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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告
題目 某型裝載機(jī)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級 學(xué) 號 088105438
學(xué) 生 姓 名 朱 晨 宇
指 導(dǎo) 教 師 賀 紅 林
填表日期：2 0 1 2 年 2 月 21 日
一、選題的依據(jù)及意義：
裝載機(jī)屬于鏟土運(yùn)輸機(jī)械類，是一種通過安裝在前端一個完整的鏟斗支撐結(jié)構(gòu)和連桿，隨機(jī)器向前運(yùn)動進(jìn)行裝載和挖掘，以及提升，運(yùn)輸和卸載的自行式履帶或輪胎機(jī)械。它廣泛用于公路，鐵路，建筑，水電，港口和礦山等工程建設(shè)。裝載機(jī)具有作業(yè)速度快，效率高，機(jī)動性好,操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因此成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機(jī)種之一，對于加快工程建設(shè)速度，減輕勞動強(qiáng)度，提高工程質(zhì)量，降低工程成本都發(fā)揮著重要的作用，是現(xiàn)代機(jī)械化施工中不可缺少的裝備之一。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：
在經(jīng)歷了50-60年的發(fā)展后，到20世紀(jì)90年代中末期國外輪式裝載機(jī)技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平?；谝簤杭夹g(shù)，微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各種智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于裝載機(jī)的設(shè)計(jì)，計(jì)算操作控制，檢測監(jiān)控，生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等各個方面，使國外輪式裝載機(jī)在原來的基礎(chǔ)上更加精制，其自動化也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，改善了司機(jī)的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性，降低噪聲，振動，排污量，保護(hù)了自然環(huán)境，最大限度的簡化維修，降低作業(yè)成本，使其性能，安全性，可靠性使用壽命和操作性能都達(dá)到了很高水平。
產(chǎn)品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化發(fā)展。如以卡特彼勒為代表的美國，以小松公司為代表的日本和裝載機(jī)生產(chǎn)第三大集團(tuán)西歐各廠家都加快推出多功能，全面兼顧動力性，機(jī)動性與靈活性的新產(chǎn)品。這些產(chǎn)品如美國克拉克公司生產(chǎn)的675型，功率達(dá)1000kW，而日本東洋遠(yuǎn)搬株式會社生產(chǎn)的 310型，斗容量僅為0.11立方米。此外，裝載機(jī)還向高卸位，遠(yuǎn)距離作業(yè)方向發(fā)展，如JCB公司開發(fā)的伸縮臂裝載機(jī)，小松公司也開發(fā)了能擴(kuò)大作業(yè)范圍的帶伸出機(jī)構(gòu)的裝載機(jī)。
采用新結(jié)構(gòu)，新技術(shù)，產(chǎn)品性能日趨完善。近年來開發(fā)的產(chǎn)品普遍采用了高性能發(fā)動機(jī)和自動換檔變速器，大流量負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)，前后防滑差速器，多片濕式盤式制動器，行走顛簸減震等先進(jìn)技術(shù)，并綜合液壓，微電子和信息技術(shù)制造，并應(yīng)用了很多智能系統(tǒng)。工作裝置連桿機(jī)構(gòu)推陳出新，各種自動功能更趨成熟，完善。如卡特彼勒公司994D型裝載機(jī)采用新的一代Cat3516柴油發(fā)動機(jī)就安裝有HEUI（電液控制的燃油噴射）裝置以及ADEM9(先進(jìn)的柴油)管理系統(tǒng)，可根據(jù)外載荷的大小有效地控制發(fā)動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，從而減少燃油消耗及尾氣排放，減少噪聲。