【文章內(nèi)容簡介】 .............. 29 液壓缸的選用 .................................................. 30 液壓系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................ 32 翻斗車完成的動作 .............................................. 32 方案的構(gòu)思 .................................................... 32 總 結(jié) ..................................................................... 34 致 謝 ..................................................................... 35 參考文獻(xiàn) ................................................................... 36 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 1 概述 本課題研究背景 農(nóng)用翻斗車是一種具有作業(yè)效率的工程機(jī)械。它廣泛用于貨場、農(nóng)田基本建設(shè)，進(jìn)行鏟裝或短距離運(yùn)松土 、 砂土、砂石、煤碳、垃圾等松散物料 ，還可以鏟裝爆破后的礦石以及對硬土進(jìn)行輕度挖掘，并能用來進(jìn)行清理、刮平場地及牽引等作業(yè)。 農(nóng)用翻斗車近年來在國家、地方大力扶持下、得到了飛速發(fā)展，社會主義新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展成為了農(nóng)用翻斗車發(fā)展的一個契機(jī) 。因此，為了服務(wù)于農(nóng)業(yè)建設(shè)，加快農(nóng)機(jī)設(shè)備科技化，投入開發(fā)生產(chǎn)農(nóng)用翻斗車是與市場發(fā)展動態(tài)同步，同時也是建設(shè)記者 社會主義新農(nóng)村建設(shè)的一個重要組成部分，更是推動行業(yè)發(fā)展的有效動力。同時 ， 隨著農(nóng)用翻斗車大力投入的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將用機(jī)械化代替的手工，解放勞動力，減少勞動強(qiáng)度，提高勞動效率，加快農(nóng)機(jī)設(shè)備科技化，并將推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)步伐，也為農(nóng)民工回鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)提供了一個新的思路。 國外的研究現(xiàn)狀 在經(jīng)歷了 5060 年的發(fā)展后，到 20 世紀(jì) 90 年代中末期國外農(nóng)用翻斗車技術(shù)已達(dá) 到相當(dāng)高的水平?；谝簤杭夹g(shù)，微電子技術(shù)和信息技術(shù)的各種智能系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于翻斗車的設(shè)計，計算操作控制，檢測監(jiān)控，生產(chǎn)經(jīng)營和維修服務(wù)等各個方面 ，使國外農(nóng)用翻斗車在原來的基礎(chǔ)上更加精制，其自動化也得以提高，從而進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率，改善了司機(jī)的作業(yè)環(huán)境，提高了作業(yè)舒適性，降低噪聲，振動，排污量，保護(hù)了自然環(huán)境，最大限度的簡化維修，降低作業(yè)成本，使其性能，安全性，可靠性使用壽命和操作性能都達(dá)到了很高水平。 產(chǎn)品形成系列，更新速度加快并朝大型化和小型化發(fā)展。如以卡特彼勒為代表的美國，以小松公司為代表的日本和翻斗車生產(chǎn)第三大集團(tuán)西歐各廠家都加快推出多功能，全面兼顧動力性，機(jī)動性與靈活性的新產(chǎn)品。