装载机超越离合器改型设计
装载机超越离合器改型设计
李 峰
(厦门工程机械股份有限公司,厦门,361004)
摘 要 通过改变工艺方法实现结构改造,提高构件强度,合理选择楔形角等重要措施,使改造后离合器的寿命可达到6000h 以上.
关键词 离合器;装载机;改型
国产装载机目前使用的变矩器大部份采用双涡轮结构.与其配用的液力换挡变速箱的输入端,采用的超越离合器是必不可少的部件.它用来自动适应装载机外负荷大小,决定变矩器一级涡轮是否参与动力输出(二级涡轮始终有动力输出).
长期来,滚柱式超越离合器因其结构设计不合理,出现大量早期损坏.为了解决这个问题,我们在原来24个滚柱式超越离合器的基础上(图1)开展研究,根据现场损坏情况,进行分析对比并进行改型设计.新型的超越离合器在样机进行工矿试验时效果良好,不少机子实际使用超过6000h 以上.
1 隔离环的改进
通过剖析,发现损坏最为严重的是隔离环,大部分是断裂.隔离环相似于滚柱轴承上的保持架,但不同于它.因为前者在超越离合器 接 与 脱 的过程中承受了很大的正反向冲击载荷,而后者则没有.改型前隔离环设计因受加工方法限制,使环的受拉面积很小,且在结构上应力集中较严重.为此从改变加工方法入手,改变隔离环的结构.
原结构的24个滚柱槽由铣床工作台作纵向进给而成.槽的两端全部铣通,削弱了承载面积.改型后的24个滚柱槽由铣床工作台作径向进给(工作台上下运动)而成.同时,对槽孔的轴向位置作了适当调整,使环右端面承载面积得到较大提高
.
图1 超越离合器结构示意图 图2改型前隔离环承载面积
本文收到日期:1996-11-13李峰,男,1941年出生,高级工程师
第25卷第1期1997年2月 福州大学学报(自然科学版)Journal of Fuzhou U niversity (Natural Science) Vol 25No.1
Feb.1997
改型前(图2),右端承载面积:S 前右=6 4=24(mm 2)
左端承载面积:
S 前左=9.5 3+4 4=44.5(mm 2
)
改型后(见图3)右端承载面积为:S 后右=58.5mm 2;左端承载面积为:S 后左=61.4mm 2.改进前后承载面积比为:
n 右=S 后右S 前右
=58.524=2.44n 左=S 后左S 前左
=61.444.5=1.38 显而易见,最危险断面在隔离环的右端,不在左端.改型后右端的承载面积增加了1.44倍,大大提高了承载的能力
.图3 改后隔离环承载面积 图4隔离环上围边结构
2 压盖的结构改进
改型前的压盖上伸出6个凸爪,其中3个均分的凸爪用来推动弹簧,带动隔离环与滚柱,使滚柱始终保持离合器楔合状态.另外3个均匀分布的凸爪用来给弹簧作侧面定位用.这3个凸爪由于结构上的因素刚性较差,易变形,常常导致弹簧脱落.这也是造成超越离合器失效的重要因素.
改进后的压盖切除了挡弹簧用的3个爪,挡弹簧的任务移交给隔离环.在隔离环上安置3个弹簧槽,其侧面沿圆周加上一道围边(图4).这3个弹簧槽用立铣刀加工而成.这样,超越离合器的3个弹簧不会产生脱离的现象.
3 内环凸轮的改进
楔角 的合理选择是保证超越离合器正常离合的关键.楔角太大,滚柱在楔合过程中易于打滑.楔角太小,会产生较大接触应力,此应力过大,会造成离合器的早期损坏.工程机械用超越离合器一般楔角推荐在6 ~8 之间.从图5可知楔角 的计算公式为:
61 第1期李 峰:装载机超越离合器改型设计
图5 楔角计算图 cos =
h +r
R -r 改进前:
cos 前=90.92+6.5105-6.5=0.989 前=8.49
可见,改型前楔角偏大,再加上零件的加工
误
差,就很难保证24个滚柱能同时楔紧.
打滑的
滚柱,本身加剧磨损.能楔紧的滚柱,使内环
凸轮上的接触应力太大,凸轮面及滚柱容易损
坏.改进后:
cos 后=
91.22+6.5105-6.5=0.992 后=7.215 改进后的楔角较适中,接触应力提高也有限.
