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1、第 50 页 共 50 页 目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 平地机的用途和现状11.2 平地机的发展趋势21.3 平地机的分类31.4研究内容4第2章 平地机总体方案设计52.1平地机方案选择52.2 总体参数的选择62.2.1平地机的整机重量62.2.2平地机的作业速度72.2.3发动机功率的确定82.2.4机架型式的选择82.2.5整机尺寸的确定92.2.6最小转弯半径的确定12第3章 工作装置设计133.1 平地机工作装置操纵机构设计143.2平地机铲刀设计183.2 .1铲刀阻力计算183.2 .2铲刀尺寸的确定203.2 .3刀片的标准化设计223.3牵引架的
2、设计253.4回转圈的设计263.5回转圈驱动装置的设计263.5.1回转圈液压马达的选择273.5.2回转圈减速器的选择273.5.3回转圈传动齿轮的粗略设计283.6回转圈支承装置的设计283.7角位器的设计28第4章 刮土工作装置液压系统设计314.1 液压系统设计的内容与要求314.1.1 液压系统设计要求314.1.2 液压系统设计内容及步骤314.2 液压系统图的设计和分析324.3 确定液压系统的主要参数344.3.1 系统压力的确定344.3.2系统最大流量的确定344.4 液压元件的选择和设计364.4.1 液压元件选择的原则364.4.2液压泵的选择384.4.3液压阀的选
3、择394.4.4油缸主要零部件的设计404.5液压系统的性能计算414.5.1 系统总效率的验算414.5.2 温升的验算42结 论44参考文献452第1章 绪论1.1 平地机的用途和现状随行我国现代化建设事业的迅速发展，交通运输所担负的任务日益繁重，要求兴建更多的现代化机场及铁路、公路，尤其是建设高等级公路。机场和高等级公路对路面的平整度有很高的要求，这种高精度的大面积平整作业，通常必须使用具有较高生产率和平整精度的平地机。因此，在土方施工作业中，平地机有着其它机械所不可替代的独特的作用。平地机的操纵系统主要包括作业操纵系统、转向操纵系统、制动操纵系统等。作业操纵系统是用来控制各种工作装置运
4、动的，主要是控制刮刀、耙土器、松土器、推土铲的运动。刮刀的运动形式如下：刮刀左侧提升与下降；刮刀右侧提升与下降；刮刀回转；刮刀侧移(相对于回转圈左移和右移)刮刀随回转圈一起侧移，即牵引架引出刮刀切削角的改变。a.机外刮土 b.刀角刮土图1.1 平地机刮土方式 现代平地机已发展到比较完善的地步，并向作业自动化方向发展。它的原始形式是一个牵引犁的变形，发动机的出现和应用到平地机上来是它自身迅速发展的关键，由牵引式平地机发展到今天的自行式平地机的水平，液压技术的应用已使较为笨重的机械式操纵的平地机趋于被淘汰，以至目前占绝对优势的是液压操纵的自行式平地机，这种平地机从传动方式来看又分为机械直接传动的和
5、液力机械传动的自行式平地机，但较为流行的是后者。 现代的平地机的转向方式有：前轮转向；前轮和后轮两种转向方式共存的平地机。这两种转向方式是平地机的传统转向方式。但其转向半径仍很大，机动性受到限制。因此为了提高平地机的机动性，出现了前轮转向和折腰转向两种方式共存的平地机。这种措施除提高其机动性而外，还提高了它的作业能力，缩小了不易平整到的死角，而增大了作业范围。由于现代科学技术的发展给铲土运输机械实现自动化作业提供了条件，美国海军工程试验室为平地机研制出了利用激光技术的自动化系统，它包括两个控制系统：铲刀的升降自动控制系统和铲刀的倾斜控制系统。目前国外平地机生产厂以美国卡特公司、瑞典公司、日本小
