開題報告：夾木裝載機工作裝置設計

PAGE開題報告學生姓名：學號：專業：設計題目：夾木裝載機工作裝置設計指導教師:年月日開題報告1．結合設計課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述文獻綜述一、課題研究的目的及意義在我國現代化建設的前進步伐中，基礎設施的建設、房屋的建造等等都離不開一個重要的現代化科技產品——挖掘機。近年來，小型液壓挖掘機行業有著突飛猛進的發展，從工程機械行業的新寵發展成為中國工程機械市場中舉足輕重的機型。隨著我國經濟建設的發展，對其需求量越來越大，對其性能的要求也越來越高。由于挖掘機小型挖掘機的基本型工作裝置均為動臂、斗桿、鏟斗連桿和搖臂組成，主要是完成中小土方工程的挖掘、裝卸作業，不能滿足對木材、甘蔗等物料的快速抓夾裝卸等工況進行有效作業。因此我們需要研究出針對于上訴工況能夠有效作業的夾木器工作裝置。夾木器挖掘機又稱夾木機，抓斗，它可適用于各種品牌挖掘機上面如：卡特CAT、小松PC、日立EX（ZAX）、神鋼SK、大宇（斗山）DH、現代R、加藤HD、凱斯CX、住友SH、沃爾沃EC、柳工、玉柴、三一、徐挖、邦立等各種品牌，挖掘機抓木器，挖掘機叉式抓爪，挖掘機抓木夾，挖掘機夾木器。它們的主要作用都是用來抓取木材或是抓取稻草之類的，這種挖掘機抓木器也分為機械式的抓木器和液壓式抓木器，機械式的抓木器與液壓式抓木器區別于機械式的抓木器是不可以回轉的只可以前后擺動不可以左右擺動的，液壓式抓木器也就是可以回轉360度可以左右回轉的是由液壓控制閥而控制回轉速度的。挖掘機抓木器回轉與不回轉主要是根據不同的施工情況而定的。1、原裝挖掘機抓木器是抓木機上所配帶的工作裝置，原裝抓木機上的挖掘機抓木器一般價格比較貴，只能在抓木機上使用，有一定的局限性，不可以用在別在別的品牌挖掘上面了。2、改裝挖掘機抓木器是由液壓挖掘機改裝而成的，只需要把挖掘機抓木器安裝在挖掘機前端工作裝置上面即可作業，實用性強，即可抓木材也可更換工作裝置（挖斗，松土器，抓鋼器，抓木頭，快換接頭，抓斗等）它是可以一機多用，大大減少了投資成本。本設計所要解決的技術問題是，提供一種結構簡潔，作業半徑大，成本低廉、可靠性高、使其滿足特殊領域大范圍全區域的抓夾減少主機的頻繁移動和提高裝卸效率。為了解決上述技術問題，本實用新型提供的抓夾工作裝置是在原有基本型挖掘機工作裝置上，快速的卸下鏟斗換上抓夾，使其滿足特殊領域大范圍全區域的抓夾和裝卸作業，能有效的減輕人力裝卸車的勞動強度、人身的安全隱患和增加效率5-10倍。采用上述結構后，本實用新型與現有技術相比，具有以下優點：1、裝有360度回轉支承和液壓回轉液壓馬達，可以實現快速的360度回轉，抓取360度任何方向的木材。2、使其滿足特殊領域大范圍全區域的抓夾和裝卸作業，增加裝卸作業的高度、減少主機的頻繁移動，提高作業效率，節省能耗。3、所增加的銷軸均為通用件，可以實現工作裝置的快速復原（恢復基本型），實現一機多用。開題報告課題國內外的研究發展狀況國內外對于夾木機的優化設計方面有著諸多研究，山東工程機械廠的楊英根、哈爾濱工業大學的王會義和吉林工業大學的王煥德發表的《CHTM10抓木機液壓系統的優化設計》通過建立CHTMro抓木機液壓系統的數學模型,采用復合形法對該液壓系統進行了優化設計,結果表明優化后的液壓系統其效率提高了4%,工程實現后的液壓系統效率提高了3.1%,且動作更迅速。文中所敘述的液壓系統的優化方法和程序,也適用于其它類型的工程機械液壓系統設計。山東省農業機械科學研究所的陳英凱、閔令強、儀垂良、宮學良、張翠英、劉學峰發表的《基于SolidWorks和ANSYS的抓木機動臂有限元分析》利用SolidWorks對抓木機動臂進行三維實體建模，通過SolidWorks與ANSYS系統的接口將其輸入到ANSYS中，再使用ANSYS對動臂進行靜力學分析。根據抓木機的作業要求，建立其極限工況下的受力模型，并通過ANSYS分析計算其極限工況下的強度、剛度分析，得出相應的應力分布、位移圖，為動臂的設計改進和結構優化提供參考依據。常林股份有限公司的高飛、張翔、曹杰發表的《輪式抓木機前車架局部強度分析及結構優化》以某3t輪式裝載機改裝的抓木機為研究對象，針對其在木材集散市場短期內出現大量前車架局部開裂的問題，利用流程化強度分析方法進行工況模擬、力學計算、有限元分析、疲勞壽命預估等方面的分析，找到問題所在，進而提出了結構優化方案，并進行強度了驗證。王雪梅碩士在萬方上發表的《小型抓木機工作裝置設計》中，以普通輪式鏟斗裝載機為機體，通過將其原有工作裝置更換為專用工作裝置，而使其具有抓取條狀物料的功能。裝載機的功能是由其工作裝置來決定的，裝載機工作裝置作為裝載機的工作機構，其性能的好壞更是直接影響整機的工作性能，進一步影響整機的工作效率，工作裝置的設計水平直接決定著裝載機的工作性能和市場競爭力。本論文本設計以ZL12型裝載機為原型，在綜合分析對比了國內外幾種主要的裝載機工作裝置的連桿機構的結構形式與特點的基礎上，提出選用反轉六連桿機構。對抓木裝載機的工作裝置的主要組成部分、連桿機構以及相應的標準件分別進行了詳細的結構設計計算、選型以及相應的強度校核。