根据柴油机与变矩器匹配曲线,制动工况时原轮(ZL50)的扭矩约等于520N m.此时超越离合器传递的最大扭矩为:
M max =K M 0=3.82 520 3339
=1680.8(N m )取工作贮备系数 = 1.8,则计算扭矩
M kp = M m ax =1.8 1680.8=3025.44(N m )
超越离合器上的最大接触应力[1]为:
j =0.836=M kp E
9.82
z d 1lDtg ( /2)式中:M kp 为计算扭矩,取3025.44N m;E 为当量弹性模量,取2.058 105M Pa;z 为滚柱数目,取24,但考虑制造不均匀误差,实际取z =12;d 1为滚柱直径,d 1=2r =1.3cm;l 为滚柱长,取2.5cm;D 为外环齿轮内径,取21cm; 为楔合角,取7.2 .则: j =0.836=M kp E 9.82d 1lDz tg ( /2)=0.8363025.44 2.058 1079.82 1.3 2.5 21 12 tg (7.2/2) =2965.37(M Pa)
取离合器的楔合次数在106以上时,许用接触应力[ j ]=3038MPa.可见, *T j <[ j ],满足设计要求.
4 材料的改进
装载机的超越离合器工况恶劣,接合脱离次数频繁,构件承受着很大的冲击载荷.对2台样机在典型工况下运转2533h 及3773h 后的两台超越离合器进行解体检查.其中一台发现在隔离环上有5个滚柱槽的两侧有严重翻边,形状呈抛物线,两侧基本对称.与这5个相 62 福州大学学报(自然科学版) 第25卷
对应的内环凸轮及凸轮工作面上压痕有严重扩大的现象.这5个槽里工作的滚柱都被磨成腰鼓形状.其余凸轮工作面都具有较均匀的正常轻微线形压痕.另一台样机内环凸轮面上大多数压痕扩大且较均匀,但不太严重,隔离环的槽边并没有翻边现象.
样机的使用结果表明内环凸轮的心部硬度较低.原材料30CrM nT i 虽经渗碳淬火,表面硬度可达H RC58以上,但心部硬度只有HRC35~45.对上述第一台,由于各个凸轮面上的渗碳层深度不一样;造成5个凸轮面压痕扩大特别严重的现象.而第二台深碳层及表面硬度都比较均匀.由于内环凸轮面压痕扩大后滚柱自转轴线与超越离合器轴线不平行,使滚柱沿母线各处受力不均,两头受力大,中间受力小,造成滚柱呈腰鼓形磨损
.
图6 槽翻边
当滚柱轴线与超越离合器轴线产生歪斜后,必然
使滚柱对隔离环槽的两侧施以很大的力,迫使槽边翻
边.在正反向(离、合)力作用下,每次破坏一点,形
成的包络面形状近似于抛物线(图6).
综上所述,隔离环槽边出现翻边现象主要是内环
凸轮心部硬度低,而隔离环的损坏是由此引起的.为了
解决内环凸轮心部硬度的问题,克服上述压痕扩大的
现象,内环凸轮的选材应改为GCr15或GCr15Mn.5 装配工艺性
隔离环因其结构决定,总的来说刚性较差,在加工过程中易产生变形,给装配带来困难,更影响了超越离合器的性能.为此,对车加工工序设计了合理的工装夹具,使隔离环的不圆度控制在0.05mm 以内.
在隔离环与内环凸轮之间的配合中,精度越高,隔离环工作中一旦变形就越容易卡死,我们选用了B 9h 9及C 8h 7
的配合,实践证明是较为合理的.参考文献
1徐灏.机械设计手册.上册.第二分册.第2版.北京:化学工业出版社,1979.976
The M odified Design of Overrunning-Clutch in Loader
Li Feng
(Xiamen Eng ineering M achinery CO.L td,Xiamen,361004)
Abstract T he roller clutches in the w heel loader transmi ssion have always gotten serious wear,w hich is a very im -po rtant problem should be solved at once.T he paper has described the technolog ical methods which can realize the modification of construction,the improv ement of part strength,the reasonable choice o f angulation.All these met h -ods can make the life of the improved transmission reach more than 6,000hours.T he design can also be used all ov er the relative eng ineering area.
