毕业设计开题报告

课题名称ZL16装载机工作装置设计 学院(部) 工程机械学院 专业机械电子工程 班级 姓名

学号 2505090136

指导教师(签字) 教学院长(签字)

2013年 3 月26日

长安大学毕业设计（论文）开题报告表

课题名称 ZL16装载机工作装置设计 课题来源 学生姓名 自选项目 莫燕 课题类型 工程设计 指导教师 专 业 顾海荣 机械电子工程 学 号 2505090136 一、本课题的意义及目的： 自90年代以来，国内外工程机械进入了一个新的发展时期，工程机械产品以信息技术为先导，在发动机燃料燃烧与电控、液压控制系统、自动操纵、可视化驾驶、精确定位与作业、故障诊断与监控、节能与环保等方面，进行了大量的研究，开发出许多新结构（或系统）和新产品，提高了工程机械的高科技含量，促进了工程机械的发展。 装载机是一种用途十分广泛得工程机械，它可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料，也可以对岩石硬土等进行轻度得铲掘工作，因此，它被广泛应用于建筑、公路、铁路、水电、港口、矿山及国防等工程中，对加快工程建设速度、减轻劳动强度、提高工程质量、降低工程成本具有重要作用，所以装载机在国内外不论是品种或是在产量方面都得到迅速发展，成为工程机械得主要品种之一。而合理的工作装置结构更能起到事半功倍之成效。 二、本课题在国内外的研究现状及发展趋势 1．课题在国内外的研究现状 为了提高装载机的作业生产率，自90年代以来，各生产厂商在广泛采用新技术、新结构的同时，经过不懈地努力，相继研制出许多超强功能的系统。现列举如下：1）行驶平稳性控制系统——在动臂举升油缸液压回路中增加一个蓄能器，以衰减工作装置在机器行驶过程中产生的振动，减少装载机的颠簸。2）附着力控制系统——在每个车轮上安装一个速度传感器，自动将所需的制动力施加到车轮上，并将扭矩传给与之紧密相连的车轮，便于装载机直线行驶及转向。3）动力电子控制管理系统——根据传动装置及液压系统的工作状态，自动调节发动机输出功率，以满足不同作业工况的需要，提高燃料的经济性。4）发动机自动控制系统——当装载机处于非作业工况时，自动降低发动机转速，减少燃料消耗及发动机噪音。5）关键信息显示管理系统——采用网络通讯技术，在办公室的控制中心实时监控装载机的作业状态，据此向司机提供基于文字提示的精确的故障诊断信息。6）转向变速集成控制系统——取消传统的方向盘和变速杆，将转向与变速操纵装置集成为一个操纵手柄，并采用简单的触发式方向控制开发和选挡用的分装式加速按钮。利用肘节的自然动作左右扳动操纵杆，实现转向；利用大拇指选择按钮，实现前进与后退、加速与减速行驶。7）销轴润滑系统——能为工作装置上的所有销轴提供为期200h的润滑服务，并使销轴的润滑作业易于完成。8）舒适驱动控制系统——其目的是提高司机的舒适性，帮助长时间进行作业的司机减轻劳累，保持作业效率。9）负载感应变速系统——根据负载状态，自动调节车速及发动机飞轮扭矩，实现高速、小扭矩或低速、大扭矩的动力输出。10）计算机故障诊断系统——通过控制面板上的指示灯、听觉与视觉相结合的报警信号，提醒司机可能潜在的故障隐患。这样，司机只管全神贯注地工作而无需不断查看仪表读数。11）负载自动稳定器——采用一对钢膜氮气蓄能器，安装在前车架中，与工作装置液压系统联通。当作业或低速行驶时，系统自动断开；当车速超过4．8km/h时，由电子速度开关控制的电磁阀自动开启，蓄能器吸收工作装置液压系统的振动与冲击载荷，提高了操作的稳定性、安全性和舒适性。12）自动运输控制系统——降低机器在凹凸不平路面上的振动，提高驾驶舒适性和作业效率。JC B公司456BZX（18t）安装此系统，最高车速达38km/h。13）燃油空气比例控制系统——提高燃料的利用率，确保发动机排出的废气符合环境控制法规要求。14）计算机监控管理系统——连续监控管理装载机数十项性能指标参数，在遇到突发或紧急情况时，很容易通过液晶仪表显示、听觉与视觉相结合报警信号，提醒驾驶人员注意。15）装载量称量系统——自动称量并显示铲斗的净装载量，测量误差小于3%。16）面板控制系统——采用声、光、电及数字显示的控制面板，实现装载机仪器与仪表的报警与监控。17）油泵电子管理系统——自动监控油泵的运行状态。18）柴油发动机先进管理系统——燃油喷射控制及维护发动机最佳性能的电子控制模块，亦可与监测系统进行通信，当发生故障时提醒司机注意。Cat3516B型发动机装备有此模块。19）先进的转向系统——替代传统的方向盘和控制手柄，安装在W A1200型上。 2.课题的发展趋势 1）．系列化、特大型化 系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时，产品更新换代的周期明显缩短。所谓特大型工程机械，是指其装备的发动机额定功率超过1000H P，主要用于大型露天矿山或大型水电工程工地。产品特点是科技含量高，研制与生产周期较长，投资大市场容量有限，市场竞争主要集中少数几家公司。以装载机为例，目前仅有马拉松?勒图尔勒、卡特彼勒和小松—德雷塞这三家公司能够生产特大型装载机。 2）．多用途、微型化 为了全方位地满足不同用户的需求，国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时，已进入多用途、微型化发展阶段。推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展———通过对液压系统的合理设计，使得工作装置能够完成多种作业功能；其次，快速可更换联接装置的诞生——安装在工作装置上的液压快速可更换联接器，能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动联接，使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。一方面，工作机械通用性的提高，可使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，为了尽可能地用机器作业替代人力劳动，提高生产效率，适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求，小型及微型工程机械有了用武之地，并得到了较快的发展。为占领这一市场，各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的IT系列综合多用机、克拉克公司生产的“山猫”等。 3）．不断创新的结构设计 装载机的工作装置已不再采用单一的“Z型”连杆机构，继出现了八杆平行结构和TP连杆机构之后，卡特彼勒公司于1996年首次在矿用大型装载机上采用了单动臂铸钢结构的特殊工作装置，即所谓的“VersaLink机构”。这种机构替代综合多用机上的八杆平行举升机构和传统的“Z型”连杆机构，可承受极大的扭矩载荷和具有卓越的可靠性（耐用性），驾驶室前端视野开阔。O＆K公司研制的创新LEAR连杆机构，专为小型装载机而设计。Schaeff公司于2000年3月在Intermat展览会上展出的高卸位式SK L873型轮式装载机的可折叠式创新连杆机构工作装置，进一步增加了轮式装载机的工作装置的种类。 三、本课题主要内容及设计方法 （1）设计内容 1.确定ZL16装载机工作装置的结构方案。 2.确定装载机工作装置主要参数，了解各零部件的加工方案。 3.对系统中各零部件进行设计计算,确定个零部件的尺寸。 4.对装载机工作装置进行设计计算，铲斗体积大小设计计算。 5.工作机构强度计算及校核。 6装载机工作装置结构设计 7.绘制出其三维图形和安装图。 （2）设计方法 本次设计主要是根据机械设计的一般方法——比较法，即国内外已有得同类型机种得参