文档介绍：河北工业大学本科毕业设计(论文)中期报告
毕业设计(论文)题目:基于 SolidWorks 的装载机动臂及铲斗设计
专业:机械设计制造及其自动化
学生信息:
指导教师信息: 副教授
报告提交日期:2012年4月15日
一、项目简介
1、项目研究
如图1本人所设计的部分由铲斗、动臂、摇臂——连杆(或托架)及液压系统等组成(图1—1)。铲斗用以铲装物料;动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接;转斗油缸通过摇臂——连杆(或托架)使铲斗转动。动臂的升降和铲斗的转动采用液压操纵。
结构形式的选择
装载机工作装置的结构型式分为有铲斗托架(图1-1a)和无铲斗托架(1-1b)两种。
有铲斗托架的工作装置,结构比较简单,同时,由于转斗油缸及铲斗都是直接铰接在托架上,所以铲斗的转动角较大。但由于在动管前端装有较重的托架,所以减少了铲斗的载重量。国产ZL35、Z1—160装载机均采用有铲斗托架的工作装置。
无铲斗托架的工作装置。其动臂的前端和铲斗铰接,动管的后端和车架上部支座铰接,动管油缸两端分别和动管及车架底部支座铰接,转斗油缸一端和车架铰接,另一端和摇臂铰按,摇臂则铰接在动臂上,连杆一端和摇臂铰接,另一端和铲斗铰接。
正转连杆机构可分为正转单连杆(图1—2a、b)和正转双连杆(图1—2c、d)两种形式。单连杆机构的连杆数目少,结构简单,易于布置,一般也能较好地满足作业要求。缺点是铲起力变化曲线陡峭(图1—2曲线①);摇臂——连杆的传动比较小,为提高传动比,需加长摇臂——连杆的长度,给结构布置带来困难,并影响驾驶员的视野。双连杆机构的结构较复杂,转斗油缸也难于布置在动臂下方, 但摇臂——连杆的传动比较大,因此摇臂——连杆尺寸可以减小,驾驶员的视野较好,铲起力变化曲线平缓(图1—2a曲线②),适于利用铲斗及动臂复合铲掘的作业(图1—2c)。缺点是提升动臂铲斗便后倾,因此,如保证动臂在最大卸载高度时,铲斗的后倾角适当,则动管在运输位置时,铲斗的后倾角较小,易造成铲斗内物料的撒落。
正转连杆机构,。如将转斗油缸布置在动臂上方(图1—2b、d),则在动臂提升时,转斗油缸轴线与动臂轴线不会交叉,因而这种布置便于实现动臂、摇臂——连杆与转斗油缸的中心线布置在同一平面内,工作装置受力较好。缺点是当铲斗铲装物科时油缸的小腔工作,因而使铲斗油缸的缸径与重量增大。国产zK4—10装载机的工作装置就是采用这种正转双连杆机构。
反转连杆机构的工作装置,当机构运动时,铲斗与摇臂的转动方向相反(图1--3e)。其运动特点是,发出最大铲起力P时的铲斗转角α是正的,且铲起力变化曲线陡峭(图1—2a曲线③),因此,在提升铲斗肘的铲起力较大,适于装载矿石(图1—2d),不利于地面的挖掘;铲斗倾斜时的角速度小,卸料平缓,但难于抖落砂土;升降动臂时能基本保持铲斗平移,因此物料撒落少,易于实现铲斗自动放平(图1—2e);摇臂——连杆的传动比较小。
反转连杆机构多采用单连杆,双连杆机构布置较困难。反转连杆机构当铲斗位于运输位置时,连杆与动臂轴线相交,因此,难于布置在同一平面内。但由于这种型式结构简单,铲起力较大,所以中小型装载机采用较多。国产zL50装载机的工作装置就是这种反转连杆机构(图1—1b)。
应当指出,正、反转连杆机构都是非平行四边形机构。因此,在动臂提升过程中,铲斗或多或少总要向后翻转一些。
2、技术要求
根据任务书要求
1) 要进行总体方案选择说明;
2) 对机构有关的尺寸和精度进行计算及说明;
3) 提供一套系统装配图、部件装配图及重要零件图的图纸;
4) 编写毕业设计说明书一份。
3、设计难点
通过对设计任务的分析,以及对设计对象的进一步调查,总结出一下设计难点:
1)铲斗的形状选择及使用软件绘图及斗容的计算
2)液压缸的选型及尺寸计算
3)构件的强度校核
4)整机的强度校核及受力分析
二、项目详细方案设计
通过前期翻阅相关资料,对设计机构的总体种类、应用场合等有了比较全面的了解。这一阶段,在老师的指导下我对方案又进行了进一步的改进
1. 铲斗的设计
设计要求
铲斗是直接用来切削、收集、运输和卸出物料,装载机工作时的插入能力及铲掘能力是通过铲斗直接发挥出来的,铲斗的结构形状及尺寸直接影响装载机的作业效率和上作可靠性,所以减少切削阻力和提高作业效率是铲斗结构设计的主要要求。
铲斗是在恶劣的条件下工作,承受很大的冲击载荷和剧烈的磨削,所以要求铲斗具有足够的强度和刚度,同时要耐磨。
根据装载物料的容重,铲斗做成三种类型; —