Keywords loader;over running -clutch;modification 63 第1期李 峰:装载机超越离合器改型设计
ZL15轮式装载机变速器项目设计方案
ZL15轮式装载机变速器项目设计方案 第1章绪论 1.1 选题的背景 装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端一个完整的铲斗支承结构和连杆，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履带或轮胎机械。它广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、和矿山等工程建设。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或缺的装备之一[8]。 装载机可以用以下的方法来分类：（1）按用途分。分为露天装载机，用于露天作业；地下装载机，用于地下作业。（2）按发动机功率分。分为小型的，功率小于73.55kw；中型的，功率为73.55~147.10kw；大型的，功率为147.10~514.85kw；特大型的，功率大于514.85kw。（3）按行走机构类型分。分为轮胎行走机构（又分带铰接式车架和带有后轮转向的刚性车架两种）；履带行走机构。（4）按铲斗卸载方式分。分为前端式（又分为仅可前卸和既可前卸、又可一侧或两侧卸载两种）；后卸式；既可前卸、又可后卸。（5）按传动形式分。分为机械传动；全液压驱动；液压机械传动；电传动。（6）按发动机类型分。分为柴油机式（燃式）；汽油机式；电动轮机式。（7）按动臂在卸载时是否回转动分。分为不回转的；半回转的（回转90°）；全回转的（赚栋360°）。目前应用最广泛的是液力机械传动、带有铰接式车架、大型轮胎行走的前卸式装载机。 装载机变速器是装载机的重要部件之一，主要实现装载机在行进过程中变速及倒车功能。它由几十个零件组成，零件之间的装配关系相当复杂。因此变速箱的设计需要较长的时间和反复的实验。
超越离合器及其工作原理
超越离合器及其工作原理标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
超越离合器及其工作原理 超越离合器是利用主动件和从动件的转速变化或回转方向变换而自动接合和脱开的一种离合器。当主动件带动从动件一起转动时，称为结合状态；当主动件和从动件脱开以各自的速度回转时，称为超越状态。 常用的超越离合器有棘轮超越离合器、滚柱超越离合器和楔块超越离合器三种。楔块超越离合器通常又分为接触型楔块超越离合器、非接触型楔块超越离合器和双向楔块超越离合器。回转窑传动装置采用的超越离合器属于非接触型楔块超越离合器。图l所示的非接触型楔块超越离合器由外环、内环、楔块、固定挡圈、挡环、端盖、轴承和挡圈等组成。在低速运行时，楔块在弹簧作用下与内环保持接触，当超越转速达到某一极限时，偏心楔块的离心力矩克服弹簧和其他阻力矩，使楔块径向与内环工作面脱开，形成一个微小间隙，从而避免了摩擦与磨损，离合器实现非接触工作。使用时将内环安装在高速轴，外环套装在内环的两个轴承上，并由螺钉与两个端盖紧固在一起；内环工作面与外环之间的滚道由楔块、固定挡圈、轴承和挡圈组成，复位扭簧分别在楔块两端圆柱上，扭簧的一端插入楔块断面的小口中，另一端靠在挡销上，固定挡环将内环和楔块装置连在一起，外环通过螺钉与法兰连接。 当主电机启动后，驱动主减速高速轴伸带动内环和楔块装置一起旋转产生离心力，对楔块支撑点形成一个转矩，其方向与扭簧施加给楔块的转矩相反，有使楔块与外环脱离接触的趋势；当楔块离心力产生的转矩不足以克服扭簧施加给楔块的转矩，楔块与内环工作面相互接触，与外环产生相对滑动摩擦。随着转速的提高，楔块离心力增加，当内环转速达到或超过离合器的最小非接触转速时，楔块离心力产生的转矩增加到大于扭簧施加给楔块的转矩，迫使楔块偏转而与外环脱离接触，实现离合器无摩擦的非接触旋转，这时不再带动从动件旋转. 超越离合器是一种特殊的机械离合器，在机械传动中由主从动部分相对运动速度变化或旋转方向的改变使其自动结合或脱开。 驱动元件只能从单一方向使从动元件转动，如果驱动元件改变方向，从动元件就自动脱离不传递动力，故又称单向离合器或单向轴承。一般按超运转速度选择，故统称为超越离合器。 超越离合器具有以下功能: a.在快速进给机械中实现快慢速转换、超越功能。 b.实现步进间隙运动和精确定位的分度功能。 c.当它与滚珠丝杠或其它部件配套使用，防止逆转，实现自锁和逆止功能。 超越离合器是机械传动中的重要通用基础件，历史悠久。其分类为:嵌入型、摩擦型、非接触型。嵌入型分转动滑销式，棘轮式等。摩擦型分滚柱式、楔块
ZL05装载机总体及其工作装置设计
