毕业设计论文装载机工作装置设计2008级工程机械综合课程设计ZL30装载机工作装置设计目录摘要 (I)第一章装载机的发展和应用 (1)1.1装载机概述 (1)1.2装载机的发展 (2)第二章装载机总体参数的确定 (6)2.1装载机阻力的确定 (6)2.1.1插入阻力 (6)2.1.2铲起阻力 (6)2.1.3转斗阻力矩 (7)2.2装载机的总体布置原则 (8)2.3装载机各部件的布置 (9)2.4装载机的总体构造和分类 (11)第三章工作装置设计 (13)3.1工作装置结构分析 (13)3.1.1装载机工作装置 (13)3.1.2结构形式的选择 (14)3.2铲斗设计 (16)3.2.1铲斗结构形式的选择 (16)3.2.2铲斗基本参数的确定 (18)3.3工作机构连杆系统的尺寸参数设计 (22)3.3.1工作装置结构设计 (23)3.3.2动臂设计 (23)3.3.3连杆机构设计 (25)3.4工作装置强度计算 (28)3.4.1确定工作装置的计算位置 (28)3.4.2工作装置载荷分析 (29)3.4.3典型工况分析 (30)13.4.5工作装置受力分析 (31)3.4.6工作装置强度校核 (36)第四章工作装置液压系统设计 (40)4.1液压系统设计要求 (40)4.2油缸作用力的确定 (40)4.3液压系统设计计算 (41)4.4液压系统原理分析 (43)4.5工作装置的限位机构 (44)总结 (46)主要参考文献 (47)2摘要装载机主要用来装卸成堆散料，也能进行轻度的铲掘工作。

由于它适用于建筑、矿山、铁道、公路、水电等国民经济各个部门，因此，在国内外，产量与品种的发展都较快，是工程机械中的一个主要机种。

装载机根据不同的使用要求，发展形成了不同的结构类型。

通常，按使用场合的不同，分成露天用装载机和井下用装载机；按行走系统结构不同，分成轮式装载机与履带式装载机；按卸料方式不同，分为前卸式（前端式）、后卸式与回转式装载机。

此次的毕业设计论文先对装载机的发展概况及设计的指导思想、特点、任务进行概述，然后确定方案，在技术设计部分罗列了ZL30装载机的主要技术性能和参数，进行了牵引特性计算。

主要是针对国产装载机ZL30的工作装置进行设计，包括它的铲斗的选择包括：结构形式，具体参数，铲斗容量。

然后进行的是其连杆机构的设计包括动臂的一些数据计算以及连杆机构中一些组件的尺寸，以及工作装置的强度的计算，采用受力分析法进行计算分析，最后进行装载机工作装置液压系统的设计。

关键词：装载机，工作装置，连杆,铲斗I第一章装载机的发展和应用1.1装载机概述装载机主要用来铲、装、卸、运土和石料一类散状物料，也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。

如果换不同的工作装置，还可以完成推土、起重、装卸其他物料的工作。

在公路施工中主要用于路基工程的填挖，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，因而发展很快，成为土石方施工中的主要机械。

金属矿山的开采可划分为露天开采和地下开采两大类。

我国露天矿采以矿石的比重约占70％，但从事地下开采的人员比露天开采的人员多。

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，对地下矿投资的人力和物力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。

随着浅埋矿床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。

ZL系列轮式装载机是一种高效率的工程机械，具有结构先进，性能可靠，机动性强，操纵方便等优点。

广泛应用于矿山，建筑工地，道路修建，水利工程，港口，货场，电站以及其他工业部门，进行装载，推土，铲挖，起重，牵引等多种作业。

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作用，因此近几年来无论在国内还是国外装载机品种和产量都得到迅速发展，成为工程机械的主导产品之一。

为适应装载机多功能作业的要求，轮式装载机已经向一机功能方向发展。

这主要靠主机控制适合多种作业的组合工作装置完成。

80年代国外装载机和液压挖掘机除了不断完善装，挖功能外，正向一机多能方向发展。

许多公司竞相生产各式各样的辅助机构。

这种机型使用范围很广，其产品受到用户的普遍关注。

在通用拖拉机前端加装载装置，后部加挖掘装置可改装变形成前装后挖拖拉机，亦称挖掘装载机，俗称“两头忙”。

工作装置的性能分析过去多采用作图分析和手工计算法，工作量繁重，精度较低。

当分析工矿较多时问题更为突出，为克服手工画图的误差。

本次设计前面所进行的工1作装置CAD设计是通过看资料、实物，通过初步分析、计算而确定的方案。

其次要考虑各个工作液压缸作用力的均衡性，整机的稳定性，整机与地面的附着性、满足结构和布置的可能性，以综合比较初选方案，从而确定机构参数（一般来说，从计算机辅助分析中发现不合理的现象可究其原因，采取改进措施，是设计合理化。

