规定形式和尺寸的空载铲斗和司机标定质量(75kg±3kg)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kg 。
(5)最大行驶速度指铲斗空载,装载机行驶于坚硬的地面上,前进和后退各档能达到最大速度,它影响装载机的生产率和安排施工方案,单位为km/h 。
目录1.装载机简介 (2)2.工作装置的组成及功用 (4)3.工作装置液压系统的组成及原理分析 (5)4.工作装置液压系统的调整和保养 (7)5.装载机工作装置液压系统故障的排除 (8)6.装载机工作装置设计 (11)7.工作装置液压系统原理图 (27)摘要在现代化建设工程中,日新月异的发展之下,在工程机械这个范畴中,装载机对于土方工程来说可谓必不可少,其重要性无法比拟的,也是其他工程机械所无法代替的,它在工程领域发挥着举足轻重的作用,针对于装载机,本文首先对装载机做了一个整体的简介,然后对其工作装置的液压系统作了详细的介绍,然后对其构成工作装置的各个部分元件及其功能也作了简要的介绍,由于本文重点是介绍装载机工作装置的液压系统,所以对液压模块重点介绍,而构成模块只是简要的介绍,不仅如此,本文也介绍了装载机工作装置液压系统的常见故障,且对这些常见故障所会发生的现象作了详细的解释,并给出了解决的措施及其方案,不仅如此,了解了液压的常见故障只是属于维修的范畴,而本文也给出了装载机工作装置液压系统的如何调整和保养以更好的保护装载机,延长其使用的年限。
关键字:工作装置,工作装置液压系统,液压系统常见故障,液压系统调整与保养1.装载机简介装载机基础知识介绍:一、用途装载机又叫铲车,是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施式机械,它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料,也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。
如果换不同的工作装置,还可以完成推土、起重、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。
二、分类常用的单斗装载机,按发动机功率,传动形式,行走系结构,装载方式的不同进行分类。
1、发动机功率:(1)功率小于74kw为小型装载机;(2)功率在74~147kw为中型装载机;(3)功率在147~515kw为大型装载机;(4)功率大于515kw为特大型装载机。
摘要轮式装载机是以轮胎式拖拉机为基础车,安装上铲斗作为工作装置的一种土方工程机械。
装载机的工作装置由铲斗、连杆、摇臂、动臂、转斗油缸、举升油缸组成,装载机的工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性等。
本文参阅了大量的装载机设计的参考书,选择反转六连杆机构这种结构形式作为所设计的装载机的工作装置的结构。
本文根据任务书中的要求,利用经验公式来计算确定铲斗的结构参数,装载机结构参数设计上,利用图解法确定动臂与铲斗、摇臂、机架,连杆与铲斗和摇臂等各个铰接点的位置,并对工作装置的各个部件的强度进行校核。
最后文中对装载机的工作装置的限位机构进行了简要的介绍,最后利用AutoCAD对装载机工作装置的各零部件的结构参数进行详细的结构设计。
关键词:轮式装载机,工作装置,结构参数, 铰接点,校核AbstractWheel loaders are based on car tires tractor, installation on a bucket as a working device earthmoving machinery. By a bucket loader working device, connecting rods, rocker, boom, the bucket cylinder, lifting cylinder components, Devices loader loader directly affect the rationality of production efficiency, workload, dynamic and kinematic characteristics.This paper reviews a number of loader design reference books, select Reverse six linkage form such a structure designed as a loader working device structures. This book, based on the requirements of the task, Empirical formula to calculate the structural parameters of the bucket, Loader design of structural parameters, a graphical method to determine the boom and bucket, arm, chassis, connecting rod and rocker arm and bucket pivot point in various positions, then the text of the bucket by the force of a typical way of a detailed analysis, the working device and the strength of the various components to be checked. Finally the text of the loader working device limiting mechanism are briefly introduced, and finally the use of AutoCAD loader working device on the structural parameters of the various components detailed structural design.Keywords: Wheel loaders, work equipment, architecture, design目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................. I I 1 绪论 (5)1.1国内外研究情况及其发展 (5)1.2装载机工作装置设计的趋势 (7)1.3 本课题的研究目的及意义 (8)2 装载机工作装置总体方案确定 (9)2.1装载机工作装置设计要求 (9)2.2装载机工作装置形式选择 (11)2.3装载机工作装置设计参数的确定 (12)2.5 本章小结 (14)3装载机工作装置结构设计 (15)3.1铲斗设计 (15)3.2工作机构连杆系统的尺寸参数设计 (19)3.3 动臂举升油缸的设计 (23)3.4连杆机构的设计 (24)3.5工作装置的强度校核 (27)3.6工作装置连接设计 (35)3.7本章小结 (38)4 装载机工作装置液压系统设计 (39)4.1转斗油缸及举臂油缸的设计计算 (39)4.2油缸结构设计 (40)4.3稳定性校核 (40)4.4本章小结 (41)5 总结与展望 (42)5.1 结论 (42)5.2 不足与展望 (43)参考文献 (44)附录 ................................................................... 错误!未定义书签。