ZL05装载机总体及其工作装置设计 装载机是工程机械的主要机种之一，作业效率高，本次设计的题目是ZL05装载机总体及其工作装置设计，此设计的主要内容如下：装载机总体计算及分析，包括发动机参数选择，整机性能参数确定，总体参数评价，装载机铲装阻力的计算，整机的自重及桥荷分配，最大牵引力计算，最大爬坡度计算。 装载机总体中工作装置设计，包括铲斗斗型的选择，铰点位置确定，动臂、摇臂、拉杆长度和截面形状确定，工作装置受力分析及校核强度，各铰销强度校核，拉杆稳定性计算。 液压系统的分析与计算，包括工作液压系统设计参数及压力计算，油缸所需流量计算，油泵的选择，液压件的选择，转向液压系统的最小转弯半径，转向阻力及工作压力计算。 前后车架的铰接力式及工艺要求。 此外，还在ADAMS中建立了此装载机工作装置的模型并进行了运动仿真，并且测出了其最大卸载高度和斗尖的位移﹑速度﹑加速度曲线。 第一章引言 1.1 设计任务和基本要求 为适应工程施工，市政建设及农用水利工地的砂石灰土等各种散装物料的装运需要，提出设计小型轮式装载机的任务。 基本要求： ⑴以“GB3688.1—84”轮式装载机的基本系数的要求为设计依据。
⑵整机主要参数达到或超过我国同级别装载机水平。 ⑶贯彻“三化”，方便生产，方便用户。 ⑷力争降低制造成本。 1.2 主要部件结构形式 ⑴变速箱：小四轮拖拉机变速箱。 ⑵驱动桥：后桥驱动，小四轮拖拉机驱动桥。 ⑶离合器：小四轮拖拉机主离合器。 ⑷制动器：小四轮拖拉机制动器。 ⑸工作装置：单板Z型反转四连杆机构，单摇臂、卧式动臂油缸。 ⑹车架：铰接式车架，全部钢板式焊接。 ⑺转向器：摆线转子式全液压转向器。 ⑻轮胎：T.50—16。 1.3 主要技术参数 型号：ZL05 额定装载质量(kg)：500 额定斗容量(m3)：0.25 最大卸载高度(mm)：大于1900 相应卸载距离(mm)：大于800 轴距(mm)：1540 轮距(mm)：1150 最小离地间隙(mm)：245 车速(km／h)：前进：V1=1.9, V2=4.4 V3=5.97, V4=7.1 V5=13.9, V6=22.2
ZL15轮式装载机变速器设计
摘要 轮式装载机属于铲土运输机械类，是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等建设工程的土石方施工机械。具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，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或缺的设备之一。变速器是传动系统中重要的“三大件”之一，它的结构复杂，材质要求高，加工难度大。其功能是改变来自发动机的转矩与转速，使其配合工作人员和工作环境发挥其应有的作用。 本文首先确定变速器主要部件的结构型式和主要设计参数，在分析变速器各部分结构形式、发展过程及其以往形式的优缺点的基础上，确定了总体设计方案，采用传统设计方法对变速器各部件齿轮、轴和同步器进行设计计算并完成校核。最后运用AUTOCAD完成装配图和主要零件图的绘制。 关键词：轮式装载机；变速器；齿轮；轴；同步器 ABSTRACT
Wheel loader shovel soil transportation machinery belongs to, is a widely used in road, railway, construction, water and electricity, ports and mining and other construction engineering conditions construction machinery. With homework speed, high efficiency and convenient operation flexibility good, etc, and to speed up eng-ineering construction speed, reduce labor intensity, improving engineering quality, reduce project costs play an important role in modern mechanical construction, is one of the indispensable equipment.Transmission is transmission system important "3 big", it is one of the complicated structure, and the material of the demand is high, processing is difficult. Its function is to change from engine torque and speed, and make it work environment with staff and play their due role. This paper first determine the transmission of the main parts of structure and main design parameters, and on the analysis of various parts structure, transmission is developing process and the advantages and disadvantages of past form, on the basis of overall design scheme determined, the traditional design method of the transmission parts gear, axis and synchronizer for design calculation and complete checking.Finally using AUTOCAD complete assembly drawings and main component drawing. Key words:Wheel Loaders; Transmission; Gear; Axis; Synchronizer
