裝載機工作裝置結構設計【說明書+CAD+PROE+仿真】

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該機為整體機架、后橋轉向。經過幾年的努力，在吸收當時世界最先進的輪式裝載機技術的基礎上，開發(fā)成功了功率為162KW的鏟接式輪式裝載機，定型為Z450(即后來的ZL50)，并于1971年12月18日正式通過專家鑒定。就這樣誕生了中國第一臺鉸接式輪式裝載機，從而開創(chuàng)了中國裝載機行業(yè)形成與發(fā)展的歷史。Z450型裝載機具有液力機械傳動、動力換擋、雙橋驅動、液壓操縱、鉸接式動力轉向、氣推油加力制動等現(xiàn)代輪式裝載機的基本結構，為當時世界先進水平。也基本上代表了中國第一代輪式裝載的基本結構。該機在總體性能方面具有動力性好，插入力有掘起力大、機動靈活、操縱輕便、作業(yè)效率高等一系列優(yōu)點。1978年，天工所根據(jù)機械部的要求，制訂出以柳工Z450為基型的中國輪式裝載機系列標準。制訂標準時，保留用Z代表裝載機，用L取代“4”代表輪式，改Z450為ZL50，就這樣制訂出了以柳工ZL50型為基型的中國ZL輪式裝載機系列標準，這是中國裝載機發(fā)展史上的重大轉折點。該標準制訂出來后按當時的行業(yè)分工，柳工、廈工制造ZL40以上的大中型輪式裝載機，成工、宜工制造ZL30以下的中小型輪式裝載機，逐步形成了柳工、廈工、成工和宜工當時的裝載機四大骨干企業(yè)。到70年代末、80年代初中國裝載機制造企業(yè)已增加至20多家，初步形成了中國裝載機行業(yè)。到目前為止，中國輪式裝載機已經發(fā)展到了第三代，但最基本的結構仍然是由Z450(ZL50)演變而來。第二代變化不很大，第三代變化稍大一些。2001年中國裝載機全行業(yè)總銷售量已突破3萬臺，居世界裝載機市場的前列。因此，目前中國已經成了世界上裝載機產銷大國。2006年中國裝載機行業(yè)全行業(yè)總銷售量為129，793臺，比2005年的112，527臺，增長了15.3%，凈增了17266臺，其凈增量超過了中國裝載機行業(yè)“八五”以前任何一年的總銷售量，可以說2006年中國裝載機行業(yè)又是一個紅紅火火的豐收年。2007年1-11月，裝載機26家主要企業(yè)累計銷量為143794 臺，同比（109397 臺）增加34397 臺，增幅為31.4%；累計出口為8606 臺，占累計銷量的6.0%，同比（3234 臺）增加5372 臺，增幅達166.1%。2008年，中國裝載機行業(yè)增速不減，1-7月，全國裝載機累計銷量為12.0449萬臺，同比增幅達30.5%。中國裝載機工業(yè)在發(fā)展的同時，一些問題也日益顯露出來。特別是行業(yè)進入門檻極低，價格惡性競爭導致企業(yè)盈利能力低下，營銷理念缺失，市場難以拓展，產品質量及可靠性差，此外，產品及組織結構老化以及服務升級增加的成本難以消化等因素嚴重等制約了行業(yè)的進一步發(fā)展和品質的提高。因此，中國裝載機企業(yè)必須抓住新的發(fā)展形勢，在產品研發(fā)上體現(xiàn)差異化戰(zhàn)略和成本領先戰(zhàn)略，繼續(xù)加強行業(yè)以企業(yè)國家級技術中心和高校及科研院所為主體的科研開發(fā)體系建設，打造價值鏈營銷，加強品牌建設，提升品牌價值，只有這樣才能在新形勢下立于不敗之地。中國最大輪式裝載機是徐工LW1200K。 2010年11月23日，在baumachina2010展會隆重舉辦之際，徐工科技震撼推出國內最大噸位裝載機——LW1200K，并當場銷售，在二十一世紀第二個十年到來之際，引領中國裝載機產品技術發(fā)展進入新時代。LW1200K的問世，使徐工和歐、美企業(yè)并列，成為全球有能力開發(fā)該級別產品的四大巨頭之一。