唐山学院毕业设计(论文)实习报告设计(论文)题目:ZL50装载机工作装置设计系别:_______机电工程系________ 专业:__机械设计制造及其自动化_ 姓名:__________________ 指导教师:___________________ 辅导教师:___________________2015年3月22日一、实习调研时间2015年3月10号到2015年3月21号二、实习调研地点河北省唐山市三、实习单位和部门唐山华鼎机械有限公司、唐山盾石机械制造有限公司、唐山冶金矿山机械厂、开元集团四、实习调研内容在唐山华鼎机械有限公司的热加工车间我们看到了铝制减速器外壳的加工过程。
拥有各类设备200多台,其中压铸设备5台:包括 800吨压铸机一台,1000吨压铸机一台,1250吨压铸机两台,1600吨压铸机一台;机加工设备有:加工中心及数控设备28台,十条机加工生产线,一条浸渗生产线。
工人先将铝锭放入熔炉溶化成铝水,再送到压铸机旁边的熔炉里。
压铸机合模,工人浇铸铝水,冷却,开模,取出铸件。
其中有两台压铸机,一台由人工浇铸铝水,另一台自动浇铸铝水,提高了生产效率,降低了工人劳动强度。
观察铸造工程中用的凹凸模,并分析其结构、作用、主流道分流道设计、交口的位置、侧抽芯机构的设置、铸件的取出机构等等,让我们与课本知识联系起来。
在机加工车间我们看到了正在加工的减速器外壳,在生产线上大部分为自动化的数控设备。
减速器外壳加工过程中孔加工比较多,而且夹具设计比较复杂。
在唐山盾石机械制造有限公司,我的感觉就是该公司成产的设备非常之大,给人一种震撼。
当然了,加工设备也非常大。
给我印象最深的的是一个齿轮的直径有5、6米,还有这样的圆筒。
如此大的圆筒用一个非常大的卷板机卷出,而这样的机器全国也没有几台。
我们实习过程主要参观了机加部、金结部。
机加部和金结部负责机械加工、技术结构制造、成台设备组装。
关键设备有:直径3-13米普通及高精度数控立式机床、直径4-12.5米的高精度滚齿机、250及260落地镗床、4-8米龙门铣床及刨床、大型磨床、设备从德国引进的滚刀刃磨机和2500齿轮检测仪、100-200吨筒体车床、200吨焊转胎、200吨整体退火窑和各类大型热处理设备、50-160吨桥式吊床、可冷卷125毫米钢板的大型卷板机、从意大利引进的自动窄间隙埋弧焊接中心和双弧焊接中心、钢板除锈预处理设备、从德国和日本引进的大型数控及光电跟踪火焰切割机等设备。
目录摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ⅠA b s t a c t┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈Ⅱ第一章前言┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11.1 选题来源及目的意义┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11.2 国内外研究现状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11.3 本文的主要工作┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 3第二章装载机工作装置设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈42.1装载机工作装置设计概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 42.2结构型式选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 42.3 本章小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6第三章铲斗的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈73.1铲斗设计要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈73.2铲斗斗型的结构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈73.2.1切削刃的形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 73.2.2铲斗的斗齿┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 83.2.3铲斗的侧刃┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 83.2.4斗体形状┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 83.3 铲斗基本参数的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 83.4 斗容的计量┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 113.4.1几何斗容(平装斗容)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈113.4.2额定斗容(堆装斗容)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈123.5 本章小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 13第四章工作装置的结构设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈144.1工作机构连杆系统的尺寸参数设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈144.2机构分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈144.3设计方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈154.4尺寸参数设计的图解法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈154.4.1 确定坐标系┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 154.4.2 画铲斗图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 