這些產(chǎn)品如美國克拉克公司生產(chǎn)的 675 型，功率達(dá) 1000kW，而日本東洋遠(yuǎn)搬株式會社生產(chǎn)的 310 型，斗容量僅為 立方米。此外， 農(nóng)用翻斗車 還向高卸位，遠(yuǎn)距離作業(yè)方向發(fā)展，如 JCB 公司開發(fā)的伸縮臂翻斗車，小松公司也開發(fā)了能擴(kuò)大作業(yè)范圍的帶伸出機(jī)構(gòu)的翻斗車 ， 采用新結(jié)構(gòu)，新技術(shù)，產(chǎn)品性能日趨完善。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 近年來開發(fā)的產(chǎn)品普遍采用了高性能發(fā)動機(jī)和自動換檔變速器，大流量負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)，前后防滑差速器，多片濕式盤式制動器，行走顛簸減震等先進(jìn)技術(shù)，并綜合液壓，微電子和信息技術(shù)制造，并應(yīng)用了很多智能系統(tǒng)。工作裝置連桿機(jī)構(gòu)推陳出新，各種自動功能更趨成熟，完善。如卡特彼勒公 司 994D 型 翻斗車 采用新的一代 Cat3516 柴油發(fā)動機(jī)就安裝有 HEUI （電液控制的燃油噴射）裝置以及 ADEM9(先進(jìn)的柴油 )管理系統(tǒng)，可根據(jù)外載荷的大小有效地控制發(fā)動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，從而減少燃油消耗及尾氣排放，減少噪聲。小松公司的全動力換檔變速器帶有自動換擋開關(guān)，提高裝載作業(yè)過程中的牽引力，可保證全功率進(jìn)行裝載作業(yè)?？ㄌ乇死展镜? G 系列 農(nóng)用翻斗車 采用大流量工作液壓系統(tǒng)，負(fù)荷傳感轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，使所需轉(zhuǎn)向功率減少了 8%,提高了作業(yè)效率和燃油經(jīng)濟(jì)型。沃爾沃公司在 L500L220D 系列翻斗車 上推出了該公司的專利產(chǎn)品，扭矩平衡連桿機(jī)構(gòu)（ TP） ,在鏟斗的整個循環(huán)中可提供更大的傾翻力矩以及舉升能力，這保證了 農(nóng)用翻斗車 不僅在配用鏟斗時，而且在配用叉，吊其它工具時都具有優(yōu)良的作業(yè)性能。 近年來，國外 農(nóng)用翻斗車 在其未來技術(shù)發(fā)展中將廣泛采用微電子技術(shù)與信息技術(shù)，完善計算機(jī)輔助駕駛系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)及故障診斷系統(tǒng)；采用單一吸聲材料、噪聲抑制的方法消除或降低機(jī)器噪聲；通過不斷改進(jìn)電噴裝置，進(jìn)一步降低發(fā)動機(jī)的尾氣排放量；研制無污染、經(jīng)濟(jì)型、環(huán)保型的動力裝置；提高液壓元件、傳感元件和控制元件的可靠性與靈敏性，提高整 機(jī)的機(jī) 電 信一體化水平；在控制系統(tǒng)方面，將廣泛采用電子監(jiān)控和自動報警系統(tǒng)、自動換檔變速裝置；普遍安裝 GPS 定位與質(zhì)量自動稱量控制；開發(fā)機(jī)器人 農(nóng)用翻斗車 等 。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 2 翻斗車 的 機(jī)構(gòu)方案設(shè)計 翻斗車的分類 常見的 農(nóng)用翻斗車一般有以下特點(diǎn)來分類。 （ 1）按行走裝置不同分類 :輪胎式和履帶式。國產(chǎn)履帶式農(nóng)用翻斗車多是在推土機(jī)基 礎(chǔ)上形成及國內(nèi)外使用和生產(chǎn)的絕大多數(shù)是輪胎式農(nóng)用翻斗車，這兩類農(nóng)用翻斗車除行走裝置不同外，其它系統(tǒng)和構(gòu)造大體相似。 （ 2） 按傳動形式不同分類：機(jī)械傳動式，液力機(jī)械傳 動式，液壓傳動式和電傳動 式。機(jī)械傳動式在國內(nèi)僅用于 179。以下的農(nóng)用翻斗車，它一般直接采用汽車或拖拉機(jī)的 傳動裝置，即離合器和變速器。