ZL30轮式装载机总体及工作装置设计.doc

1、摘 要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；按行走系统结构不同，分成轮式装载机与履带式装载机；按卸料方式不同，分为前卸式（前端式）、后卸式与回转式装载机。此次的毕业设计论文先对装载机的发展概况及设计的指导思想、特点、任务进行概述，然后确定方案，在技术设计部分罗列了ZL30装载机的主要技术性能和参数，进行了牵引特性计算。主要是针对国产装载机ZL30的

2、工作装置进行设计，包括它的铲斗的选择包括：结构形式，具体参数，铲斗容量。然后进行的是其连杆机构的设计包括动臂的一些数据计算以及连杆机构中一些组件的尺寸，以及工作装置的强度的计算，采用受力分析法进行计算分析。关键词：装载机；工作装置；连杆；铲斗 Abstract Loader piles is mainly used to handling bulk material, but also to carry out the work of digging shovel mild. Because it applies to construction, mining, railways, highw

3、ays, water and electricity in all sectors of the national economy, therefore, at home and abroad, production and rapid development of varieties, is a mechanical engineering major models.Loader according to different application requirements,development of the structure of different types. Usually, b

4、y the use of different occasions, into the open air and underground loader used loader used; by running a different system structure, divided into wheel loaders and crawler loaders; in different ways according to discharge into the former dump (front-end ), after the dump loaders and rotary. The des

5、ign of the graduation thesis mainly deals with domestic Loader ZL30 devices work system design.At first,I introduce the developing trend of the loaders,and explained the main designing idea, designing characteristic and designing task.The second part is the whole designing prgram.In the technical de

6、signing part,the main technological parameters and technological features of the ZL30 loader are listed，then I design the choice of bucket include: the structure of the form of specific parameters, bucket capacity. And then proceed to the design of the linkage mechanism includes a number of boom and

7、 linkage data of some components of the size, as well as the calculation of the strength of devices, the use of force analysis method calculation and analysis.Key words：loader；work device；connecting rod；bucketI目录前言11 装载机的发展和应用31.1 装载机的概述31.2 装载机的发展51.2.1 国外装载机的发展概况51.2.2 我国装载机的发展情况51.2.3 目前装载机的特点和发展

8、趋势62 装载机总体设计92.1 装载机各总成部件结构形式选择92.1.1 液力机械传动系部件形式的选择92.2 装载机总体参数确定102.2.1 确定轴距和轮距102.2.2 插入阻力112.2.3 铲起阻力122.2.4 转斗阻力矩122.2.5 总阻力矩的计算132.2.6 装载机的使用重量142.2.7 确定发动机功率142.3 各部件的布置162.3.1 发动机和传动系的布置162.3.2 工作装置布置162.3.3 驾驶室的布置173 工作装置设计193.1 工作装置结构分析193.1.1 装载机工作装置概述193.1.2 工作装置结构类型的分析203.2 铲斗设计223.2.1

9、铲斗设计要求233.2.2 铲斗结构形式的选择233.2.3 铲斗基本参数的确定253.3 工作机构连杆系统的尺寸参数设计293.3.1 工作装置结构设计293.3.2 动臂设计303.3.3 连杆机构设计333.4 工作装置强度计算363.4.1 确定工作装置的计算位置363.4.2工作装置载荷分析373.4.3 工作装置受力分析383.4.4 工作装置受力分析393.4.5 工作装置强度校核43结论46致谢47参考文献48附录A49附录B53前言装载机是一种作业效率高且用途广泛的工程机械，可以对散状物料进行铲装、搬运、卸载及平整作业，还可以进行轻度的铲掘工作，若更换换装相应的工作装置，还可

10、以可以进行推土、起重装卸木料及钢管等作业。因此，它被广泛应用于建筑、铁路、公路、水电、港口、矿山、农田基本建设及国防等工程。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作用，因此近几年来无论在国内还是在国外装载机品种和产量都得到迅速发展，成为工程机械的重要机种之一。在近20年内，我国装载机从无到有，并形成了独立的系列，通过实践证明，从整机性能结构形式及主要参数如：牵引性、动力性、机动性、稳定性、操纵性、及单位自重功率、单位斗容功率和单位载重量等综合技术指标来看，已接近或达到国外水平。但由于各种原因，产品的质量与先进的工业国家相比还有一定的差距。近期装载机在结构上没