对已经拟订的各种方案可通过计算机辅助分析作进一步的取舍和修改，以便确定较合理的方案）。

同时，通过性能分析能够很清楚的了解到这个装载机装置在各个位置或各种工况时的里和其它参数，有利于更有效地使用挖掘装载机和使这种装载机工作效率得到最大限度的发挥。

地下矿的开采，包括开拓、采准、回采三个步骤。

开拓是矿山的基建工程，它是用井巷把地表与山地下矿体接通，并建成完整的运输、通风、排水的并巷工程，包括竖井、斜井、盲井、井底车场，如水泵房、变电室、机修站、火药库等，还有石门、阶段运输巷道、溜井等。

采准是指掘进形成采区外形的一些巷道及为了回采工作面的碎岩和爆破而需要的自由空间。

前者如采区的运输巷道、通风和人行天井，以及电耙巷道等，如切割槽、拉底空间、放矿漏斗等。

回采就是做完采准后，在采区工作面进行的落矿、装运和管理作业。

回采中的矿石装运作业是矿山生产的重要环节。

装载作业就是把开拓、采准、回采的矿石或岩石装入运输工具或卸入溜井。

开拓、采准和回采三者在使用装运机械方面对比起来，采准工程的特点是：它的装运作业工作量，是在阶段水平以上或矿房内部及矿床上下盘中进行的。

一般地说，这些巷道断面尺寸小、长度短，分布在阶段水平以上不同的高度上，要求机械设备轻便灵活，便于调入和调出及迁移到不同高度上。

在断面只寸很小的空间内工作，由于设备的调入迁移和使用都比较困难，致使采准工作的机械化程度低、工作效率低、成本高。

因此采准工作量的多少，便成为衡量采矿方法好坏的重要指标之一。

1.2装载机的发展1.国外装载机发展趋势近年来，随着建筑施工和资源开发规模的扩大，对装载机需求量迅速增加，因而对其可靠性、维修性、安全性和燃油经济性也提出了更高的要求。

随着微电子技术向工程机械的渗透，现代装载机械日益向智能化和机电一体化发展。

自20世纪以来，国外装载机进入了一个新的发展时期，在广泛应用新技术的同时，不断涌现出新结构和2新产品。

继完成提高整机可靠性任务之后，技术发展的重点在于增加产品的电子信息技术含量和智能化程度。

努力完善产品的标准化、系列化和通用化，改善驾驶人员的工作条件，向节能、环保方向发展。

(1)系列化、特大型化系列化是工程机械发展的重要趋势。

国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程，形成了从微型到特大型不同规格的产品，同时，产品更新换代的周期明显缩短。

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，市场竞争主要集中在少数几家公司。

(2)多用途、超小型化、微型化推动多用途、超小型化、微型化发展的因素首先源于液压技术的发展和快速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，工作机械通用性的提高，可以使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能，能完成更多的工作；另一方面，为了尽可能地用机械作业代替人力劳动，提高生产效率，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)节能与环保为了提高产品的节能效果和满足日益苛刻的环保要求，国外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。

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，要为司机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。

(4)计算机管理及故障诊断、远程监控系统及整机智能化广泛应用微电子技术与信息技术，完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统，不断研制出集液压、微电子及信息技术于一体的智能系统。

并广泛应用于工程机械的产品设计之中，进一步提高产品的性能和高科技含量。

例如卡特彼勒公司90年代开发的F系列和G系列装载机都安装有电子计算机监控系统，用以取代E系列装载机上安装的电子监控系统。

其司机台上装有条形液晶显示屏，微机监控系统能同时监控发动机燃油液面高度、冷却水温、变速箱油温和液压油温等11种功能。

该监控系统还具有故障诊断能力，并可向司机提供三级报警.(5)优秀的设计和新结构的不断涌现90年代中末期，部分装载机上安装有转速变速集成控制系统，它取消了传统的方向盘和变速操作杆，将转向和变速操纵集成在一个操作手柄上，并采用简单的触发方式控制开关和换挡用的分装式加速按钮。

利用肘节的自然动作左右搬动操纵手柄来实现转3向，利用大拇指选择换挡按钮以实现前进与后退、加速与减速行驶，极大地简化了操作。

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。

1999年，我国全行业ZL60型共销28台，ZL80型及ZL100型一台也未销售。

因此，我国大型轮式装载机可以说是基本上未推向市场。

影响推出市场的主要原因是，除开发水平较低外，主要是配套件跟不上。

大型轮式装载机的配套件国内基本上没有，有少量的也是水平低，可靠性差，不太适用，进口配套件价格又太贵。

因此大型轮式装载机的国内市场基本上被国外大公司所占领。

我国装载机行业，特别是主要装载机制造企业，应抓住我国加入WTO 后进口件价格降低的机遇，进口一部分重要的关键部件，同时为尽量降低成本，加大力度开发一些目前已经有能力开发的零部件，如传动系统中的驱动桥、液压件中的缸、阀等，经过精心设计，开发出具有中国特色的大型轮式装载机。