由于液力傳動機(jī)械取消了機(jī)械傳動中的離合器而換用液力變矩器，取消了人力換擋變速箱而換用了動力換檔變速箱，是發(fā)動機(jī)在不停車的情況下?lián)Q擋，操作輕便，工作可靠性高，因此液力機(jī)械傳動式是輪式農(nóng)用翻斗車的主要傳動形式 。 液壓傳動使用柴油機(jī)帶動液壓泵產(chǎn)生高壓油，并通過控制系統(tǒng)和油管帶動液壓馬達(dá)使車輪傳動。它能夠簡化傳動系統(tǒng)，使整機(jī)質(zhì)量減輕，但由于啟動性差，液壓件價格昂貴，壽命也比較低， 因此目前僅用于小型農(nóng)用翻斗車上。電傳動是由柴油機(jī)驅(qū)動交流發(fā)電機(jī)，以此來驅(qū)動裝在車輪上的直流電動機(jī)，然后通過輪邊減速器帶動車輪轉(zhuǎn)動，這樣可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。這種傳動檢查方便，維修簡單，工作可靠。缺點(diǎn)是電機(jī)設(shè)備質(zhì)量大，費(fèi)用高，目前只在大型農(nóng)用翻斗車上使用。 （ 3）按裝載方式不同分類：前卸式，后卸式，側(cè)卸式和回轉(zhuǎn)式。輪式農(nóng)用翻斗車基本上都是前卸式。 （ 4）按轉(zhuǎn)向方式不同分類：整體式和鉸接式。國產(chǎn) ZL 系列輪式農(nóng)用翻斗車絕大多數(shù) 采用鉸接式。 翻斗車 的組成 農(nóng)用翻斗車 是由動力裝置 、行走裝置、控制 系統(tǒng)、液壓系 統(tǒng)和工 作裝置等組成。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 1:液壓缸 1 2: 液壓缸 2 3:鏟斗焊臂 4:履帶主動輪 5: 液壓缸 3 6:翻斗 7:滑輪組 圖 21 農(nóng)用翻斗車 組成 農(nóng)用翻斗車的動力是 汽 油發(fā)動機(jī)，大多數(shù)采用液力變矩器，液力機(jī)械傳 動形式（小型翻斗車 有的采用液壓傳動或機(jī)械傳動），液壓操縱、雙橋驅(qū)動、 工作裝置多采用反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)。 農(nóng)用翻斗車 的工作原理 農(nóng)用翻斗車 是以汽油發(fā)動機(jī)為動力源，以履帶 行走機(jī)構(gòu)產(chǎn)生推力 (或牽引力 )，由 工作裝置來完成物料 的鏟挖、裝載、卸載及運(yùn)輸作業(yè)的 一種 機(jī)械。以 常用的農(nóng)用翻斗車為例 (見圖 21 所示 )，其工作過程是 汽油發(fā)動機(jī)通過液壓泵傳遞功率至履帶主動輪帶動履帶水平運(yùn)動，使翻斗車鏟斗接近并插入料堆； 液壓泵的功率通過液壓控制部件，將動力分配給液壓缸 1，液壓缸 1 推動翻斗繞 F 運(yùn)動，使裝于翻斗中的物料卸下； 液壓泵的功率通過液壓控制部件，將動力分配給液壓缸 2，液壓缸 2 推動鏟臂繞 F 運(yùn)動，從料堆中鏟起物料，卸于翻斗中； 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 液壓泵的功率通過液壓控制部件，將動力分配給液壓缸 3，液壓缸 3 推動工作裝置沿升降臺運(yùn)動，使工作裝置到達(dá)指定高度進(jìn)行 卸料。 整體方案 的 構(gòu)思與選擇 1 滿足使用要求，滿足經(jīng)濟(jì)的要求，滿足勞動保護(hù)的要求，滿足工藝性要求，滿足機(jī)器的結(jié)構(gòu)性能要求，某些零件、部件滿足耐磨性要求。 2 行走裝置、工作裝置、動力裝置應(yīng)相互協(xié)調(diào)、匹配、力求整體性能的一致和最優(yōu)化，不存在卡死、失靈等問題。 3 要求行走裝置底盤與地面要有一定的高度，使翻斗車載不平地上有良好的通過能力，力求增強(qiáng)對各種運(yùn)行條件和作業(yè)要求的適應(yīng)性，以免在崎嶇的平面上行走時，異物與底盤或者其他部件接觸，導(dǎo)致車體受損； 4. 翻斗車的外形尺寸 應(yīng) 符合運(yùn)輸要求，外形美觀協(xié)調(diào)。 5 翻斗車鏟斗要求一定的耐磨度和剛度，在完成進(jìn)入物料和鏟起物料時避免產(chǎn)生震動和鏟臂彎曲。 6 整車的載荷分布均勻，以免發(fā)生側(cè)翻和前傾。 由于設(shè)計說明書所給要求，本設(shè)計的翻斗車斗的容量?。?500KG） ,故采用湖北格蘭登有限公司生產(chǎn)的 SFC400 為原型進(jìn)行產(chǎn)品修改優(yōu)化和設(shè)計。