国产轮式装载机现状分析
国产轮式装载机现状分析 3吨以下装载机 3吨以下产品主要以ZL10、ZL15、ZL16为代表，还有一些利用拖拉机底盘改装的小型装载机，主要与日益增多的农用运输车辆配套使用。主要零部件均采用一般性能及质量的发动机、驱动桥、变速箱、液压件。技术较先进的静液压传动产品，液压件国内不易配套，产品成本居高不下，制约了该类产品在国内的发展。 ZL30装载机 ZL30装载机主要生产厂家有成工、常林、徐工、宜工、山工等。该产品零部件配置较零乱，生产厂家具有自制的桥箱，风格各具特色，质量及性能上相对稳定，技术先进性一般。徐工最近开发的ZL30F装载机，采用电换档变速箱，使3吨级装载机技术上有新的突破。 ZL40／ZL50装载机 ZL40／ZL50装载机，主要装载机生产厂家均拥有该产品。第一代产品几十年来沿续至今，全国几乎使用同一套图纸，有些技术力量薄弱的厂家，仍把其当作主导产品推向市场。第二三代产品主要是对工
作装置进行优化，改变外观造型。如柳工ZL40B／ZL50C、徐工ZL40E ／ZL50E。第四代产品是在第三代的基础上，进一步优化整机的性能及配置，电控箱、湿式制动器等新技术得到应用，并形成了各企业的专有技术及专利技术，使产品以崭新的面目推向市场。 ZL60及6吨以上装载机 6吨以及6t以上的装载机，这是国内潜在市场最大的产品，1998年以前大多数生产厂家均开发了ZL60装载机，但由于受传动件的制约，ZL60装载机没能成功地推向市场。在’99北京国际工程机械博览会上，各厂家推出了新的一代ZL60装载机，多数厂家选择柳州ZF合资生产的箱或桥，液压元件也有新配置，发动机可选用斯太尔或上柴6121（Cat3306），整机可靠性上得到很大提高，给国内大吨位装载机带来发展机遇。
轮式装载机设计说明-毕设参考
前言 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；接行走系统结构不同，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。本书主要论述露天工程用的轮式装载机的设计。 装载机的设计，大致要经历：明确任务、调查研究、制订设计任务书，进行整车布置、确定整机的主要性能参数，进行各部件的方案设计与强度计算，技术设计和工艺设计，试验鉴定和修改定型等这样一些阶段。一台装载机的设计是否成功，首先是从能否满足使用要求，好造、好用、好修，具备较高的作业生产串和较低的使用成本来衡量的。这体现在设计工作中，就是应当使装载机具有较完善的技术经济性能与指标以及先进的部件结构方案。
摘要 我所设计的ZL15装载机既保留了传统装载机的优点，而有具有新的性能和优点。 本次设计主要进行的工作装置的设计。装载机采掘和卸载货物的作业是通过工作装置的运动实现的。装载机的工作装置由铲斗，动臂、摇臂、连杆及液压系统等组成。铲斗以铲装物料；动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接；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采用液压操作。 先对装载机的发展概况几设计的指导思想、特点、任务进行概述，然后确定方案，在技术设计部分罗列了ZL15装载机的主要技术性能和参数，进行了牵引特性计算，工作装置设计。工作装置设计中有工作装置运动分析，对铲斗、动臂、连杆机构进行设计等几部分组成。 在工艺设计中叙述了工艺工程。应用程序计算了受力分析。总之，整个设计是有序地完成的。 在整个设计的过程中，在老师及其他老师的指导下顺利完成的，通过这次设计，我学到很多东西，在实践中把大学中所学的知识综合运用复习了一次，同时也学到很多新的东西，受益非浅。在此，本人表示衷心感谢！并真诚希望各位老师对我提出宝贵的意见。 2
zl50轮式装载机说明书
前言 轮式装载机属于铲土运输机械类，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、农业、矿山、铁道、公路、水电等国民经济各个部门的土石方施工机械，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。 随着我国加入WTO组织和西部大开发的进程，及水电、港口、公路等基础设施建设项目的增多，国外先进工程机械先后涌入中国市场，我国工程机械设施同时面临着前所未有的机遇和挑战。这也意味着我国工程机械行业对技术人才的技术素质提出了更高的要求。 根据装载机不同的使用要求，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；接行走系统结构不同，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。该设计主要论述露天工程用的轮式装载机的设计。 轮式装载机的设计，大致要经历：明确任务、调查研究、制订设计任务书，进行整车布置、确定整机的主要性能参数，进行各部件的方案设计与强度计算，技术设计和工艺设计，试验鉴定和修改定型等这样一些阶段。对于装载机的设计是否成功，首先是从能否满足使用要求，好造、好用、好修，具备较高的作业生产串和较低的使用成本来衡量的。这体现在设计工作中，就是应当使装载机具有较完善的技术经济性能与指标以及先进的部件结构方案。
