【畢業(yè)設(shè)計(jì)】裝載機(jī)設(shè)計(jì)資料
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大慶石油學(xué)院2007畢業(yè)設(shè)計(jì) ZL120型整體動臂裝載機(jī)設(shè)計(jì),學(xué)生姓名: 劉 斌指導(dǎo)教師: 趙偉民 教授,(課題來源:成都神鋼集團(tuán)有限公司),裝載機(jī),裝載機(jī)屬于鏟土運(yùn)輸機(jī)械類,是一種通過安裝在前端一個(gè)完整的鏟斗支承結(jié)構(gòu)和連桿,隨機(jī)器向前運(yùn)動進(jìn)行裝載或挖掘,以及提升、運(yùn)輸和卸載的自行式履帶或輪胎機(jī)械。 它是工程機(jī)械中不可缺少的裝備之一。,裝載機(jī)的分類,1) 按行走裝置不同可分為履帶式和輪胎式兩種。右圖是一種履帶式裝載機(jī)。這種裝載機(jī)堅(jiān)固耐用、與地面附著力大、接地比壓力小、越障礙物能力強(qiáng),但其質(zhì)量大、運(yùn)動慣性大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、磨損嚴(yán)重、維修量大、運(yùn)行速度受限制,而且不能起吸收振動和緩和沖擊的作用。,,右上圖是一種輪式裝載機(jī)。這種機(jī)型采用雙臂支承鏟斗,鏟斗工作平穩(wěn)性好,受力狀況也較好,但兩臂之間有一定尺寸,這導(dǎo)致結(jié)構(gòu)尺寸擴(kuò)大,可能與輪胎等發(fā)生干涉,結(jié)構(gòu)不好布置。 右下圖也是一種輪胎式裝載機(jī)。這種機(jī)型采用單臂支承鏟斗,鏟斗工作平穩(wěn)性及受力狀況均不如雙臂支承,但此型式結(jié)構(gòu)緊湊,結(jié)構(gòu)易與布置。,2)按裝載方式不同分類按裝載方式不同可分為前卸式、后卸式、側(cè)卸式和回轉(zhuǎn)式。輪式裝載機(jī)基本上都是采用前卸式。 3)按轉(zhuǎn)向方式不同分類按轉(zhuǎn)向方式不同可分為整體式和鉸接式。 4)按使用場合不同分類按使用場合不同分為露天用裝載機(jī)和井下用裝載機(jī)。 此外,還有一些分類方式。如按傳動形式不同可分為機(jī)械傳動、液壓傳動、電傳動等。,主要設(shè)計(jì)參數(shù):,1)斗容量4 m3 ; 2)額定載重量80kN; 3)發(fā)動機(jī)功率200kW; 4)最大掘起力210kN; 5)最大卸載高度3500mm;6)動臂提升時(shí)間6.5s; 7)三項(xiàng)和時(shí)間12s; 8)最大轉(zhuǎn)向角35°; 9)最小轉(zhuǎn)彎半徑6800mm;10)行駛速度:前進(jìn)第4擋36km/h;后退第3擋 20km/h; 11)后橋擺動角10°; 12)外形尺寸8500×3200×3450mm 13)整機(jī)質(zhì)量18500kg。,裝載機(jī)總體設(shè)計(jì),裝載機(jī)的總體布置應(yīng)從保證其主要性能出發(fā),在總體設(shè)計(jì)和各總成部件設(shè)計(jì)的密切配合下,根據(jù)使用要求和橋荷分配來協(xié)調(diào)各總成的性能 ,并確定和控制它們的位置、尺寸和重量。總體布置不僅應(yīng)使裝載機(jī)具有良好的使用性能,而且必須保證操作輕便、拆裝容易和維修方便。,1)車架連接和傳動軸的布置① 鉸接車架鉸銷中心布置在前后橋軸線中間偏前位置 。 如右圖所示,采 用這種布置方式, 裝載機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí), 前輪轉(zhuǎn)彎半徑大 于后輪轉(zhuǎn)彎半徑, 作業(yè)阻力增大, 作業(yè)效率低,操 作性能不好。,② 鉸接銷布置在前后橋軸線的中心。如右圖所示,采用 這種布置方式,裝載 機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí),前后輪軌 跡相同,這不僅在松 軟地面上可以減小轉(zhuǎn)向阻力矩和行駛阻力, 而且前輪能通過狹小的 場地,后輪也能順利通 過,司機(jī)操作性能好, 但是這種布置方式就整 個(gè)傳動系統(tǒng)來說,排列 比較困難。,傳動軸布置在裝載機(jī)的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi),并盡可能成水平布置,使中間傳動軸的中點(diǎn)和車架的鉸接銷中心線重合,這樣才能保證轉(zhuǎn)向時(shí),萬向節(jié)作等速轉(zhuǎn)動。 2)工作裝置的布置工作裝置布置在裝載機(jī)的前部,工作裝置各構(gòu)件的布置主要是確定動臂的長度和各鉸接點(diǎn)的位置。動臂和車架連接的鉸接點(diǎn)的位置,應(yīng)不影響駕駛員的視線。鉸接點(diǎn)前后位置選取時(shí),若鉸接點(diǎn)位置前移,卸載的距離增大,穩(wěn)定性降低。因此,在不影響卸載距離的條件下,盡可能向后布置。,輪式裝載機(jī)工作裝置設(shè)計(jì),輪式裝載機(jī)工作裝置 由鏟斗、連桿、搖臂、 動臂、轉(zhuǎn)斗油缸、舉升 油缸組成。 如圖,1為搖臂,2為 動臂,3為鏟斗, 4為 連桿。