小松公司的全動力換檔變速器帶有自動換擋開關(guān)，提高裝載作業(yè)過程中的牽引力，可保證全功率進(jìn)行裝載作業(yè)?？ㄌ乇死展镜腉系列裝載機(jī)采用大流量工作液壓系統(tǒng)，負(fù)荷傳感轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，使所需轉(zhuǎn)向功率減少了8%,提高了作業(yè)效率和燃油經(jīng)濟(jì)型。沃爾沃公司在L500-L220D系列裝載機(jī)上推出了該公司的專利產(chǎn)品，扭矩平衡連桿機(jī)構(gòu)（TP）,在鏟斗的整個循環(huán)中可提供更大的傾翻力矩以及舉升能力，這保證了裝載機(jī)不僅在配用鏟斗時，而且在配用叉，吊其它工具時都具有優(yōu)良的作業(yè)性能。
近年來，國外輪式裝載機(jī)在其未來技術(shù)發(fā)展中將廣泛采用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計(jì)算機(jī)輔助駕駛系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)；采用單一吸聲材料、噪聲抑制的方法消除或降低機(jī)器噪聲；通過不斷改進(jìn)電噴裝置，進(jìn)一步降低發(fā)動機(jī)的尾氣排放量；研制無污染、經(jīng)濟(jì)型、環(huán)保型的動力裝置；提高液壓元件、傳感元件和控制元件的可靠性與靈敏性，提高整機(jī)的機(jī)-電-信一體化水平；在控制系統(tǒng)方面，將廣泛采用電子監(jiān)控和自動報警系統(tǒng)、自動換檔變速裝置；普遍安裝GPS定位與質(zhì)量自動稱量控制；開發(fā)機(jī)器人裝載機(jī)等。
裝載工作是整個地下采礦的重要環(huán)節(jié)，其工作量最繁重，費(fèi)時最多，對采礦生產(chǎn)率影響極大。消耗于這一工序的勞動量占循環(huán)時間的30%-40%。正因?yàn)槿绱?，國外許多的國家十分重視裝載機(jī)械的開發(fā)推廣與使用。裝載機(jī)開始制造是在90多年前。最早的裝載機(jī)是在馬拉的農(nóng)用拖拉機(jī)前部裝上鏟斗而成.。自身帶有動力的裝載機(jī)，是在1920年初出現(xiàn)的，其鏟斗安裝在兩根垂直立柱上，鏟斗的舉升和下落是用鋼繩來操縱的。從1930年開始，裝載機(jī)的機(jī)構(gòu)得到較大的改進(jìn)。1939年出現(xiàn)了比較先進(jìn)的輪胎式裝載，在40年代裝載機(jī)得到了更大的發(fā)展。1944年，開始用液壓代替鋼繩控鏟斗。1947年裝載機(jī)發(fā)展成四輪驅(qū)動。1950年出現(xiàn)了第一臺帶有液力變矩器的輪胎式裝載機(jī)，它使裝載機(jī)能夠很平穩(wěn)地插入料堆并且使作增快，同時插入運(yùn)動，發(fā)動機(jī)不會因插入阻力大而熄火。1960年出現(xiàn)了第一臺鉸接式裝載機(jī)，這使裝載機(jī)轉(zhuǎn)向性能大大改善，增加了它的機(jī)動性能性和縱向穩(wěn)定性。60年代的電動裝載機(jī)。這是裝載機(jī)設(shè)計(jì)的一個新的突破，它進(jìn)一步增加了裝載機(jī)的使用范圍。今后裝載機(jī)的發(fā)展趨勢是通過工作機(jī)構(gòu)尺寸的增加和機(jī)構(gòu)的改進(jìn)進(jìn)一步增加了生成力。
鏟斗機(jī)工作時，鏟斗的運(yùn)動是由動臂油缸，惻卸油缸和機(jī)體的行走部共同控制的。在一個工作循環(huán)中鏟斗要完成的動作有：
1） 將鏟斗放平由機(jī)體的行走部將鏟斗推入料堆。
2） 邊推進(jìn)邊翻轉(zhuǎn)鏟斗使鏟斗使物料充滿鏟斗。
3） 當(dāng)鏟斗裝滿物料后，將鏟斗轉(zhuǎn)正并舉臂到適當(dāng)?shù)奈恢米骱眠\(yùn)送的準(zhǔn)備。
4） 由機(jī)體的行走部將物料運(yùn)送到卸載點(diǎn)。
5） 將鏟斗對準(zhǔn)卸載口進(jìn)行翻斗卸載。
6） 將鏟斗正位并下降動臂準(zhǔn)備返回。
7） 返回到卸載點(diǎn)
8） 將鏟斗放平到插入位置進(jìn)行下一個工作循環(huán)。
為了使操作方便和提高勞動生產(chǎn)率，鏟斗臂上對稱地布置兩個油缸鏟斗上安裝有一個油缸使的得整個動作協(xié)調(diào)。
鏟斗是用來切削，收集，運(yùn)輸，卸出物料的不見。它設(shè)計(jì)的合理與否直接影響到裝載機(jī)的身產(chǎn)率，能量消耗及工作的可靠性。