作者：左凤 （陕理工机械工程学院机械设计制造及其自动化专业073班陕西汉中 723003） 指导教师：何亚娟 摘要 本次设计主要进行的工作装置的设计。装载机采掘和卸载货物的作业是通过工作装置的运动实现的。装载机的工作装置由铲斗，动臂、摇臂及连杆等组成。铲斗以铲装物料；动臂和动臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接；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采用液压操作。 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ZL50装载机的主要技术性能和参数，进行了牵引特性计算，工作装置设计。工作装置设计中有工作装置运动分析，对铲斗、动臂、连杆机构进行设计等几部分组成。 在工艺设计中叙述了工艺工程。应用程序计算了受力分析。总之，整个设计是有序地完成的。 在整个设计的过程中，在老师及其他老师的指导下顺利完成的，通过这次设计，我学到很多东西，在实践中把大学中所学的知识综合运用复习了一次，同时也学到很多新的东西，受益非浅。在此，本人表示衷心感谢！并真诚希望各位老师对我提出宝贵的意见。 关键词：装载机；机械化；工作装置
单向超越离合器选用及使用须知
单向超越离合器选用及使用须知 1、概述 超越离合器是利用主、从动部分的相对运动速度变化或回转方向的变换能自动接合或脱开的离合器；是机电一体化机械传动中的基础元件，其主要功能是防止逆转、精确定位、传递转矩、切断转矩。因此，有的行业称逆止器或单向轴承。 2、使用范围 我公司生产的单向超越离合器主要是用于通用机械、包装机械、印刷机械、纺织机械、传动机械、食品机械、塑料机械、石化机械、起重运输机械、高压开关、风机、减速机、压缩机、机床等。并可根据用户需要制作各种非标离合器，详情请联系我们。 3、选用原则 1)、离合器类型的选择 用户可根据传动要求、工况条件、安装条件参考我公司产品结构特点进行选择，也可提供详细技术参数，交由我司为您设计定制。 2)、离合器规格的选定 类型选定后，离合器规格主要根据公称转矩Tn，原动机的功率和额定转速及连接尺寸选定，一般超越离合器计算转矩Tc应使之满足下列公式： Tc=β·T β取大值。 4、离合器安装使用须知 1)、离合器的安装应在电机（或其他原动机）的转向确定后，即在确认离合器实际转向与主机要求转向一致之后方可进行。如果安装方向相反，会导致严重事故。 2)、离合器外环与机体、内环与轴、键与键槽的配合均为动配合，不得过紧。装配要注意清除毛刺，清洗、擦干并均匀涂上润滑用机油，并用光洁平整的金属厚垫在离合器端面用锤轻击垫板，严禁硬敲和强行装配。同时还应保证离合器外环的半体与内环要有良好的同轴度（小于0.05mm）。如果同轴度超差会影响离合器正常转动。 3)、离合器应采用合适的、适量的润滑油或2号锂基润滑脂进行润滑，出厂时已注入足够的润滑油和润滑脂。 4)、超越离合器使用过程中，离合器工作转速应小于离合器极限转速值，如果长期运转，而且转速过高，应要有相应的润滑冷却措施。 5)、离合器在使用过程中发现异常，应及时停机检查，视具体情况解决。 6)、本须知为一般安装使用须知。对于各类或有特殊要求的离合器安装使用，请详见该类型离合器的使用须知。 5、润滑与保养 各类型号的离合器，在出厂时已加够耐高温、品质稳定的油脂。所以，根据环境和使用条件的不同可在三个月到半年之内不再重新添加油脂。在此期限之后，应定期检查、清洗、更换油脂。建议，每半 中国矿业大学 本科生毕业论文 姓名：学号： 学院： 专业： 论文题目： ZL50轮式装载机工作装置设计 专题： 指导教师：职称： 本次设计的主要内容是针对工程机械中轮式装载机的应用，从实际情况考虑，设计ZL50型轮式装载机的工作装置。设计过程是从铲斗到连杆系统的形式选取及尺寸确定，同时包括动力装置转斗油缸和举升油缸的设计。另外，本次设计采用的是CATIA软件绘制的立体图来表达结构形式，使设计产品表达的更加形象生动，尺寸也更加精确。 要求首先要达到最大卸载高度2.5m和最小卸载距离1.5m；其次工作装置运动平稳、无干涉、无死点、无自锁，动臂从最低位置到最大卸载高度的举升过程中，保证铲斗中的物料无撒落，在卸载后，动臂下放至铲掘位置，铲斗能自动放平；同时结构要求简单紧凑，承载元件数量（包括油缸）尽量少，前悬小。 院长签字：指导教师签字： 摘要 装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端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、港口和矿山等工程建设。