LW1200K裝載機是徐工立足市場需求，瞄準國際高端技術主流，自主研制開發(fā)的新產品，是中國目前最大噸位的輪式裝載機，擁有國際先進技術，裝備國際一流部件，體現(xiàn)質量、安全和環(huán)保的價值觀念。并順利通過了由吉林大學、北京理工大學、東南大學、中國礦業(yè)大學等多名行業(yè)專家的鑒定。鑒定委員會給予了高度評價，并一致認為“是國內裝載機行業(yè)的一次重大技術提升和突破，對打破國外大型裝載機的絕對壟斷局面，推動中國裝載機行業(yè)的技術進步，引領裝載機行業(yè)朝著高可靠性、高技術含量、高性能、大噸位的方向發(fā)展具有劃時代的意義”。 用途 　　裝載機主要用來鏟、裝、卸、運土和石料一類散狀物料，也可以對巖石、硬土進行輕度鏟掘作業(yè)。如果換不同的工作裝置，還可以完成推土、起重、裝卸其他物料的工作。在公路施工中主要用于路基工程的填挖，瀝青和水泥混凝土料場的集料、裝料等作業(yè)。由于它具有作業(yè)速度快，機動性好，操作輕便等優(yōu)點，因而發(fā)展很快，成為土石方施工中的主要機械。 分類 常用的單斗裝載機，按發(fā)動機功率，傳動形式，行走系結構，裝載方式的不同進行分類。1、發(fā)動機功率：①功率小于74kw為小型裝載機。②功率在74～147kw為中型裝載機 　?、酃β试?47～515kw為大型裝載機；④功率大于515kw為特大型裝載機。2、傳動形式：①液力—機械傳動，沖擊振動小，傳動件壽命長，操縱方便，車速與外載間可自動調節(jié)，一般在中大型裝載機多采用；②液力傳動：可無級調速、操縱間便，但啟動性較差，一般僅在小型裝載機上采用；③電力傳動：無級調速、工作可靠、維修簡單、費用較高，一般在大型裝載機上采用。3、行走結構：①輪胎式：質量輕、速度快、機動靈活、效率高、不易損壞路面、接地比壓大、通過性差、但被廣泛應用；②履帶式：接地比壓小，通過性好、重心低、穩(wěn)定性好、附著力強、牽引力大、比切入力大、速度低、靈活性相對差、成本高、行走時易損壞路面。4、裝卸方式：①前卸式：結構簡單、工作可靠、視野好，適合于各種作業(yè)場地，應用較廣；②回轉式：工作裝置安裝在可回轉360O的轉臺上，側面卸載不需要調頭、作業(yè)效率高、但結構復雜、質量大、成本高、側面穩(wěn)性較差，適用于較俠小的場地。③后卸式：前端裝、后端卸、作業(yè)效率高、作業(yè)的安全性欠好。 選用原則 1、 機型的選擇：主要依據(jù)作業(yè)場合和用途進行選擇和確定。一般在采石場和軟基地進行作業(yè)，多選用履帶式裝載機；2、動力的選擇：一般多采用工程機械用柴油發(fā)動機，在特殊地域作業(yè)，如海拔高于3000m的地方，應采用特殊的高原型柴油發(fā)動機；3、傳動型式的選擇：一般選用液力—機械傳動。其中關鍵部件是變矩器形式的選擇。目前中國生產的裝載機多選用雙渦輪、單級兩相液力度矩器。4、在選用裝載機時，還要充分考慮裝載機的制動性能，包括多個在制動、停車制動和緊急制動三種。制動器有蹄式、鉗盤式和濕式多片式三種。制動器的驅動機構一般采用加力裝置，其動力源有壓縮空氣，氣頂油和液壓式三種。目前常用的是氣頂油制動系統(tǒng)，一般采用雙回路制動系統(tǒng)，以提高行駛的安全性。 主要部件 　　包括發(fā)動機，變矩器，變速箱，前、后驅動橋，簡稱四大件 。1. 發(fā)動機。2. 變矩器上有三個泵，工作泵（供應舉升，翻斗壓力油）轉向泵（供應轉向壓力油）變速泵也稱行走泵（供 應變矩器，變速箱壓力油），有些機型轉向泵上還裝有先導泵（供應操縱閥先導壓力油）。3..工作液壓油路，液壓油箱，工作泵，多路閥，舉升油缸和翻斗油缸。4. 行走油路：變速箱油底殼油，行走泵，一路進變矩器一路進檔位閥，變速箱離合器。5. 驅動：傳動軸，主差速器，輪邊減速器。6. 轉向油路：油箱，轉向泵，穩(wěn)流閥（或者優(yōu)先閥）轉向器，轉向油缸。7. 