154.4.3 确定动臂的长度┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 164.4.4 确定动臂与铲斗的铰接点B┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 174.4.5 确定动臂与机架的铰接点A┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 174.4.6确定动臂与摇臂的铰接点E┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 184.4.7 确定连杆与铲斗和摇臂的两个铰接点C、D┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 184.4.8 确定举升油缸与动臂和机架的铰接点H及M点┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 204.5确定动臂油缸的铰接位置及动臂油缸的行程┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈214.5.1动臂油缸的铰接位置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈214.5.2动臂油缸行程l 的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈22H4.5.3 最大卸载高度和最小卸载距离┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈234.7 本章小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 23第五章工作装置的强度计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈255.1计算位置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈255.2外载荷的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈255.3工作装置的受力分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈275.4工作装置的强度校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈295.4.1水平偏载┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈295.4.2垂直偏载┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈315.5 工作装置的强度校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 335.5.1 动臂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 335.5.2 铰销┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 365.5.3 连杆┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 375.5.4 摇臂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 385.6 本章小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 41第六章装载机工作装置中油缸作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈426.1装载机油缸作用力分类┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈426.2转斗油缸的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈436.3动臂油缸的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈466.4转斗油缸与动臂油缸被动作用力的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈476.5 本章小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 47第七章工作装置的限位机构┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈487.1铲斗转角限位装置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈487.2动臂升降的自动限位机构┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈497.3 本章小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 49第八章工作装置的液压系统┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 508.1 液压系统概述┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 508.2 液压系统的工作原理┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 508.2.1 动臂液压缸工作回路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 508.2.2 转斗液压缸工作回路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 508.2.3 自动限位装置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 508.2.4 转向液压缸工作回路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 518.2.5 铲斗液压基本回路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 518.3 液压元件及油路分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 518.3.1 液压系统的组成┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 518.3.2油路分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 528.4 本章小结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 53第九章全文总结┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 549.1 结论┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 549.2 不足与展望┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 54参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈56 致谢┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈57ZL50轮式装载机工作装置设计摘要轮式装载机是以轮胎式拖拉机为基础车,安装上铲斗作为工作装置的一种土方工程机械。