11、有重大的突破，但有不少的改进。目前国内轮式装载机的发展趋势：1) 大型和小型轮式装载机，在近几年发展过程中，受到客观条件及市场需求量的限制。竞争最为激烈的中型装载机更新速度越来越快。2) 各个生产厂家根据实际情况，重新进行总体设计，优化各项性能指标，强化结构件的限制级刚度，以及整机可靠性能得到提高。3) 优化系统结构，提高系统性能。如动力系统的减震、散热系统的结构优化、工作装置的性能指标优化及各铰点的防尘、工业造型设计，逐步引进最新的传动系统和液压系统技术，予以国产化、商业化，降低能耗，提高性能。4) 利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用，提高效率、节约能源、降

12、低装载机作业成本。5) 提高安全性、舒适性。6) 降低噪声和排放，强化环保指标。7) 广泛利用新材料、新工艺、新技术，特别是机电液一体化技术，提高产品的寿命和可靠性。8) 最大限度地简化维修，尽量减少保养次数和维修时间，增大维修空间，品牌普遍采用电子监视及监控技术，进一步改善故障诊断系统，提供排除问题的方法。此次的毕业设计论文主要是针对国产装载机ZL30的工作装置系统进行设计，包括它的铲斗的选择：结构形式，具体参数，铲斗容量。然后进行的是其连杆机构的设计包括动臂的一些数据以及连杆机构中的一些组件尺寸，以及工作装置的强度计算，并采用材料力学的相关知识对其受力分析和计算分析。1 装载机的发展和应用

13、1.1 装载机的概述 装载机按发动机功率可分为特大型、大型、中型和小型四种。小型装载机的功率小于74kw；中型装载机的功率为74147kw；大型装载机的功率为147515kw；特大型装载机的功率大于515kw。装载机按行走装置的不同可分为履带式和轮胎式两种。轮胎式装载机是以轮胎式专用地盘为基础，配置工作装置和操纵系统而构成。轮胎式装载机具有速度快、重量轻、维护方便效率高、行走时不破坏路面、机动灵活等特点。履带式装载机是以专用地盘或工业拖拉机为基础，装上工作装置及操作系统组成。履带式装载机因履带接地面积大，使得接地比压小，通过性好；重量大，附着性能好；重心低，稳定性好等特点。装载机按传动形式不同

14、可分为机械传动式、液力机械传动式、液压传动式和电传动式四种。目前，大中型装载机多采用液力机械式传动。装载机按卸料方式不同可分为前卸式、回转式和后卸式。前卸式装载机结构简单，工作安全可靠，驾驶员视野好，故应用广泛。回转式装载机的工作装置可以相对底架转动一个角度，使得装载机在工作时可以与运输车辆成任意角度，装载机原地不动依靠回转卸料。因此，回转式装载机可在狭小的场地工作，但其结构复杂，侧向稳定性不好。后卸式装载机前端装料，向后卸料。在作业时不需要调头，可直接向停在装载机后面的运输车辆卸料。但卸料时铲斗必须越过驾驶室，不安全，故应用不广泛，一半用于井巷作业。装载机的构造：装载机一般有发动机，车架，动

15、力传动系统，行走系统，工作装置，液压系统和操作系统等组成，发动机的液力变矩器把动力传给变速箱，然后经前传动轴和后传动轴分别传给前后驱动桥，以驱动车轮转动，工作装置是由动臂，铲斗，连杆机构，动臂油缸和转斗油缸等组成，动臂一端铰接在机架上，另一端和铲斗铰接连接。动臂的升降由动臂油缸带动，铲斗翻转则由转斗油缸通过连杆机构来实现，车架由前后两部分组成，中间用前后车架铰接联接，依靠转向油缸可使前后车架绕铰销相对地转动，以实现转向。装载机的作业方式：装载机是循环作业式的工程机械。它的一个作业循环由驶进料堆、铲取、后退、转向、驶进卸料目标和卸料等动作构成。其中，对物料的铲取方法和作业时运输车辆的配置方案，将影响生产率的高低。1） 铲取方法：装载机对物料的铲取方法有一次铲取和复合铲取两种方法。a. 一次铲取法：铲斗一次插入料堆，一次收斗而装满铲斗的铲取方法。作业时装载机从正前方驶进料堆，边进边放下铲斗，在料堆前1m