鏟斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般應(yīng)滿足下列條件，在斗體盡可能輕的條件下，保證鏟斗有足夠的強(qiáng)度和剛度；鏟斗的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證鏟斗插入物料堆時阻力最?。荒湍Σ翆σ讚p斗齒更換方便等。
為減小鏟斗插入物料堆的阻力，盡量避免無效容積及順利卸載的要求，鏟斗形狀通常是前臂高與后臂，前臂上部作為圓弧狀，并裝有一組齒，鏟斗下部較上部略寬，四角呈圓弧狀以方便卸載，避免大塊堵塞，后臂與斗底的夾角要成鈍角，即可避免可效容積又可使斗底鉸點(diǎn)抬高，方便開斗。
鏟斗前臂直接切入物料，要求材質(zhì)耐磨，強(qiáng)度高，一般用錳鋼（ZG35Mn）鑄造，并在其切削部位焊有硬質(zhì)合金。
鏟斗后臂與斗體相連接，并支承整個斗體，故后臂多用碳鋼鑄造并鑄有加強(qiáng)的筋條。
斗體的兩側(cè)板連接前后臂，使之成一方箱，因其磨損受力較前后臂小，故小型鏟斗用焊件式鑄造，而大型鑄斗兩側(cè)臂采用前后臂延長兩側(cè)，再用塞柱焊接在一起。
斗的后臂固定著斗與斗柄，拉桿的鉸及提升滑輪的鉸座等。
斗齒它可減小挖掘阻力。斗齒的形狀應(yīng)根據(jù)物料的物理，機(jī)械性質(zhì)正確選擇斗齒的最大厚度是鏟斗加強(qiáng)厚度的2.2-2.3倍。斗齒是磨損嚴(yán)重的易損件。故通常用耐磨材料鑄造。
鏟斗按其結(jié)構(gòu)可分鉚結(jié)構(gòu)，鑄造，焊接，鑄-焊聯(lián)合合金鋼板鎧裝。
鉚結(jié)構(gòu)鏟斗的優(yōu)點(diǎn)是制造容易，接個便宜。求點(diǎn)是強(qiáng)度差（鉚釘易松動），主要用于小型挖掘機(jī)上。
鑄造鏟斗：整體鑄造的鏟斗，強(qiáng)度較鉚結(jié)構(gòu)的高，但其自重較大，適用于小型挖掘機(jī)上。
焊接鏟斗：前臂和側(cè)臂是鋼板焊接，而后臂通常是鑄造。其特點(diǎn)是自重較小。對單斗挖掘機(jī)，在動力不變的條件下，用焊接鏟斗代替鑄造鏟斗，鏟斗容積平均可增大1/3（即3米3增大4米3；6米3增大8米3；9米3增大12米3），這是提高挖掘機(jī)生產(chǎn)率的途徑之一。但一般鋼板焊接的鏟斗，僅用于輕型挖掘機(jī)。
鑄-焊聯(lián)合制造，外面包以合金鋼板的鏟斗，適用與大型鏟斗（如斗容﹥12米3）。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用焊接鏟斗。
三、研究內(nèi)容：
1．確定某型裝載機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)方案，并闡述裝載機(jī)的適用范圍與功能優(yōu)勢。
2．確定裝載機(jī)總體參數(shù)，工作裝置主要參數(shù)，了解各零部件的加工方案。
3．對系統(tǒng)中各零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定零部件尺寸。
4．對裝載機(jī)工作裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。
5. 對裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)計(jì)算。
6. 繪制出其裝配圖及若干零件的零件圖。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
（1）查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫開題報告 01 - 04周
（2）工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動的方案擬定 05 - 06周
（3）工作機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 07 - 08周
（4）工作機(jī)構(gòu)的裝配圖設(shè)計(jì) 09 - 10周
（6）工作機(jī)構(gòu)部分零件工作圖設(shè)計(jì) 11 - 12周
（7）撰寫畢業(yè)論文 13 - 15周
（8）畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 16 - 17周
五、參考文獻(xiàn)
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