變速箱有一體的（行星式）和分體的（定軸式）兩種。 工作裝置 　　裝載機的鏟掘和裝卸物料作業(yè)是通過其工作裝置的運動來實現(xiàn)的。裝載機工作裝置由鏟斗1、動臂2、連桿3、搖臂4和轉斗油缸5、動臂油缸6等組成。整個工作裝置鉸接在車架7上。鏟斗通過連桿和搖臂與轉斗油缸鉸接，用以裝卸物料。動臂與車架、動臂油缸鉸接，用以升降鏟斗。鏟斗的翻轉和動臂的升降采用液壓操縱。裝載機作業(yè)時工作裝置應能保證：當轉斗油缸閉鎖、動臂油缸舉升或降落時，連桿機構使鏟斗上下平動或接近平動，以免鏟斗傾斜而撒落物料；當動臂處于任何位置、鏟斗繞動臂鉸點轉動進行卸料時，鏟斗傾斜角不小于45°，卸料后動臂下降時又能使鏟斗自動放平。綜合國內外裝載機工作裝置的結構型式，主要有七種類型，即按連桿機構的構件數(shù)不同，分為三桿式、四桿式、五桿式、六桿式和八桿式等；按輸入和輸出桿的轉向是否相同又分為正轉和反轉連桿機構等。土方工程用裝載機鏟斗結構，其斗體常用低碳、耐磨、高強度鋼板焊接制成，切削刃采用耐磨的中錳合金鋼材料，側切削刃和加強角板都用高強度耐磨鋼材料制成。鏟斗切削刀的形狀分為四種。齒形的選擇應考慮插入阻力、耐磨性和易于更換等因素。齒形分尖齒和鈍齒，輪胎式裝載機多采用尖形齒，而履帶式裝開機多采用鈍形齒。斗齒數(shù)目視斗寬而定，斗齒距一般為150-300mm。斗齒結構分整體式和分體式兩種，中小型裝載機多采用整體式，而大型裝載機由于作業(yè)條件差、斗齒磨損嚴重，常采用分體式。分體式斗齒分為基本齒2和齒尖1兩部分，磨損后只需要更換齒尖。 裝載機技術的認可 　　1.裝載機駕駛技術操作證由各地安監(jiān)局發(fā)證。2.裝載機維修技術由技術監(jiān)督局發(fā)證。 變頻器在裝載機上的節(jié)能改造應用 　　裝載機在啟動時，電機的電流會比額定高5-6倍的，不但會影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量.系統(tǒng)在設計時在電機選型上會留有一定的余量，電機的速度是固定不變，但在實際使用過程中，有時要以較低或者較高的速度運行，因此進行變頻改造是非常有必要的。變頻器可實現(xiàn)電機軟啟動、通過改變設備輸入電壓頻率達到節(jié)能調速的目的，而且能給設備提供過流、過壓、過載等保護功能。國內比較有名氣變頻器廠家有三晶、英威騰等。 國內輪式裝載機發(fā)展趨勢 　　國產輪式裝載機正在從低水平、低質量、低價位、滿足功能型向高水平、高質量、中價位、經濟實用型過渡。從仿制仿造向自主開發(fā)過渡，各主要廠家不斷進行技術投入，采用不同的技術路線，在關鍵部件及系統(tǒng)上技術創(chuàng)新，擺脫目前產品設計雷同，無自己特色和優(yōu)勢的現(xiàn)狀，從低水平的無序競爭的怪圈中脫穎而出，成為裝載機行業(yè)的領先者。（1）大型和小型輪式裝載機，在近幾年的發(fā)展過程中，受到客觀條件及市場總需求量的限制。競爭最為激烈的中型裝載機更新速度將越來越快。（2）根據(jù)各生產廠家的實際情況，重新進行總體設計，優(yōu)化各項性能指標，強化結構件的強度及剛度，使整機可靠性得到大步提高。（3）細化系統(tǒng)結構。如動力系統(tǒng)的減振、散熱系統(tǒng)的結構優(yōu)化、工作裝置的性能指標優(yōu)化及各鉸點的防塵、工業(yè)造型設計等。（4）利用電子技術及負荷傳感技術來實現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應用，提高效率、節(jié)約能源、降低裝載機作業(yè)成本。（5）提高安全性、舒適性。駕駛室逐步具備FOPS&ROPS功能，駕駛室內環(huán)境將向汽車方向靠攏，方向盤、座椅、各操縱手柄都能調節(jié)，使操作者處于最佳位置工作。（6）降低噪聲和排放，強化環(huán)保指標。