轮式装载机工作装置结构及其液压系统设计

ZL50轮式装载机工作装置结构及其液压系统设计 摘 要：本次设计重要涉及两个部分：装载机工作装置的设计，液压系统的设计。在本设计中将液压系统的设计作为重要的内容进行设计。通常，按使用场合的不同，提成露天用装载机和井下用装载机；按行走系统的不同，提成轮式装载机于履带式装载机。由于装载机的品种较多，不能各个介绍，本次毕业设计重要完毕的是露天轮式装载机工作液压机构的设计。 关键词：轮式装载机；工作装置结构；液压系统 The Design of ZL50 Wheel Loader Working device Structure and Hydraulic System Abstract: This dissertation is composed of two procedures: design of loading device and hydraulic system. And in this design, the hydraulic system design is the main content. Actually, in accordance with different operating occasions, the loader could be divided into open-air loaders and underground ones; and with discriminated walking environment, it could also separate into wheel loader and crawler ones; and other varieties of the loader is not introduced due to the huge population. The graduation project is completed the design of the hydraulic mechanism of open wheel loader. Key words: Wheel loader; Equipment structure of the; Hydraulic system 1 前言 装载机是一种广泛用于公路、铁路、矿山、建筑、水电、港口等工程的土石方工程机械，他的作业对象重要是各种土壤、砂石料、灰料及其他筑路用散状物料等，重要完毕铲、装、卸、运等作业，也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。假如换不同的工作装置，还可以完毕推土、起重、装卸其他物料的工作。在公路施工中重要用于路基工程的填挖，沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。由于它具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因而发展不久，成为土石方施工中的重要机械之一。 国产装载机的型号一般用字母Z表达，第二个字母L代表轮式装载机，无L表达履带式装载机，后面数字代表额定载重量。如ZL50，代表额定载重量为50KN的轮胎式装载机。但须指出，各生产厂家也有自己独特的类型和表达方法。 2 装载机的发展状况 2.1 国内的装载机发展状况 我国的轮式装载机是从60年代中期才发展起来的。通过40年的发展，我国装载机的结构和性能都有了较大提高，产品技术水平有了很大的提高，目前我国生产轮式装载机的厂家有几十家，生产履带式和轮胎式两大系列的各种形式装载机。 近年来，国内装载机的发展趋势可归结为如下几个方面。1.产品形成系列规格向两头延伸。2.技术不断创新，产品性能日趋完善。3.向机电液一体化、电子化方向发展。 2.2 国外的装载机发展状况 目前，国外装载机生产厂家在其产品的设计过程中广泛采用了现代设计方法，并高度应用了计算机技术和现代电子信息技术。传统的设计方法是以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。现代设计方法是以电子计算机为手段，运用工程设计的新理论新方法，使计算机结果达成最优化，使设计过程实现高效化和自动化，重要涉及以下内容：计算机辅助设计，优化设计。可靠性设计，有限元分析，动态设计，动态仿真，并行设计，模块化设计，机、电、液一体化设计，反求工程设计，绿色设计，工业艺术造型设计，人机工程学设计，价值分析，机械系统设计等。应用现代设计方法可以适应市场剧烈的竞争，提高设计质量并大大缩短设计周期，提高公司竞争力。 3 装载机的重要技术性能参数与工作装置总体设计 3.1 工作装置总体设计 3.1.1 工作装置的总体结构 装载机工作装置是完毕装卸作业并带液压缸的空间多杆机构。工作装置是组成装载机的关键部件之一，其设计水平的高低直接影响工作装置性能的好坏，进而影 装载机的工作装置按结构型式分为有铲斗托架和无铲斗托架两种。有铲斗托架的工作装置，这种结构型式工作装置的优点是，托架、动臂、连杆及车架铰座可以构成平行四边形连杆机构，这样在转斗油缸闭锁的情况下，提高动臂时，铲斗始终保持平移，铲斗内物料不易洒落。但也存在缺陷，如动臂的前端装有比较重的托架和转斗油缸，使得装载机的载重量减小。 无铲斗托架的工作装置，前端没有很重的托架，克服了有铲斗托架工作装置的缺陷，所以目前广泛应用。所以选择无铲斗托架的工作装置。 3.1.2 工作装置连杆机构的结构形式与特点 由装载机工作装置的自由度分析可知，工作装置的连杆机构均为封闭运动链的单自由度的平面低副运动机构，其杆件数目应为4、6、8、10、……等。对装载机工作装置而言，尽管杆件数目越多越能实现复杂的运动，但同时铰接点的数目也随之增长，结构越复杂，就越难在动臂上进行布置。因此，事实上装载机工作装置的连杆机构多为八杆以下机构。这样，按组成工作装置连杆机构构件数不同，装载机工作装置可分为三杆、四杆、五杆、六杆和八杆机构；按输入与输出杆转向不同，又可分为正转和反转机构。正转机构是指输入与输出杆的转向相同；反转机构是指输入与输出杆的转向相反。 六杆机构工作装置是目前装载机上使用最为普及的一种结构形式。对于单自由度的六杆机构，只能有两个三铰构件和4个两铰构件组成， 根据转斗油缸布置位置的不同，可以作为装载机工作装置的六杆机构，常见的有以下几种结构形式：转斗缸前置式正转六杆机构，转斗缸后置式正转六杆机构，转斗缸后置式正转六杆机构，转斗缸后置式反转六杆机构，转斗缸后置式反转六杆机构。 3.1.3 工作装置总体设计 由设计任务书和设计规定，对于本次ZL50装载机的设计采用以下方案： 在铲斗部分，采用无铲斗托架式结构；油缸的布置形式为立式布置形式。同时考虑到实际工作中的运用情况，它的连杆机构采用的是反转六杆机构。 重要参数： 铲斗容量： 3.0 额定载重量： 5 t 4 工作装置重要结构设计 4.1 铲斗设计 铲斗是工作装置的重要部件，装载机工作时用它直接铲掘、装载、运送和倾卸物料。铲斗直接与物料接触，是装、运、卸的工具，工作时，它被推压插入料堆铲取物料，工作条件恶劣，要承受很大的冲击力和剧烈的磨损，因此铲斗设计质量对装