ＺＬ２０装载机工作装置毕业论文.docx

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1、ZL2 0装载机工作装置毕业论文目录第一章设计任务书第二章装载机的发展及应用第三章工作装置机构选型第四章 工作装置结构设计第五章 工作装置强度校核第六章工作装置中油缸作用力的确定第七章工作装置限位机构设计总结参考文献第一章任务书设计题目:ZL20装载机工作装置设计原始参数：额定整机轮轴轮胎额定 斗容:载重量:质量:距:距:规格:最大卸载高度:最小卸载距离:1 m32 0 KN6 5 KN1 4 8 0 mm2 3 0 0 mm16/70 2 02610 mm1 5 5 0 mm主要研究内容:根据给定的原始参数，采用设计装载机工作装置六连杆机构，并分析其运动特性和动力特性。主要内容包括：连杆机构

2、较点位置的设计以及各构件的结构设计；主要构件的强度和刚度校核计算；连杆机构运动特性与动力特性的分析。研究方法：比拟设计、作图试凑、图纸绘制主要技术指标（或研究目标）:1 ,设计图纸不少于3张A 0图；2,设计说明书不少于一份，字数不少于2 5 0 0 0字;3,外文翻译一篇，字数不少于2 0 0 0字。第二章装载机的发展与应用2.1 轮式装载机的介绍金属矿山的开采可划分为露天开采和地下开采两大类。我国露天矿采以矿石的比重约占70%,但从事地下开采的人员比露天开采的人员多。这是因为地下开采的条件复杂，使用的设备种类繁多，在产量相同的条件下，对地下矿投资的人力和物力远大于露天矿的缘故。保护自然环境

3、和合理地利用矿藏资源，是发展社会主义经济的必要条件。随着浅埋矿床的耗尽而愈来愈向深部开采，或当露天升采的深度很大而使地表遭受大面积的破坏时，就必须采用地下开采。可以预料今后地下开采仍将逐渐增加。不论是露天矿开采还是地下矿开采，对矿体较硬的金属矿山，都是经凿岩爆破将崩落松散矿石或岩石，经装运作业运至下步工序的作业地点。装载作业是矿山整个生产过程小既繁重又费时的作业。所以努力提高装载机械的作业能力，对实现矿山生产的高效率低消耗想着重要的作用。ZL系列轮式装载机是一种高效率的工程机械，具有结构先进，性能可靠，机动性强，操纵方便等优点。广泛应用于矿山，建筑工地，道路修建，水利工程,港口，货场，电站以及

4、其他工业部门，进行装载，推土，铲挖，起重，牵引等多种作业。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着重要作用，因此近几年来无论在国内还是国外装载机品种和产量都得到迅速发展，成为工程机械的主导产品之一。为适应装载机多功能作业的要求，轮式装载机已经向一机功能方向发展。这主要靠主机控制适合多种作业的组合工作装置完成。80年代国外装载机和液压挖掘机除了不断完善装，挖功能外，正向一机多能方向发展。许多公司竞相生产各式各样的辅助机构。这种机型使用范围很广，其产品受到用户的普遍关注。在通用拖拉机前端加装载装置，后部加挖掘装置可改装变形成前装后挖拖拉机，亦称挖掘装载机，俗称“两头忙”。工作

5、装置的性能分析过去多采用作图分析和手工计算法，工作量繁重，精度较低。当分析工矿较多时问题更为突出，为克服手工画图的误差。本次设计前面所进行的工作装置CAD设计是通过看资料、实物，通过初步分析、计算而确定的方案。其次要考虑各个工作液压缸作用力的均衡性，整机的稳定性，整机与地面的附着性、满足结构和布置的可能性，以综合比较初选方案，从而确定机构参数（一般来说，从计算机辅助分析中发现不合理的现象可究其原因，采取改进措施,是设计合理化。对已经拟订的各种方案可通过计算机辅助分析作进一步的取舍和修改，以便确定较合理的方案）。同时，通过性能分析能够很清楚的了解到这个装载机装置在各个位置或各种工况时的里和其它参