6、松、以及德国0公司生产的平地机最为著名，均代表了国际当代平地机最高水平。其主要技术有：铰接式机架、动力换档、后桥带自锁差速器、可调整操纵台，驾驶室、电子监控、自动调平、全轮驱动等技术，产品可靠性高。目前国内平地机生产厂家有十余家，其中主要厂家有7家，分别是中外建、徐工、常林、哈尔滨四海、黄工、三一、成工。平地机行业国内主导厂家优势较为突出，市场占有率基本上集中在这些厂家之间。国内平地机生产企业中，有相当一部分是兼业厂，但其技术实力不容忽视。而国外生产厂家的产品质量高、规格全、功能强，是我国平地机行业的目标。1.2 平地机的发展趋势随着高新技术的发展及在工程机械产品上的应用，以现代微电子技术为代
7、表的高科技正越来越普遍地用来改造工程机械产品的传统结构。成熟技术的移植应用已大大促进了平地机综合技术水平的进一步提高。在满足新的技术要求前提下选择合理的价位，适应不同档次的用户需求是目前平地机的发展方面。中国市场与国外市场不同，国外发达国家的公路交通网络已形成，平地机的市场走势处于低谷，而中国平地机市场刚刚开始启动，另一方面中国是发展中国家，经济实力等远远落后于发达国家，多种因素决定了现阶段的中国市场对平地机不需要很高的技术含量和高的配置，只要具有同样的作业功能和较好的可靠性，具有性能价格比的优势，就会有高的市场份额。近年来，国外平地机之所以从中国市场逐步退出不是因为国外产品的技术水平不高，而
8、是价位太高。进口机的价位约是国产同类机型的3倍以上。因此，国产平地机必须在保持或略高于原同类机型价位的基础上，尽量提高整机的可靠性和操作舒适性来适应中国的市场。从技术发展角度考虑，中国平地机的发展，依然要跟踪国际领先水平。展望迅速发展的中国市场，加入0后国内市场国际化的趋势日趋明显。参与国际交换和分工，充分利用国际先进的配套资源和科学技术，实现技术资源的优化配置，成为国内平地机制造业发展的必经之路。中国平地机技术发展的基本特征应是：高、中、低档产品并存。加快产品更新换代的同时，发展多种作业装置，实现一机多用。用微电子技术提升产品的技术水平，对平地机产品进行安全、节能、工作状态的智能化控制，进行
9、故障自诊断和不解体检测，实现机电一体化。以及广泛使用新材料、新工艺，提高制造工艺水平，提高产品的可靠性和寿命，这是国产平地机的发展趋势。 今后将面向数字化装备也是平地机发展的方向，数字化设备具有数据采集、数据分析、检测诊断、信息储存、实时传送等功能，实现运行状态跟踪、作业质量监控、运行工况分析、故障检测诊断、信息采集传送，它为提高平地机运行效率和质量提供了先进的、可靠的技术支撑。1.3 平地机的分类按行走方式可分为自行式和拖式两类。自行式平地机因其机动灵活、生产率高而广泛采用；早期生产和使用的拖式平地机，由于机动性差、操纵费力，已被淘汰。按工作装置和行走装置的操纵方式分为机械操纵和液压操纵两种
10、。目前自行式平地机的工作装置基本上都采用液压操纵。按铲土刮刀的长度和发动机的功率大小可分为轻型、中型和大型三种。按行走车轮数可分为四轮和六轮两种。四轮平地机是前、后桥各两轮，用于轻型平地机；六轮平地机是前桥两轮、后桥四轮，用于大中型平地机。 按车架的形式可分为整体式车架和铰接式车架两种。整体式车架是前后车架为整体，这种车架刚性好，也称刚性机架，如中外发展公司的PYl60B型平地机。铰接式车架是将两者铰接，用液压缸控制其转动角，使平地机获得更小转弯半径和更好的作业适应性。海内外平地机厂家大多采用此种结构，如美国卡特公司G系列，德国O&KFAUN公司的F系列，中外建发展公司的PYl60C型、PYl