隨著人們環(huán)保意識的增強，降低裝載機噪聲和排放的工作已迫在眉捷，現(xiàn)在許多大城市已經制定機動車的噪聲和排放標準，工程建設機械若不符合排放標準，將要限制在該地區(qū)的銷售。（7）廣泛利用新材料、新工藝、新技術，特別是機、電、液一體化技術，提高產品的壽命和可靠性。（8）最大限度地簡化維修盡量減少保養(yǎng)次數(shù)和維修時間，增大維修空間，普遍采用電子監(jiān)視及監(jiān)控技術，進一步改善故障診斷系統(tǒng)，提供司機排除問題的方法。 1、一般安全注意事項 ①駕駛員及有關人員在使用裝載機之前，必須認真仔細地閱讀制造企業(yè)隨機提供的使用維護說明書或操作維護保養(yǎng)手冊，按資料規(guī)定的事項去做。否則會帶來嚴重重果和不必要的損失。②駕駛員穿戴應符合安全要求，并穿載必要的防護設施。③在作業(yè)區(qū)域范圍較小或危險區(qū)域，則必須在其范圍內或危險點顯示出警告標志。④絕對嚴禁駕駛員酒后或過度疲勞駕駛作業(yè)。⑤在中心鉸接區(qū)內進行維修或檢查作業(yè)時，要裝上“防轉動桿”以防止前、后車架相對轉動。⑥要在裝載機停穩(wěn)之后，在有蹬梯扶手的地方上下裝載機。切勿在裝載機作業(yè)或行走時跳上跳下。⑦維修裝載機需要舉臂時，必須把舉起的動臂墊牢，保證在任何維修情況下，動臂絕對不會落下。 　 2、發(fā)動機啟動前的安全注意事項 ①檢查并確保所有燈具的照明及各顯示燈能正常顯示。特別要檢查轉向燈及制動顯示燈的正常顯示。②檢查并確保在啟動發(fā)動機時，不得有人在車底下或靠近裝載機的地方工作，以確保出現(xiàn)意外時不會 　　危及自己或他人的安全。③啟動前裝載機的變速操縱手柄應扳到空擋位置。④不帶緊急制動的制動系統(tǒng)，應將手制動手柄板到停車位置。 　?、葜荒茉诳諝饬鲃雍玫膱鏊鶈踊蜻\轉發(fā)動機。如在室內運轉時，要把發(fā)動機的排氣口接到或朝向室外。 　　 3、發(fā)動機啟動后及作業(yè)時安全注意事項 　　 ① 發(fā)動機啟動后，等制動氣壓達到安全氣壓時再準備起步，以確保行車時的制動安全性。有緊急制動的把緊急及停車制動閥的按鈕按下（只有當氣壓達到允許起步氣壓時，按鈕才能按下，否則按下去會自動跳起來），使緊急及停車制動釋放下，才能掛I擋起步。無緊急制動的只需將停車制動手柄放下，釋入停車制動即可起步。②清除裝載機在行走道路上的故障物，特別要注意鐵塊、溝渠之類的障礙物，以免割破輪胎。③將后視鏡調整好，使駕駛員入座后能有最好的視野效果。④確保裝載機的喇叭、后退信號燈，以及所有的保險裝置能正常工作。⑤在即將起步或在檢查轉向左右靈活到位時，應先按喇叭，以警告周圍人員注意安全。⑥在起步行走前，應對所有的操縱手柄、踏板、方向盤先試一次，確定已處于正常狀態(tài)才能開始進入作業(yè)。要特別注意檢查轉向、制動是否完好。確定轉向、制動完全正常，方可起步運行。⑦行進時，將鏟斗置于離地400mm左右高度。在山區(qū)坡道作業(yè)或跨越溝渠等障礙時，應減速、小轉角，要注意避免傾翻。當裝載面在陡坡上開始滑向一邊時，必須立即卸載，防止繼續(xù)滑下 　　⑧作業(yè)時盡量避免輪胎過多、過分打滑；盡量避免兩輪懸空，不允許只有兩輪著地而繼續(xù)作業(yè)。⑨作牽引車時，只允許與牽引裝置掛接，被牽引物與裝載機之間不允許站人，且要保持一定的安全距離，防止出現(xiàn)安全事故。 　　 4.停機時的安全注意事項 　　 ①裝載機應停入在平地上，并將鏟斗平放地面。當發(fā)動機熄火后，需反復多次扳動工作裝置操縱手柄，確保各液壓缸處于無壓休息狀態(tài)。當裝載機只能停在坡道上時，要將輪胎墊牢。②將各種手柄置于空擋或中間位置。③先取走電鎖鑰匙，然后關閉電源總開關，最后關閉門窗。④不準停在有明火或高溫地區(qū)，以防輪胎受熱爆炸，引起事故。⑤利用組合閥或儲氣罐對輪胎進行充氣時，人不得站在輪胎的正面，以防爆炸傷人。