ZL40型装载机的工作装置的设计
摘 要
ZL40装载机主要是为了减少人力劳动,提高装卸效率而设计。本次设计对ZL40装载机的整 体布置、行走系统、制动系统以及工作机构进行设计。在确定了为轮式ZL40装载机后,对 其总体布置进行设计。在分析了几种制动系统后,确定了选用全盘式湿式制动器,并对 其进行具体的计算。在工作装置的设计中主要对连杆机构进行设计并对装置静力学计 算和强度校合。行走系统设计包括传动部分和行走部分。ZL40装载机种类很多.根据发动 机功率可分为小型、中型和大型以及特大型ZL40装载机 4 种。ZL40装载机装载物料时,其技术 经济指标在很大程度上取决于作业方式。常用的作业方式有Ⅰ形作业法、V 形作业法 和 L 形作业法等。ZL40装载机应用广泛, 采用全液压铰接转向,转弯半径小,结构紧凑, 操作平稳轻便,维修方便。单摇臂,Z 形连杆机构,掘起力大,作业循环时间短,作 业效率高,尤其是铲斗后档板高,能避免超载时物料的洒落。
关键词:ZL40装载机;制动器; 液压铰接
1 绪论
往车辆或其他设备装载散状物料的自行式装卸机械。ZL40装载机也可进行轻度的铲掘工作,通 过换装相应的工作装置,还可进行推土、起重、装卸木料及钢管等作业。轮式ZL40装载机是一种用 途较广的施工机械。广泛应用于建筑、公路、铁路、水电、港口、矿山及国防工程中,对加快 工程建设速度、减轻劳动强度、提高工程质量、降低工程成本都发挥着重要的作用。因此,近 几年来无论在国内还是过外,对于的改良受到了及大的重视。
ZL40装载机种类很多。根据发动机功率可分为小型(功率小于 74 千瓦)、中型(功率在 74~147 千瓦间)、大型(功率在 147~515 千瓦间)和特大型(功率大于 515 千瓦)ZL40装载机 4 种。根据 行走系结构可分为轮胎式和履带式两种。其中轮胎式ZL40装载机按其车架结构型式和转向方式又可 分为铰接车架折腰转向、整体车架偏转车轮和差速转向ZL40装载机 3 种。根据卸载方式可分为前卸 式(前端式)ZL40装载机和回转式ZL40装载机两种。根据作业过程的特点可分为间歇作业式(如单斗装 载机)和连续动作式(如螺旋式、圆盘式、转筒式等)ZL40装载机。ZL40装载机装载物料时,其技术经 济指标在很大程度上取决于作业方式。常见的作业方式有 I 形作业法、V 形作业法和 L 形作业法
等。
本设计是ZL40装载机的总体布置设计、制动系统设计、工作机构设计以及行走系统的设计。 总体布置设计中主要ZL40装载机本身的一些必要的参数的确定,对各个部分在ZL40装载机上的位置进 行设计(比如ZL40装载机自重,铲斗等)。制动系统主要对一些动力系统进行分析、选取等。工 作机构主要对传动机构和动臂,铲斗进行分析。行走系统是在确定了轮式以后对ZL40装载机进行 设计。
目 录
1 绪 论....................................................................................................................1
2 ZL40装载机的总体设计………………………………………………………….…...2
2.1 确定ZL40装载机类型……………………………………………………………..2
2.2 轮式ZL40装载机总体参数的确定………………………………………………..2
2.3 轮式ZL40装载机的总体布置....................................................................................5
2.3.1 总体布置的内容.........................................................................................5
2.3.2 总体布置的原则.........................................................................................6
2.3.3 总体布置的基本选择.................................................................................6
2.3.4 各部件布置的具体要求.............................................................................6
2.3.5 控制桥荷力分配......................................................................................8
2.4 ZL40装载机稳定性计算.............................................................................................9
2.4.1 用稳定比来评价ZL40装载机的稳定性.............................................................9
2.4.2 用稳定度来评价ZL40装载机的稳定性.............................................................10
2.4.3 转向时侧滑和侧翻的稳定条件.............................. .................................14
3 制动系统的设计............................................................................................. ...........17
3.1 概述........................................................................................................... ..........17
3.2 轮试ZL40装载机几种制动系统的分析................................................... ..................17
3.2.1 气顶油钳盘式制动系统的种类............................................ .....................18
3.2.2 湿式制动器........................................................................... ......................18
3.3 全盘式湿式制动器的设计计算.................................................................. ......19
3.3.1 假设条件............................................................................................. ........19
3.3.2 制动性能要求...................................................................................... .......19
3.3.3 制动力矩计算...................................................................................... .......20
3.3.4 制动器设计计算................................................................... ......................21
3.3.5 一次制动单个制动器用油量 V1 计算.................................................. .....22
3.3.6 温升校核....................................................................................... .............22
4 工作装置的设计................................................................................................. .......23
4.1 工作装置的设计要求............................................................................. ...........23
4.1.1 概述................................................................................................... .........23
4.1.2 轮式ZL40装载机工作过程......................................................... .......................23
4.1.3 轮式ZL40装载机工作装置设计要求...................................... ..........................23
4.2 工作装置连杆系统设计................................................ ....................................24
4.2.1 工作装置连杆机构布置............................................ .................................24
4.2.2 工作装置连杆机构设计........................................................ .....................25
4.2.3 工作装置连杆系统运动分析.................................................. ...................32
4.3 作装置静力学计算及强度校合.................................................... ....................38
4.3.1 工作装置的静力学分析................................................................ .............38
4.3.2 工作装置的受力分析..................................................................... ...........39
4.3.3 工作装置的强度校核.................................................................. ...............44
4.4 液压系统工作过程............................................................................. .............47
5 行走系统的设计........................................................................................................49
5.1 概述............................................................................................... .....................49
5.2 传动系统的作用.................................................................................................49
5.3 ZL50 型ZL40装载机变矩器...................................................................................... 50
5.4 ZL50 型ZL40装载机行星式动力换挡变速箱.................................................. .........53
5.5 万向传动装置和驱动桥........................................................................ .............56
5.6 铰接式车架......................................................................................... ................57
5.7 车轮和轮胎........................................................................................ .................58 结 论................................................................... ...........................................................59 致 谢................................. ............................................................................. ............. 60 参考文献………............................................................. ...............................................61 附录……................................................................... ......................................................62 附录 1. ...................................................................................... ..................................62 附录 2...........................................................................................................................69
参考文献
[1] 杨占敏 , 王智明 , 张春秋等编著。《轮式ZL40装载机》。北京:化学工业出版社,2006
[2] 蔡中青 , 黄宗益 , 《湿式全盘式制动器设计计算》。 工程机械 , 1999 (10):22~25
[3] 杨占敏 , 高秀华等 , 《ZL40装载机铲斗的计算机辅助设计》。吉林工业大学学报, 1995, (01):
20~21
[4] 高秀华 , 申国哲等 ,《ZL40装载机工作装置结构动力分析》。农业工程学报,1998,(4) 129~134 [5] 张云龙等 , 《湿式多片制动器对偶钢片非稳态温度场数值计算》。吉林工大学报,199613
[6] 张云龙等 , 《湿式摩擦片无因次结构参数数理论最优解》。农业机械学报,199512
[7] 张云龙等 , 《湿式多片制动器衬片压力分布模型及性能计算》。吉林工大学报,199411 [8] 吉林工业大学工程机械教研室。《轮式ZL40装载机设计》。北京:中国建筑出版社, 1982