,輪式裝載機(jī)工作過程,輪式裝載機(jī)是一種鏟、裝、運(yùn)、卸一體化的自行式設(shè)備,它的工作過程由六種工況組成。 1)插入工況 動臂下放,鏟斗放置于地面,斗尖觸地,斗底板與地面呈3°~5°傾角,開動裝載機(jī),鏟斗借助機(jī)器的牽引力插入料堆。 2)鏟裝工況 鏟斗插入料堆后,轉(zhuǎn)動鏟斗鏟取物料,待鏟斗口翻至近似水平為止。,3)重載運(yùn)輸工況 鏟斗鏟裝滿物料后舉升動臂,將鏟斗舉升至運(yùn)輸位置,然后驅(qū)動機(jī)器駛向卸載點(diǎn)。 4)舉升工況 保持轉(zhuǎn)斗缸長度不變,操縱舉升缸,將動臂舉升至上限位置,準(zhǔn)備卸載。 5)卸載工況 在卸載點(diǎn),在舉升工況下操縱轉(zhuǎn)斗油缸使鏟斗翻轉(zhuǎn),向運(yùn)輸車輛中卸載,鏟斗物料卸凈后下放動臂,使鏟斗恢復(fù)至運(yùn)輸位置。 6)空載運(yùn)輸工況 卸載結(jié)束后,裝載機(jī)由卸載點(diǎn)空載返回裝載點(diǎn)。,工作裝置設(shè)計(jì)要求:要具有較強(qiáng)的工作能力,鏟斗插入料堆的阻力要小,在料堆中鏟掘的能力大,能耗低。工作機(jī)構(gòu)的各桿件受力狀態(tài)良好,強(qiáng)度壽命合理。要保證必要的卸載角、卸載高度。輪式裝載機(jī)工作機(jī)構(gòu)屬于連桿機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì)中要特別注意防止各個(gè)工況出現(xiàn)構(gòu)件相互干擾、“死點(diǎn)”、“自鎖”和“機(jī)構(gòu)撕裂”等現(xiàn)象 。,連桿系統(tǒng)設(shè)計(jì),連桿系統(tǒng)有以下幾種類型:1)正轉(zhuǎn)八桿機(jī)構(gòu) 2)轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu) 3)轉(zhuǎn)斗油缸后置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)4)正轉(zhuǎn)四桿機(jī)構(gòu) 5)轉(zhuǎn)斗油缸前置式正轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu) 6)正轉(zhuǎn)五桿機(jī)構(gòu) 綜合考慮各種機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),本次設(shè)計(jì)選用轉(zhuǎn)斗油缸后置式反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)。,機(jī)構(gòu)分析,右圖所示裝載機(jī)采用反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)。反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)和動臂舉升機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分組成。轉(zhuǎn)斗機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)斗油缸、搖臂、連桿、鏟斗、動臂和機(jī)架六個(gè)構(gòu)件組成。舉升機(jī)構(gòu)主要由動臂舉升油缸和動臂組成。,根據(jù)要求,采用 圖解法作圖,得到 反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)如圖。在此數(shù)據(jù)的基礎(chǔ) 上,可設(shè)計(jì)出各構(gòu) 件。 各構(gòu)件如圖所示,搖臂,連桿,動臂,鏟斗,動臂實(shí)體網(wǎng)格圖,,動臂應(yīng)力分析圖,,動臂靜態(tài)位移圖,,,工作裝置設(shè)計(jì)完之后,則可畫出底座,完成 裝載機(jī)總圖,如下。,,,,,,,,,,,,,,,,,,結(jié)論,經(jīng)過三個(gè)月的忙碌,畢業(yè)設(shè)計(jì)至今已基本完成。在這段時(shí)間里,主要完成了以下工作。查閱各種資料,詳細(xì)了解了裝載機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、用途、分類、基本組成等相關(guān)知識。在此基礎(chǔ)上,完成了裝載機(jī)的總體設(shè)計(jì)及工作裝置設(shè)計(jì),工作裝置結(jié)構(gòu)分析與校核以及整機(jī)穩(wěn)定性驗(yàn)算。繪出圖紙折合0號圖5張,設(shè)計(jì)計(jì)算書40余頁, 外文資料翻譯5000余字。,,所設(shè)計(jì)裝載機(jī)的特點(diǎn):1、國內(nèi)現(xiàn)有的輪式裝載機(jī)大部分都是采用雙臂結(jié)構(gòu),而此次設(shè)計(jì)的裝載機(jī)則是采用整體動臂結(jié)構(gòu)。2、工作裝置選用反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)。,,謝謝各位老師參加我的答辯,敬請老師提出寶貴意見,謝謝!,
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