ZL40裝載機工作裝置設計開題報告

PAGE2PAGEXXXXXX設計（XXX）開題報告姓名所屬院系所學專業(yè)指導教師填表日期：年月日姓名學號班級專業(yè)畢業(yè)時間20XX年7月20XX年7月畢業(yè)設計（論文）題目一、課題來源（包括研究目的、意義、國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢）1、課題背景我國基礎建設投資的正在持續(xù)高速增長,公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設工程的土石方施工都涉及到了裝載機。與其他類型的裝載機相比ZL40型裝載機的技術更加的成熟，這是由于起點比別的機型更高。除了技術上的先進外，其功能上優(yōu)點使得ZL40型裝載機在國民經(jīng)濟建設中十分的受歡迎，采礦業(yè)，基礎建設，水利建設，港口建設，房地產業(yè)都是ZL40裝載機的潛在市場。土石方工程中對小型裝載機的需求部分被中型所替代；國家加強了資源及環(huán)境保護，整頓煤炭工業(yè)結構，限制小煤礦開采，影響煤礦系統(tǒng)對小型裝載機的需求，對ZL40中型裝載機的需求增加；各貨站、港口散裝物料的周轉、裝卸作業(yè)更趨于向中型、自動化方向發(fā)展，近年來特別是道路工程中路基的填挖，搶險救災，城鎮(zhèn)基礎建設在這種特殊環(huán)境下都需要工作效率突出適應性強的ZL40中型裝載機，因此ZL40型裝載機在未來幾年的需求會逐漸的增加，而高質量、中價位、經(jīng)濟實用型高功率將是ZL40裝載機的主要發(fā)展方向。2、課題的目的截止目前，我國ZL40裝載機已發(fā)展到第四代，是輪式裝載機中技術積累最長的一類，現(xiàn)在市場上的ZL40裝載機主要用于裝卸土壤，砂石，石灰，煤炭散狀物料，工作效率對裝載機在未來的市場競爭中非常重要，其中工作裝置的合理設計又是提高裝載機工作效率的重要途徑，它可直接影響裝載機的生產效率，工作負荷，動力和運動特性，及不同工況下的作業(yè)效果工作循環(huán)時間，因此從ZL40裝載機的工作裝置結構優(yōu)化入手在現(xiàn)有的技術條件下對裝載機的工作裝置進行深入的研究，從而設計一臺工作效率較高，價格適中，適應性強的ZL40裝載機是非常有市場價值的。此外畢業(yè)設計是學生理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié)，是學生綜合運用，鞏固基礎理論，專業(yè)技術和專業(yè)知識的機會。通過畢業(yè)設計，鞏固和擴大我們在校期間所學的基礎知識和專業(yè)知識，訓練我們綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。培養(yǎng)我們獨立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)造的分析、解決技術問題的能力。檢查學生對所學知識掌握的程度，能夠提高學生解決實際問題的能力和獨立工作的能力，并掌握機械設計的一般方法和步驟，是學生獲得知識的重要環(huán)節(jié)。因此，要求設計者在設計過程中必須端正態(tài)度，嚴格認真，盡可能多的查閱有關書籍，搜索資料，刻苦鉆研，對比分析，取長補短，大膽創(chuàng)新，對以后的發(fā)展有很好的幫助作用。3、課題的意義中型ZL40裝載機主要用來裝卸土壤，砂石，石灰，煤炭散狀物料，由于本身機重，功率等條件的限制使得其工作效率不高，因此從工作裝置的結構優(yōu)化入手在成本投資沒有大的投入下設計一臺工作效率突出且性價比高的ZL40中型裝載機是非常有潛在價值的。這不僅可以提高現(xiàn)在ZL40裝載機的工作效率，使得其對工作環(huán)境的適應性能更強，性價比更高，在未來ZL40裝載機激烈的市場中占據(jù)先機。