6、数，有利于更有效地使用挖掘装载机和使这种装载机工作效率得到最大限度的发挥。2.2 装载机在地下开采中的应用地下矿的开采，包括开拓、采准、回采三个步骤。开拓是矿山的基建工程，它是用井巷把地表与山地下矿体接通，并建成完整的运输、通风、排水的并巷工程，包括竖井、斜井、盲井、井底车场，如水泵房、变电室、机修站、火药库等,还有石门、阶段运输巷道、溜井等。采准是指掘进形成采区外形的一些巷道及为了回采工作面的碎岩和爆破而需要的自由空间。前者如采区的运输巷道、通风和人行天井，以及电耙巷道等，如切割槽、拉底空间、放矿漏斗等。回采就是做完采准后，在采区工作面进行的落矿、装运和管理作业。回采中的矿石装运作业是矿山生

7、产的重要环节。装载作业就是把开拓、采准、回采的矿石或岩石装入运输工具或卸入溜井开拓、采准和回采三者在使用装运机械方面对比起来，采准工程的特点是：它的装运作业工作量，是在阶段水平以上或矿房内部及矿床上下盘中进行的。一般地说，这些巷道断面尺寸小、长度短，分布在阶段水平以上不同的高度上，要求机械设备轻便灵活，便于调入和调出及迁移到不同高度上。在断面只寸很小的空间内工作，由于设备的调入迁移和使用都比较困难，致使采准工作的机械化程度低、工作效率低、成本高。因此采准工作量的多少，便成为衡量采矿方法好坏的重要指标之一。2.3 我国装载机的发展前景随着我国国民经济建设的调整发展，大型轮式装载机的需求量会有大幅

8、度上升，特别是西部大 开发，许多大型工程建设等，大型轮式装载机大有用武之地。另外，世界上生产大型轮式装载 机的国家、企业也不多，出口前景也非常好，苦于我们还拿不出产品。1999年，我国全行业ZL60型共销28台，ZL80型及ZL100型一台也未销售。因此，我国大型轮式装载机可以说是基本上未推向市场。影响推出市场的主要原因是，除开发水平较低外，主 要是配套件跟不上。大型 轮式装载机的配套件国内基本上没有，有少量的也是水平低，可靠性差，不太适用，进口配套件价格又太贵。因此大型轮式装载机的国内市场基本上被国外大公司所占领。我国装载机行业，特别是主要装载机制造企业，应抓住我国加入WTO后进口件价格降低

9、的机遇，进口一部分重要的关键部件，同时为尽量降低成本，加大力度开发一些目前已经有能力开发的零部件，如传动系统中的驱动桥、液压件中的缸、阀等,经过精心设计，开发出具有中国特色的大型轮式装载机。只要我们的产品能占领国内市场，也一定能打进国际市场。国产挖掘装载机及小型多功能装载机数量很少，在我国ZL20型以下属小型装载机，据1999年全行业主要企业统计,共销售小型装载机有1546台，能占全行业的8.2%。国外小型装载机及小型多功能装载机，包括挖掘装载机在内，市场份额已相当大。美国的山猫牌小型多功能装载机年销量在5万台左右，还有美国的凯斯、约翰迪尔、卡特彼勒、英国的JCB公司等的挖掘装载机及小型多功能

10、装载机年销量都在万台上。可见世界市场上挖掘装载机及小型多功能装载机市场是多么大，而中国目前这类产品基本上还没有。这类产品特别适用于市政建设、中小城镇建设、乡间非等级公路建设、一般公路的维护保养、港口码头作业，还有改造环境、植树造林等。特别是西部大开发，这类产品将有广阔的潜在市场。这类产品的开发，今后肯定是以静液压件传动为主，目前世界上小型装载机、小型多功能装载机基本上都是静液压传动。我国要能真正把这类产品发展起来，必须有自己的创新。装载机行业的广大企 业，特别是有能力的大企业，应加大创新力度，去争我国小型装载机、小型多功能装载机、挖掘装载机等这一巨大的潜在市场。我国西部3000米以上高海拔地区

