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1、工业大学本科毕业设计（论文） 装载机工作装置及其液压系统设计湖南工业大学本科毕业设计（论文）摘 要装载机属于铲土运输类机械，是一种通过在支座前端安装一个完整的铲斗支撑结构和连杆，随机器向前运动进行装载或挖掘，以及提升、运输和卸载的自行式机械。它广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等工程领域。装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。对于加快工程建设速度，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，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一，对国民经济发展起着十分重要的作用。本次设计采用先进的现代设计方法和理念，对装载机工
2、作装置进行了总体设计和零部件设计。主要包括装载机工作装置的关键零部件，如铲斗、动臂，连杆机构以及转斗油缸、举升油缸等，并对重要零件进行了受力分析以及强度校核。液压系统在装载机工十分重要，本次设计只是分析了工作装置的液压系统，并得出该液压系统的工作油路运行图。关键词: 装载机，铲斗, 工作装置，液压系统I ABSTRACT Loader as part of the shoveling transport machinery, is a kind of through the pedestal front installation of a full bucket support structu
3、re and the connecting rod, along with the machine for loading or digging, moving forward and enhance self-propelled machinery, transportation and unloading.It is widely used in highway, railway, building, water and electricity, ports, and mining and other engineering fields. Loader has a operation s
4、peed, high efficiency, good maneuverability, the advantages of convenient operation, thus become the conditions in the construction of engineering construction of one of the main models.To speed up the construction speed, reduce labor intensity, improve project quality, reduce engineering cost are p
5、lay an important role, is one of the indispensable equipment in modern mechanical construction, plays an important role in national economic development. This design USES the modern advanced design methods and ideas, the loader working device has carried on the overall design and parts design. Mainl
6、y including the key components of loader working device, such as bucket, movable arm, linkage and turning cylinder, lifting oil cylinder, etc., and has carried on the stress analysis and strength check to important parts.Hydraulic systems are important in load mechanic, this design only working devi
7、ce hydraulic system are analyzed, and concluded that the hydraulic system oil running.Key words: loader, Bucket,Working device,The hydraulic systemIII湖南工业大学本科毕业设计（论文）目 录第1章 装载机的发展及应用11.1 装载机的概论11.2 装载机的发展与前景11.2.1 国外装载机发展趋势11.2.2 国内装载机发展趋势2第2章 装载机工作装置设计32.1装载机工作装置设计概述32.1.1 装载机工作装置设计概论32.1.2 结构形式的选择