4、國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢（1）國內目前國內ZL40裝載機的主要研究生產廠家及產品：柳工的ZL40C、廈工的ZL40CII、徐工的ZL40GL、山工的ZL40D、成工的ZL40B，各機型主要性能參數(shù)如下表：機型柳工ZL40C廈工ZL40CII徐工ZL40GL山工ZL40D成工ZL40B鏟斗容量(m3)2.0-3.02.2m31.8-2.422.3卸載高度-卸載角度為45°28002820mm290028503094卸載距離-卸載角度為45°1000102010409201188挖掘力（掘起力）(kN)110110115100136額定功率(kw/rpm)125/2000125/2100128/2000127/2000128/2200柳工ZL40C的特點:ZL40C裝載機是柳工借鑒了卡特彼勒技術結合國內的工作環(huán)境而研制成的產品，它采用了機器人自動焊接，抗過載能力強，抗扭系數(shù)高，工作裝置采用了加強型設計，耐沖擊穩(wěn)定性好，載重能力強?？梢栽賽毫拥臈l件下工作ZL40C的傳動部件以可靠著稱，使用壽命長。ZL40C的工作裝置可以有效的抵御大負荷沖擊和分散應力。大流量液壓系統(tǒng)，提高了各部位動作反應速度，降低了動作循環(huán)時間，工作效率明顯提高。良好的散熱能力提高了部件的壽命和工作效率。廈工ZL40I的特點：功率強大的六缸四沖程發(fā)動機，燃油效率高。雙渦輪液力變矩器減少了檔位，使得操作更加的簡單。四輪雙管鉗盤式制動，安全可靠。機械隧洞轉向系統(tǒng)恒流開式回路高低速轉向一致，卸載高度卸載距離大轉彎半徑小，作業(yè)靈活適應各種場地作業(yè)要求，鏟斗性能好，強度高耐磨，大大的提高了壽命操作更加輕便靈活的。徐工ZL40GL裝載機的特點:徐工ZL40GL裝載機采用中國第三代裝載機的最杰出代表ZL40G平臺設計開發(fā)，高起點、高技術、高性能、高質量、低能耗。低轉速發(fā)動機，大能容變矩器，超強重載，較普通型裝載機功率更高采用單手柄比例先導控制液壓系統(tǒng)，控制精準，操作輕便，操縱力僅為普通產品的1/3。液壓系統(tǒng)采用雙泵分合流技術，減少液壓功率損失，減輕發(fā)動機的負荷，提高液壓元件可靠性，提升工作系統(tǒng)效率。轉向系統(tǒng)采用先導泵輸送的低壓小流量油液推動流量放大閥閥芯的運動來控制通往轉向油缸的高壓大流量油液，操縱力小，輕松、舒適。轉向限位為液壓柔性和機械剛性雙重限位，液控限位優(yōu)先于機械限位，無沖擊，無破壞。動力系統(tǒng)采用雙向減振技術，全方位彈性懸掛，有效克服動力系統(tǒng)與車架之間的共振，降低噪音及動力系統(tǒng)的疲勞破壞。鏟斗角度電感控制，可實現(xiàn)任意位置自動放平，再次鏟裝時無需調整鏟斗角度，簡化司機操作，提升工作效率。全新造型，等同汽車制造水平的豪華空調駕駛室，內部空間大，內飾美觀，視野寬闊。（2）國外目前國外的ZL40裝載機的主要研究生產廠家：美國卡特彼勒的950B，日本小松的WA380，韓國大宇重工業(yè)公司的ZL40C，各機型主要性能參數(shù)如下表：機型卡特彼勒950B小松的WA380大宇重工ZL40C鏟斗容量(m3)333卸載高度-卸載角度為45°313429002960卸載距離-卸載角度為45°112511701145挖掘力（掘起力）(kN)165168165額定功率(kw/rpm)162/2100146/2200146/2200美國卡特彼勒950B的特點：提出了了裝有無級變速傳動系統(tǒng)的裝載機，引起行業(yè)的廣泛關注。國際知名的傳動系統(tǒng)供應商也紛紛投入巨資研發(fā)并推出相應的產品。無級變速傳動系統(tǒng)技術在汽車領域已經(jīng)有成熟的應用，克服了專業(yè)化生產薄弱、品種不全、三化程度較低、質量不夠穩(wěn)定、機械壽命短的問題?？ㄌ乇死?50B輪式裝載機轉向液壓系統(tǒng)用負荷傳感式溢流間，使液壓泵在負載壓力下溢流，降低系統(tǒng)壓力，提高了液壓元件壽命。