11、及沙漠地区占了很大的面积，在实施西部大开发中，高原及沙漠型特殊用途装载机需要量较大，国内目前基本上还没有这类产品，而国外大公司在这方面已经有成熟的产品。因此，我国加入WT0后,这个巨大的潜在市场很可能被国外大公司所占领。我国的装载机行业从现在起应积极行动起来，与有关科研院所及有关发动机等配套件企业联合起来，尽快开发出具有中国特色的高原、沙漠型特殊用途装载机，去抢占我国西部这一潜在大市场。中型轮式装载机是国内最成熟而产量又大大过剩的产品。这种产品只要“入世”后实行国际采购，提高质量、水平、可靠性，那么大批进入国际市场的机遇就在眼前。第三章工作装置机构选型3. 1 概述图1-1装载机工作装置。1-

12、铲斗2.连杆3-动臂4-接臂5-转斗油缸6-动臂油缸装载机的工作装置由铲斗、动臂、摇臂一一连杆及液压系统组成,见图1一1。铲斗用以铲装物料；动臂和动臂油缸的作用是提升并使之与车架连接；转斗油缸通过摇臂一一连杆使铲斗转动。动臂的升降和铲斗的转动采用液压操纵，由动臂、动臂油缸、铲斗、转斗油缸、摇臂一一连杆及车架相互较接所构成的连杆机构，在装载机工作时要保证：当动臂处于某种作业位置不动时，在转斗油缸的作用下，通过连杆机构和铲斗绕其较接点转动；当转动油缸闭锁时，动臂在动臂油缸的作用下，提升或下降铲斗过程中，连杆机构应能使铲斗在提升时保持平移或斗底平面与地面的夹角变化控制在很小的范围，以免装满物料的铲斗

13、由于铲斗倾斜而使物料撒落；而在动臂下降时，又自动将铲斗放平，以减轻驾驶员的劳动强度，提高过去生产率。3.2工作装置典型机构分析综合国内、外轮式装载机的工作装置的形式，主要有7种类型的连杆机构。按照工作机构的构件数不同，可分为三杆、四杆、五杆、六杆和八杆连杆机构。按输入杆和输出杆的转向是否相同又可分为正传和反转连杆机构。(1 )正八连杆机构正传八连杆机构在转斗油缸大腔进油时转斗铲取，所以掘起力较大；各杆件尺寸配置合理时，铲斗具有较好的举升平移性能；连杆系统传动比较大，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；由于传动比，还可以适当的减小连杆机构的尺寸，因而司机视野得到了改善，但是一

14、定要“适当”，否则易使连杆系统倍力系数减小，影响崛起力的发挥。正传八连杆机构的主要缺点是机构复杂，不易实现铲斗自动放平。(2 )转斗油缸前置式正转六连杆机构转斗油缸前置式正转六连杆机构的转斗油缸与铲斗和摇臂直接相接，该构由两个平行四连杆机构组成，它可是铲斗具有较好的平动性能。它比八连杆机构简单，司机视野好。这种机构的缺点是转斗时油缸小腔进油，崛起力小；连杆机构传动比小，使得转斗油缸活塞行程较大，油缸加长，卸载速度不如八连杆机构;由于转斗油缸前置，使得前悬增大，影响整机稳定性和行使的平稳性；也不能实现自动放平。(3 )转斗油缸后置式正转六连杆机构转斗油缸后置式正转六连杆机构与上述机构相比较，前悬

15、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个平面内，从而简化了结构，改善了动臂与较销的受力状态。缺点是转斗油缸与车架的较接点较高，影响司机视野；转斗油缸小腔进油，崛起力较小。为了增大掘起力，需要提高液压系统压力或加大转斗油缸的直径，这样质量会增大。（4 ） 转斗油缸后置式反转六连杆机构转斗油缸后置式六连杆机构有如下优点：a.转斗油缸大腔进油时转斗r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 .恰当的选择各杆件尺寸，不仅能获得较好的铲斗平动性能，而且可以实现铲斗的自动放平行性；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与前桥之间的狭窄空间内，容易发生构件相互干涉。（5 ） 正转四杆机构正转四杆机构是七种连杆机构最简单的一种，容易保证四连杆机构实现铲斗举升平动，此机构前悬较小。缺点是转斗油缸小腔进油，油缸输出力较小，又由于