8、3 2.2 铲斗基本参数的确定42.3工作机构连杆系统的尺寸参数设计6 2.3.1转斗油缸后置式反转六杆机构6 2.3.2工作装置的机构设计6 2.3.3动臂设计7 2.3.4连杆机构的设计8第3章 装载机工作装置的受力分析与强度校核113.1铲斗重量计算113.2 工作装置的受力分析12 3.2.1工况水平偏载计算12 3.2.2工况垂直偏载计算143.3 动臂的强度校核163.4 铰销的强度校核193.5连杆的强度校核213.6 摇臂的强度校核22第4章 工作装置液压系统设计264.1 转斗油缸的选择及其作用力的确定264.2 动臂油缸的选择及其作用力的确定284.3工作装置液压系统的设计
9、294.3.1 工作油路分析294.3.2 工作装置油路设计31结论32参考文献33致谢34III 第1章 装载机的发展及应用 1.1装载机的概论装载机主要用来铲、装载、卸载、运送土块和石材,也可以对岩石、硬土进行机械铲掘作业的一种机械。如果切换到一个不同的设备上工作,还可以完成推土、起重、装卸其他材料。在公路的修建中主要用于路基工程的填挖,沥青和水泥混凝土料场的集料,装货等作业。由于它具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因此迅猛发展,成为建筑的主要设备。金属矿山的开采可以分为两个主要的类别的露天开采和地下开采。虽然我国露天矿采以矿石的比重约占70，但是从事地下开采的人员比露天开采的人员
10、多。这是因为地下开采的条件复杂，使用的设备种类繁多，在产量相同的条件下，对采挖地下矿产资源需要投入的人力和物力远远大于露天矿的缘故。 保护自然环境和合理地利用矿藏资源，是发展社会主义经济的必要条件。随着浅埋矿石的耗尽而愈来愈向深部开采，或当露天升采的深度很大而使地表遭受大面积的破坏时，就必须采用地下开采。可以预料今后地下开采仍将逐渐增加。不论是露天矿开采还是地下矿开采，对矿体较硬的金属矿山，都是经凿岩爆破将崩落松散矿石或岩石，经装运作业运至下步工序的作业地点。装载作业是矿山整个生产过程小既繁重又费时的作业。所以努力提高装载机械的作业能力，对实现矿山生产的高效率低消耗想着重要的作用1。 1.2装
11、载机的发展和前景 1.2.1国外装载机发展趋势近十年，随着世界经济的持续发展，建筑施工和资源开发规模的扩大，对装载机的需求量迅速增加，因而对其可靠性、灵活性、安全性和节油性也提出了更高的要求。随着科学技术的发展与微电子技术向工程机械的渗透，现代装载机械越来越走向智能化和机电一体化。人机学的兴起，同样对装载机有了更多的要求，比如：噪音小，工作稳定，温度低等。(1)系列化、特大型化系列化是工程机械发展的一个重要趋势。国外大公司逐步实现其产品系列化，研制出了从微型到特大型不同规格的产品，同时，更新产品的周期显著缩短。特大型工程机械的特点科技含量高，研制与生产周期较长，投资大，市场容量有限，市场竞争主
12、要集中在国外少数几家大公司。(2)多用途、微型化推动多用途、微型化发展的因素首先是液压技术的快速发展和可更换连接装置的诞生，使得装载机能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动连接。一方面，提高机器的多功能性，可以让用户根据设备本身的性能并且在不增加投资的情况下，完成更多的工作；另一方面，为了尽可能地用机械作业代替人工劳动，提高生产率，适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求。(3)节能与环保为了使产品的节能效果有最大的提高和满足日益苛刻的环保要求，国外著名工程机械公司主要从降低发动机排放、提高液压系统效率和减振、降噪等方面入手。
13、近几年来国外装载机的设计和制造进一步体现了以人为本的理念，要为驾驶者提供一个更加舒适的环境，以到达他们称之为全自动化型的境地。1.2.2我国装载机的发展前景随着我国国民经济建设的调整发展，大型轮式装载机的需求量会有大幅度上升，特别是西部大开发，许多大型工程建设等，大型轮式装载机大有用武之地。另外，世界上生产大型轮式装载机的国家、企业也不多，出口前景也非常好，苦于我们还拿不出产品。 国产挖掘装载机及小型多功能装载机数量很少，且性能不佳，市场认可度不高。 国外小型装载机及小型多功能装载机，包括挖掘装载机在内，市场份额已相当大。小型装载机特别适用于市政建设、中小城镇建设、乡间非等级公路建设、一般公路
14、的维护保养、港口码头作业，还有改造环境、植树造林等。特别是西部大开发，这类产品将有广阔的潜在市场。这类产品的开发，今后肯定是以静液压件传动为主，目前世界上小型装载机、小型多功能装载机基本上都是 静液压传动。我国要能真正把这类产品发展起来，必须有自己的创新。装载机行业的广大企业，特别是有能力的大企业，应加大创新力度，去争我国小型装载机、小型多功能装载机、挖掘装载机等这一巨大的潜在市场。 第2章 装载机的工作装置设计 2.1 装载机工作装置设计概述2.1.1 装载机工作装置设计概述 装载机的工作装置是由铲斗、动臂、摇臂连杆及液压系统等组成。铲斗用以铲填物料；动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使它和车
15、架连接；转斗油缸通过摇臂连杆使铲斗转动。动臂的升降和铲斗的转动通过动臂举升油缸实现操纵。装载机铲斗铲掘和装卸物料的作业是通过工作装置的运动来实现的。由动臂、动臂油缸、铲斗、转斗油缸、摇臂连杆(或托架)及车架相互铰接所构成的连杆机构，在装载机工作时要保证：当动臂处于某种作业位置不动时，在转斗油缸作用下，通过连杆机构使铲斗绕其铰接点转动；当转斗油缸闭锁时，动臂在动臂油缸作用下提升或下降铲斗过程中，连杆机构使铲斗在提升时保持平移或斗底平面与地面的夹角变化控制在很小的范围，避免装满物料的铲斗由于铲斗倾斜而使物料撒落；而在动臂下降时，又自动将铲斗放平，以减轻驾驶员的劳动强度，提高劳动生产率。 图2.1 无铲斗托架式 1铲斗 2动臂 3连杆 4下摇臂 5上摇臂 6转斗缸