11、80型和PY200型，常林PY190A型，哈尔滨四海DRESSERS00系列等。按车轮的转向方式可分为前轮转向、后轮转向和全轮转向。按车轮驱动情况又可分为后轮驱动和全轮驱动。平地机的车轮布置形式的表示方法是：车轮总轮数X驱动轮数X转向轮数，一般有：4X2X2、4X4X4、6X6X6、6X6X2、6X4X6、6X4X2等6种。国内外大多数平地机多采用6X4X2(铰接机架)。国产的PYl60B型平地机的车轮布置为6X4X6；PYl60C型、PYl80型平地机的车轮布置为6X4X2。1.4研究内容本次设计中，我主要研究的是自行式平地机的工作装置。平地机的工作装置包括刮土工作装置和耙土装置。刮土工作装
12、置主要由牵引架、回转圈、刮刀和摆架装置等组成。本次设计主要研究刮土工作装置。本文研究的目的就是建立一个自行式平地机工作装置的设计模型，运用所学知识设计出一套性能优良、符合设计要求并且结构合理的工作装置方案。通过此次毕业设计,掌握工程机械产品设计的基本方法、基本技巧和基本过程,熟悉计算机辅助设计和技术文件的写作方法，掌握自行式平地机总体设计及计算，工作装置设计的基本知识和技巧。本次设计的主要内容有：.自行式平地机总体方案设计，总体参数计算确定具体设计内容包括整机重量、发动机功率、机架型式、最小转弯半径、最大行驶速度等数据的确定；.刮土工作装置总成及零件设计具体设计内容包括工作装置方案牵引架、转盘
13、、转盘驱动装置、转盘支撑装置、刮刀、角位器等具体零件设计；.刮土工作装置液压系统设计；第2章 平地机总体方案设计平地机总体设计的目的是确定整机性能参数和选择合理的结构方案，从而获得优良的整机性能。 2.1平地机方案选择在所有各类型平地机中以液压操纵三桥液力机械传动的平地机最为流行。其优点是：压操纵非常有效地代替了老式的机械操纵装置，使得结构简化、外型美观、操纵力大大减小，从而减少了机器重量；三轴式具有平衡悬挂的三桥平地机的突出特点是十分有效地提高了平地作业精度。液力机械传动提高了平地机的动力经济性和起动的平稳性。基于以上原因，本设计中选择三轴式平地机，示意图如图2.1所示。平地机的终传动有两种
14、型式：齿轮传动和链条传动。齿轮传动的优点是可靠性大们结构复杂，必须经过中间齿轮；链条传动的优点是结构简单、链条的弹性可以减缓发动机和车轮之间各传动件之间的冲击载荷，链条磨损后所引起的链条的伸长可用车轮轴承偏心法兰加以调整。链条在平衡箱的油池中得到充分润滑，因而寿命较长，目前这种型式应用比较普遍。因此，本设计中采用链条传动。平地机的终传动有两种型式：齿轮传动和链条传动。齿轮传动的优点是可靠性大们结构复杂，必须经过中间齿轮；链条传动的优点是结构简单、链条的弹性可以减缓发动机和车轮之间各传动件之间的冲击载荷，图2.1 三轴式布局链条磨损后所引起的链条的伸长可用车轮轴承偏心法兰加以调整。链条在平衡箱的
15、油池中得到充分润滑，因而寿命较长，目前这种型式应用比较普遍。因此，本设计中采用链条传动。 前桥有驱动的和非驱动的两种型式，中型以上具有铲掘能力的平地机，其前桥多数具有驱动能力，以便发挥更大的牵引力；对于大多数轻型平地机，包括中型平地机前桥都做成非驱动桥。因此，本设计中采用前桥转向和铰接式机架转向，驱动桥与平衡箱联接驱动中桥、后桥的型式。目前各大厂家生产的平地机工作装置基本上都选择具有液压操纵的型式；铲刀的悬挂方式、回转方式和变换切削角等都是液压操纵，机械式操纵已被淘汰。因此，本设计中工作装置也选择液压操纵的型式。2.2 总体参数的选择总体参数选择的基本任务就是根据合理的工况来妥当地匹配平地机各件能参数之间的关系，以便使整机获得优良的性能。它大致包括以下内容： 1)确定发动机与车体重量之间的匹配关系； 2)确定发动机与作