ZL05装载机总体及其工作装置设计
装载机是工程机械的主要机种之一,作业效率高,本次设计的题目是ZL05装载机总体及其工作装置设计,此设计的主要内容如下:装载机总体计算及分析,包括发动机参数选择,整机性能参数确定,总体参数评价,装载机铲装阻力的计算,整机的自重及桥荷分配,最大牵引力计算,最大爬坡度计算。
装载机总体中工作装置设计,包括铲斗斗型的选择,铰点位置确定,动臂、摇臂、拉杆长度和截面形状确定,工作装置受力分析及校核强度,各铰销强度校核,拉杆稳定性计算。
液压系统的分析与计算,包括工作液压系统设计参数及压力计算,油缸所需流量计算,油泵的选择,液压件的选择,转向液压系统的最小转弯半径,转向阻力及工作压力计算。
前后车架的铰接力式及工艺要求。
此外,还在ADAMS中建立了此装载机工作装置的模型并进行了运动仿真,并且测出了其最大卸载高度和斗尖的位移﹑速度﹑加速度曲线。
第一章引言
1.1 设计任务和基本要求
为适应工程施工,市政建设及农用水利工地的砂石灰土等各种散装物料的装运需要,提出设计小型轮式装载机的任务。
基本要求:
⑴以“GB3688.1—84”轮式装载机的基本系数的要求为设计依据。
⑵整机主要参数达到或超过我国同级别装载机水平。
⑶贯彻“三化”,方便生产,方便用户。
⑷力争降低制造成本。
1.2 主要部件结构形式
⑴变速箱:小四轮拖拉机变速箱。
⑵驱动桥:后桥驱动,小四轮拖拉机驱动桥。
⑶离合器:小四轮拖拉机主离合器。
⑷制动器:小四轮拖拉机制动器。
⑸工作装置:单板Z型反转四连杆机构,单摇臂、卧式动臂油缸。
⑹车架:铰接式车架,全部钢板式焊接。
⑺转向器:摆线转子式全液压转向器。
⑻轮胎:T.50—16。
1.3 主要技术参数
型号:ZL05
额定装载质量(kg):500
额定斗容量(m3):0.25
最大卸载高度(mm):大于1900
相应卸载距离(mm):大于800
轴距(mm):1540
轮距(mm):1150
最小离地间隙(mm):245
车速(km/h):前进:V1=1.9, V2=4.4
V3=5.97, V4=7.1
V5=13.9, V6=22.2
后退:V R1=4.58
掘起力(KN):1100 最大牵引力(N):9000 发动机额定功率(kW):15 机重(kg):1800
第二章总体设计
第二章总体设计
2.1 基本结构原理图
图2-1基本结构原理图
2.2 基本参数选取与确定
⒈额定斗容:0.25m3,根据物料比重范围可加大,一般取0.25~0.29 m3之间。
⒉额定载重:500㎏。
⒊最大卸载高度:1900mm,此高度满足CA141以下车辆满载要求。
⒋卸载距离:800mm,能满足CA141卡车要求。
⒌最大卸载角:地面与最高卸载位置均应达到45°,以满足小型装载机的多用途要求。
⒍动臂举开时间:根据JB标准,参照相近规格样机,考虑到我国装载机液压系统的压力范围及元件(泵,阀,接头等)的制造质量确定。
动臂举开:不大于5秒
动臂下落:不大于2.7秒
卸料时间:不大于1.6秒
⒎行使速度
因采用小四轮拖拉机的传动系统,所以速度范围相同,即:
车速(km/h):前进:V1=1.9, V2=4.4
V3=5.97, V4=7.1
V5=13.9, V6=22.2
后退:V R1=4.58
⒏越野性
最小离地间隙:0.245m,较高,通过性好
最大爬坡度:22°
最小转弯半径:3200mm
最大外形尺寸:3734×1350×2363mm。
(为获得较好的通过性及紧凑的结构外形,采用对比、差值方法,选取上述参数)
⒐主要尺寸及重量分布
ⅰ)轴距:1540mm
ⅱ)轮距:1150mm
从整机静态及动态稳定性计算及通过性来确定上述参数。
ⅲ)由结构布置及最小转弯半径来确定前后车架的铰接位置,取中点偏前的方案。
ⅳ)整车重量:考虑到发动机功率储备不大,机重取Q=1800㎏
空载时前桥:后桥=35%:65%
满载时前桥:后桥=60%:40%
⒑方向机采用摆线式液压转向器,可靠性好,适应小型装载机使用。
⒒驱动方式:后桥驱动。
考虑到直接采用小四轮的传动系,结构简单,降低制造成本,采用单桥驱动。
不足之处:影响牵引力的发挥,但对额
第二章总体设计
定载重量为500㎏的装载机,发动机仅为15HP,基本可以满足装载散装物料的要求。
⒓变速箱:人力换档变速箱。
这种变速箱是靠操纵杆件及拨叉夹拨动齿轮,使不同齿轮啮合,对啮合换挡,换挡时,必须切断动力,并且有冲击。
但其结构简单,制造容易,适用于小型机械传动装载。
2.3 发动机
型号:SD1100ND型
ⅰ)卧式、单缸、四冲程
ⅱ)缸径×引程:100×115mm
ⅲ)额定转速及功率:2200r/min,11KW
ⅳ)最大扭矩及转速:450N•m,1600~1700r/min
ⅴ)燃油消耗率:250.2KW/h
ⅵ)净重:185㎏
ⅶ)冷却及启动方式:冷凝,电启动
2.4 液压系统
⒈考虑到小型装载机,柴油机功率不大,采用工作装置和转向系统共泵的方案。
选用齿轮泵:CB—G1025
q=25.4ml/r,η额=200rpm,n max=3000rpm,P=16Mpa
⒉多路换向阀
额定压力:P=16Mpa
额定流量:Q=63L/min
型号:DL —b15L—Tw—GL—GC
⒊油缸
动臂缸:HSGL01—50/28E—1101
铲斗缸:HSGL01—63/35E—130r 转向缸:HSGL01—40/22E—2801 系统压力:P=12.5MPa
第三章
工作装置设计
第三章 工作装置设计
3.1 概述
装载机的铲掘和装卸物料作业是通过工作装置的运动实现的,装载机的工作装置是由铲斗、动臂、摇臂、连杆及转斗油缸和动臂油缸组成。
铲斗与动臂及通过连杆或托架与转斗油缸铰接,用以装卸物料;动臂与车架及与动臂油缸铰接,用以升降铲斗。
铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。
3.2 铲斗基本参数的确定
3.2.1 Bg 的确定
Bg 要大于装载机每边轮胎宽度5~10cm ,则
Bg=1374mm
3.2.2 回转半径R 0
0R =
2
01
1
{0.5(cos )sin [0.5(1)]}
2
180
p
g
g
z
k
ctg b B πν
ννλλλννλ+---
图3-1 铲斗基本参数简图。