工作裝置液壓系統(tǒng)采用舉升限位裝置和下放自動定位裝置，避免了機械限位時液壓缸行程終了產生高壓和沖擊；裝設的蓄能器能吸收沖擊載荷，并對整機的縱向搖擺起阻尼作用；液壓缸導向套處有三重密封，防止泄漏和防塵。日本小松WA380的特點：用新型集中式結構的驅動橋。它將主傳動、制動器和行星輪式終傳動都集中在橋的中部，橋殼斷面變化連續(xù)、平緩，內應力分布合理，從根本上防止因傳統(tǒng)結構橋殼在輪邊支承軸段應力集中斷裂。輪端采用浮動密封結構，安裝簡便，有自動補償功能，密封性能良好。該結構設計合理、基本零件少、工藝性好，性能好、可靠性高。此外WA380裝載機采用自動控制換檔的變速箱，可按裝載機運轉工況自動選擇最佳檔位，用微機控制離合器，從而簡化操作、提高作業(yè)效率、減少沖擊，實現(xiàn)平穩(wěn)換檔，電子控制裝置、傳感器等使用可靠，一旦控制系統(tǒng)發(fā)生故障，可用手動換檔，不影響工作。二、研究內容（說明課題的具體研究內容、獨創(chuàng)及新穎之處、重點解決的問題、預期的成果）1、課題的具體研究內容（1）總體設計裝載機整機性能的確定。包括發(fā)動機功率，斗容，載重量，最大牽引力，掘起力，車速，最大爬坡度，最小轉彎半徑，卸載高度和卸載距離等。裝載機總體參數(shù)的計算與確定。包括載重量，額定斗容量，裝載機的自重，裝載機的行駛速度，發(fā)動機功率的計算，軸距的選擇，輪距的選擇，鏟斗最大卸載高度，卸載距離，鏟斗后傾角及卸載角，動臂提升下降及鏟斗前傾時間，橋荷分配，最小離地間隙。（2）工作裝置設計包括結構形式與參數(shù)的確定。確定鏟斗的結構參數(shù)和鏟斗容量的計算，鏟斗結構形式的選擇，鏟斗基本參數(shù)的確定，鏟斗容量的計算。確定動臂長度，形狀及車架的絞接位置。連桿機構的設計，確定連桿機構中的構件尺寸及絞接點位置。工作裝置的強度計算，確定工作裝置的計算位置，選取工作裝置受力最大的典型工況，確定外載荷，工作裝置的受力分析，工作裝置的強度校核。（3）液壓系統(tǒng)設計液力機械傳動系統(tǒng)，工作裝置液壓系統(tǒng)的設計。2、創(chuàng)新性結構更優(yōu)、效率更高、能耗更低3、重點解決的問題本課題解決的重點課題是：參照現(xiàn)有機型對工作裝置進行幾何設計，通過選擇特定工況對工作裝置鉸接點進行受力分析，最后設計工作裝置具體結構參數(shù)并繪制裝配圖和零部件圖。4、預期的成果設計出的ZL40裝載機工作裝置結構緊湊，鏟挖作業(yè)的效率大大的提高，同時該機具有可靠性好，作業(yè)效率高的顯著優(yōu)點。鏟斗提升、卸載、下降的工作三項和小，每小時可以完成更多的土方量。有加長臂或加大斗供選，滿足更高卸載或更大容量鏟裝要求。三、研究進展計劃（包括畢業(yè)設計（論文）的起止時間、各階段具體內容，研究方法、技術方案、實驗方法和步驟及其可行性）2021.3.1～3.5,接受畢業(yè)設計任務書、開始研究課題設計任務。2021.3.6～3.15,按任務書要求進行資料收集、調研，文獻查閱等。2021.3.16～2021.3.25,完成開題報告和檢索相關外文資料，選擇正規(guī)出處的外文資料進行翻譯工作。2021.3.26～2021.4.5,進行畢業(yè)設計（論文）的前期設計等工作。將開題報告、外文翻譯、實習（調研）報告資料在第3-4周內提交指導老師審核。2021.4.6～2021.4.30,撰寫畢業(yè)設計(論文)初稿并上交指導教師修改。2021.5.1～2021.5.14,在指導教師初稿批改的基礎上，完成畢業(yè)設計的二稿，并提交給指導教師進行修改審閱，直到指導教師認為可以定稿為止。設計并繪制相應圖紙。2021.5.15～2021.5.21,完成畢業(yè)論文打印工作，并將打印好的論文和相關材料交指導教師評閱，指導教師認可方可參加答辯，做好答辯準備，制作答辯用PPT演示文檔。四、現(xiàn)有條件（包括已經(jīng)做過的有關研究工作、已有的研究基礎或各項支持）目前已對輪式裝載機現(xiàn)狀及機構原理進行調研和分析，已掌握ZL40裝載機整機基本參數(shù)及工作原理，已獲取工作裝置結構特點及初步方案。指導