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 3 翻斗車 的 總體 設(shè)計和校核 翻斗車主要的部件有 行走底座、 鏟斗、 升降臺、托架。 主要性能參數(shù)有翻斗車自重、額定載重量、鏟斗容量、發(fā)動機(jī)功率、最大插入力。崛起力、最大卸載高度等?；境叽鐓?shù)有軸距、外形尺 寸、履帶參數(shù)等。 履帶行走底座的設(shè)計 履帶翻斗車行走底座的主要性能參數(shù)表明翻斗車的主要技術(shù)性能，具體對履帶行走裝置而言，主要包括行駛速度、爬坡能力、最大索引力等。 對于履帶行走底座可用以下方法確定參數(shù)； 1. 類比法：及通過同類型機(jī)械的類比得出參數(shù)值； 2. 經(jīng)驗公式計算法 即按概率統(tǒng)計歸納得到經(jīng)驗公式進(jìn)行概略的計算，得到參數(shù)值； 3. 按標(biāo)準(zhǔn)選定法；即按照國家頒布的履帶工程機(jī)械形式與基本參數(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值范圍；結(jié)合擬定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選定參數(shù) 4. 理論分析計算法 按擬定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在理論 分析與試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析計算得出參數(shù) 按以上幾種方法得出的參數(shù)值不可能完全正確合適；必須在設(shè)計過程中按結(jié)構(gòu)方案、強(qiáng)度以及履帶翻斗車的特殊要求進(jìn)行方案比較加以修正確定。實(shí)際工作中往往綜合使用以上方法，如采用類比法或經(jīng)驗計算法與標(biāo)準(zhǔn)選定法進(jìn)行比較，有的參數(shù)再通過理論分析進(jìn)行核算來選定。 行駛速度 計算 行走速度（ km/h），后退速度兩個檔位，由已知得出行走速度為 v=。 爬坡能力計算 履帶行走裝置一個顯著特點(diǎn)就是爬坡能力，爬坡度與整機(jī)質(zhì)量有關(guān)，初步確定爬坡能力后，可通過理 論分析進(jìn)行核算來選定，履帶翻斗爬坡時需要克服下列即 履帶 翻斗車 自重在斜坡方向分力； W1＝ Gsinα (31) 履帶翻斗車運(yùn)行阻力； 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 W2= (32) 履帶的內(nèi)阻力； W3= (33) 則最大牽引力 T 應(yīng)不小于這些阻力這和，即 T≥ W1+ W2+ W3 (34) 此外應(yīng)滿足履帶翻斗車在爬坡時不打滑的條件，即 Φ Gcosɑ≥ T (35) 上式 : G— 履帶翻斗車自重： G=； ɑ— 坡度角 ； Φ — 履帶與地面的附著系數(shù) Φ ＝ . 解得最大的坡度角為 18176。 . 根據(jù)設(shè)計要求坡度角必須〉 15，故取爬坡能力為 15176。 。 履帶帶長 L1 L1=KAG1/3= ( 109)1/3≈ 2120m 考慮到整體布局，類比同型產(chǎn)呂可在此基礎(chǔ)上增大 10%左右；故 L1=2400m 查表得履帶的尺寸為 150 72 33 軌距 B B=KBG1/3= ( 109)1/3=300mm 式中 ： KB為尺寸系數(shù)（ ） G為整機(jī)重量 考慮到整體布局，類比同型產(chǎn)品科在此基礎(chǔ)上擴(kuò)大 10%左右，就最后選取軌距為B=320mm 牽引力計算是履帶翻斗車行走裝置設(shè)計計算的主要內(nèi)容之一。由于翻 斗車的發(fā)動機(jī)和畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 油泵的主要參數(shù)及其他一些總體參數(shù)確定，因此，對于行走裝置來 說實(shí)際上是在一定的功率條件下驗算翻斗車人行走速度、爬坡能力 。 在只考慮翻斗什么的最大設(shè)計爬坡能力的情況下確定的最大牽引力（ 15?）則履帶行走裝置的最大牽引力 T 計算為： T=Tf+Ti=fG+sinɑG=