張海濤、鞠濤、鮑玉亮發表的《裝載機抓具設計思路及結構優化》中所述，高效率、高可靠性是現代工程機械的發展趨勢,輪胎式木材裝載機作為市場份額較高,顯著提高工作效率的產品備受裝載機制造企業的青睞.介紹裝載機抓具設計的一般思路,在市場調研和實際應用的基礎上提出了幾項結構優化措施,列舉了幾種設計中容易出現的干涉問題,為設計者提供參考。東北林業大學的龍劍群和沈微發表的《基于creosimulate的木材抓具有限元分析與優化設計》中借助creoparametric對木材抓具設計建立模型，通過creosimulate進行靜態有限元分析，使用局部敏感度分析得出影響木材抓具承載性能的主要設計尺寸參數，利用全局敏感度分析得出主要設計尺寸參數對模型的綜合影響，生成了木材抓具靜態分析應力、位移云圖，確定了影響木材抓具的主要設計尺寸參數，得出了木材抓具優化后的設計參數，驗證了設計優化的可行性。張家港港務集團有限公司的曹斌發表的《木材裝載機下爪構件QPQ處理的耐磨性研究》中針對木材裝載機工作裝置下爪構件磨損嚴重的問題,介紹提高鋼材耐磨性和抗蝕性的QPQ熱處理技術及其特點。通過對下爪構件用多種材料進行QPQ鹽浴復合處理的試驗研究和實際應用,提高了下爪構件的耐磨性能和使用壽命,提高了設備的利用率,降低了營運成本。梁開武、王榮忠、張金志聯合發表的《抓木裝載機動作失靈故障排査與原因分析》對夾木裝載機可能出現的故障問題進行了探究，為設計提供了寶貴的數據。朝陽朝工機械有限公司的屈海濤發表的《裝載機木材夾鉗裝置設計》中提出集材裝置作為一種市場份額和利潤都較高的裝載機附屬機具，倍受裝載機制造企業的青睞。以LW350型裝載機附屬集材裝置—木材夾鉗裝置為例，對兩種不同類型的木材夾鉗裝置的設計思路及設計過程中所需注意問題進行了簡要論述。開題報告2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）一、主要內容：在LW350夾木裝載機基礎上掌握裝載機工作裝置的結構和工作原理，在此基礎上設計夾木裝載機工作裝置。二、要解決的問題：（1）夾木裝載機工作裝置參數的確定。（2）對夾木裝載機工作裝置進行受力分析。（3）對工作裝置液壓油缸進行參數設計和校核。三、研究方法:（1）利用PRO/E軟件建立夾木裝載機工作裝置模型。（2）繪制夾木裝載機工作裝置零部件圖紙。

開題報告參考文獻[1]鄭文杰.裝載機液壓系統與工作機構的聯合仿真研究[D].集美大學，2011.[2]張洪，賈志絢.工程機械概論[M].北京:冶金工業出版社，2006.[3]王國彪，揚力夫.裝載機工作裝置優化設計[M].北京:機械工業出版社，1996.[4]吳慶民，何小新.工程機械設計[M].武漢:武漢大學出版社，2006.[5]楊占敏，王智明，張春秋.輪式裝載機[M].北京:化學工業出版社，2005.[6]潘科第.裝載機的構造、使用與維修[M].北京：機械工業出版社，1993.[7]黃華梁，彭文生.機械設計基礎[M].第二版.北京:高等教育出版社，2001.[8]MikeCobo，RichardIngram，SabriCetinkunt.Modeling,identifcationandreal-timecontrolofbuckethydraulicsystemforawheeltypeloaderearthmovingequipment[J].Mechatronics，1998.[9]東北工學院《機械零件設計手冊》編寫組.機械零件設計手冊[M].第二版.北京:冶金工業出版社，1980.[10]孫靖民.機械優化設計（第三版）[M].北京：機械工業出版社，2003:165-167.[11]劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社，2004.[12]L.F.M.Kuijt-Evers，F.Krausea，P.Vink.Aspectstoimprovecabincomfortofwheelloadersandexcavatorsaccordingtooperators[J].AppliedErgonomics34，2003：265–271.[13]馬鐵林，劉海橋.CATIA機械設計基礎培訓教程[M].北京：人民郵電出版社，2004.[14]劉國印.裝載機液壓系統動態性能仿真研究[D].集美大學，2010開題報告指導教師意見：1．對“文獻綜述”的評語：常XX同學結合自己課題，閱讀了一批相關文獻。文獻相關度良好，深度和廣度一般。文獻綜述闡述了本課題國內外發展現狀，指出了本課題需要解決的問題。在研究手段的分析上，方法和手段較為明確。2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計結果的預測：常XX同學通過文獻閱讀，對自己的需要研究的課題有比較清晰的認識。“夾木裝載機工作裝置設計”這一課題內容較深，涉及的知識面較廣。常XX同學擬查閱相關文獻資料，分析夾木裝載機工作裝置連桿機構的結構形式與特點，計算工作裝置自由度；設計工作裝置液壓缸；設計抓斗各組成零件。報告內容比較充分，但論述不夠充分，對解決問題的方法和