ZL50轮式装载机工作装置机械部分设计.docx

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ZL50轮式装载机工作装置机械部分设计

摘要……………………………………………………………………………1

关键词…………………………………………………………………………1

1前言………………………………………………………………………2

2绪论………………………………………………………………………2

2.1轮式装载机概述………………………………………………2

2.1.1装载机简介2

2.1.2装载机的主要技术性能参数2

2.1.3装载机的用途3

2.1.4装载机的分类3

2.2轮式装载机应用技术发展5

2.2.1国外轮式装载机发展现状5

2.2.2国外轮式装载机发展趋势6

2.2.3国内轮式装载机发展现状7

2.2.4国内轮式装载机发展趋势8

3装载机工作装置总体设计8

3.1工作装置的总体结构与布置8

4.2.2铲斗的分类16

4.2.3铲斗断面形状和基本参数确定16

4.2.4铲斗容量的计算19

4.4.2强度校核35

5结论36

参考文献37

致谢37

ZL50轮式装载机工作装置机械部分设计

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摘要：

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a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。

这次设计采用先进的现代设计方法，对这种轮式装载机工作装置进行了总体设计到零部件设计。

主要包括轮式装载机工作装置的关键零部件，并对重要零件进行了刚度、强度分析。

关键词：

装载机；机械化；工作装置

DesignOfZL50WheelLoaderWork-EquipmentMechanicalPart

Student:

LiZhuoFeng

Tutor:

WuBin

（QrientScience&TechnologyCollegeofHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China）

Abstract:

Loaderbelongstothesoilspadeandtransportmachine.Bytheinstallationofwholescraperbucket'ssupportstructureandlinkage,itmoveforwardloadingorexcavating,andupgrading,transportingandunloadingwithamachine.Itiswidelyusedinhighway,railway,construction,utilities,portsandmines,andotherconstructionprojects.Duetotheadvantageofhighspeedoperating,highefficiency,flexiblemotivation,simplifyoperation,loaderisusedoneofthemainmachineasconstructionofsoilandstoneintheengineerconstructionproject.Itplaysagreatroleinspeedinguptheconstruction,reducingthelaborintensityandimprovingquality.

Thedesignmakesfulluseofadvanceddesignmethods,designingfromwholedevicetocomponents.forWheelLoader,includingtheinstallationofcriticalcomponents,analysis.ofstiffness,strengthonimportantparts.

Keywords：

loader;mechanization;work-equipment

1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、农业、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。

本书主要论述露天工程用的轮式装载机设计。

装载机的设计，大致要经历：

进行整车布置、确定整机的主要性能参数，惊醒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率和较低的使用成本来衡量。

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。

2绪论

2.1轮式装载机概述

2.1.1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。

2.1.2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。

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。

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。

发动机额定功率：

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。

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。

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。

最小转弯半径：

指自轮胎中心或后轮外侧或铲斗外侧所构成的弧线至回转中心的距离，单位为mm。

最大牵引力：

指装载机驱动轮缘上所产生的推动车轮前进的作用力。

装载机的附着质量越大，则可能产生的最大牵引力越大，单位为kN。

最大掘起力：

指铲斗切削刃的底面水平并高于底部基准平面20mm时，操纵提升液压缸或转斗液压缸在铲斗切削刃最前面一点向后100mm处产生的最大向上铅垂力，单位为kN。

最大卸载高度：

指动壁处于最高位置，铲斗倾角为45°时，从地面到斗刃最低点之间的垂直距离，单位为mm。

卸载距离：

一般指在最大卸载高度时，从装载机本体最前面一点（包括轮胎或车架）到斗刃之间的水平距离，单位为mm。

工作装置动作三项和：

指铲斗提升、下降、卸载三项时间的总和，单位为s。

2.1.3装载机的用途

装载机是一种用途十分广泛的工程机械，可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料，也可以对岩石、硬土等进行轻度的铲掘工作。

此外，还可以进行刮平地面和牵引其他机械等作业。

换装相应的工作装置，装载机还可以进行推土、起重、装卸木料或钢管等作业。

2.1.4装载机的分类

装载机一般按以下特点来分类：

（1）按行走装置不同分

按行走装置不同可以分为轮胎式和履带式两种。

由于国产履带式装载机多是在推土机基础上形成及国内外使用和生产的绝大多数是轮胎式装载机，又因为这两类装载机除了行走装置不同外，其他系统和构造大体相似，所以本次设计也以轮式装载机为目标。

轮胎式装载机简称为轮式装载机，它由车架、工作装置、动力装置、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统和液压系统等组成。

（2）按使用场合不同分类

按使用场合不同可以分为露天用装载机和井下用装载机（铲运机）。

铲运机机构简单，国内外生产和使用的装载机绝大多数是露天轮式装载机，井下用铲运机是根据井下巷道的工作条件，对发动机的排污和噪音，整机高度和工作装置以及驾驶操作系统的布置等提出特殊要求后，在露天使用的装载机基础上变形设计而成的。

（3）按装载方式不同分类

按装载方式不同可以分为前卸式、后卸式、侧卸式和回转式。

轮式装载机基本上都是前卸式。

图1为现场中的装载机。

图1ZL50B型装载机

Fig.1ZL50Btypeloader

2.2轮式装载机应用技术发展

在经历了50~60年的发展后，到20世纪90年代中末期国外轮式装载机技术已达到相当高的水平。

基于液压技术、微电子技术和信息技术的各种智能系统已广泛应用于装载机的设计、计算操作控制、检测监控、生产经营和维修服务等各个方面，使国外轮式装载机在原来的基础之上更加“精致”，其自动化程度也得以提高，从而进一步提高了生产效率，改善了司机的作业环境，提高了作业舒适性，降低了噪音、振动和排污量，保护了自然环境，最大程度的简化维修、降低作业成本，使其性能、安全性、可靠性、使用寿命和操作性能都达到了很高的水平。

2.2.1国外轮式装载机发展现状

（1）产品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化发展

产品的系列化、成套化、多品种化成为主流。

为了适应市场需求，各厂商加快了产品的更新换代，如以卡特彼勒为代表的美国，以小松公司为代表的日本和装载机生产第三大集团西欧各厂家都加快推出多功能，全面兼顾动力性、机动性与灵活性的新产品，以满足不同用途用户的需求。

此外，装载机的大小规格向两头延伸，以适应大型露天煤矿或金属矿和狭窄施工场所，如仓库、货栈、农舍、地下等场所的装载作业。

这些产品如美国克拉克公司生产的675型，功率达1000kW，而日本东洋远般株式会社生产的310型，斗容量仅为0.11m3，功率为9.8kW。

此外，装载机还向高卸位、远距离方向发展。

如JCB公司开发了收缩臂式装载机，小松公司开发了能扩大作业范围带伸缩机构的装载机。

（2）采用新结构、新技术，产品性能日趋完善

近年开发的产品普遍采用了高性能发动机和自动换挡变速器、大流量负荷传感液压系统、前后防滑差速器、多片湿式盘式制动器、行走颠簸减振先进技术，并综合液压、微电子和信息技术制造，并应用了很多智能系统。

工作装置连杆机构推陈出新，各种自动功能更趋于成熟、完善。

（3）发展多种工作装置，不断满足市场需求

所有厂家的产品都强调一机多用