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。 这次设计采用先进的现代设计方法，对这种轮式装载机工作装置进行了总体设计到零部件设计。主要包括轮式装载机工作装置的关键零部件，如铲斗、连杆机构以及转斗油缸、举升油缸等，并对重要零件进行了刚度、强度分析。应用CA TIA软件对轮式装载机工作装置整体进行设计，并用它对本次设计进行立体展示表达。 关键词：装载机；机械化；工作装置 全套完整版设计，联系164306145各专业都有 开题报告 摘要 装载机主要用来装卸散状物料，也能进行轻度的铲掘工作，并且具有良好的机动性能，是工程机械中保有量较大的品种之一。 装载机液压系统设计是装载机设计的一个重要环节，它对装载机的使用性能和装载机在市场上的竞争力有着很大的影响。装载机性能的优劣和作业效率的发挥，离不开液压系统的设计，而且在很大程度上取决于液压系统的工作效率。 装载机的工作装置和转向机构都采取液压传动，本文通过对工作装置及转向机构工作要求和载荷分析对液压系统进行设计。主要包括对执行元件，控制元件辅助元件的选择、设计。 本文的设计，能够使读者对液压系统设计进一步加深了解，同时从中可以体会到一些设计理念，为以后从事此类工作得到一些帮助。 关键词：装载机液压传动液压系统设计 ABSTRACT The loader is mainly used for loading and unloading bulk materials, but also for light excavation work, and has good maneuverability, is the construction machinery to maintain a larger variety of one. The hydraulic system design of the loader is an important part of the loader design. It has a decisive influence on the performance of the loader and the competitiveness of the loader in the market. The performance of the loader and the operational efficiency of the play, can not be separated from the hydraulic system design, and to a large extent depends on the hydraulic system efficiency. The working device of the loader and the steering mechanism are taken hydraulic drive, this paper through the work device and steering mechanism requirements and load analysis of the hydraulic system design. Mainly include the implementation of components, control components of the selection of components, design. The design of this paper can make the reader to further deepen the understanding of the hydraulic system design, at the same time from which you can experience some of the design concept for the future to engage in such work to get some help. Key words: loader hydraulic transmission hydraulic pressure system 编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 国产轮式装载机现状分析 (正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑 文件编号：KG-AO-1206-87 国产轮式装载机现状分析(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 3吨以下装载机 3吨以下产品主要以ZL10、ZL15、ZL16为代表，还有一些利用拖拉机底盘改装的小型装载机，主要与日益增多的农用运输车辆配套使用。主要零部件均采用一般性能及质量的发动机、驱动桥、变速箱、液压件。技术较先进的静液压传动产品，液压件国内不易配套，产品成本居高不下，制约了该类产品在国内的发展。 ZL30装载机 ZL30装载机主要生产厂家有成工、常林、徐工、宜工、山工等。该产品零部件配置较零乱，生产厂家 具有自制的桥箱，风格各具特色，质量及性能上相对稳定，技术先进性一般。徐工最近开发的ZL30F装载机，采用电换档变速箱，使3吨级装载机技术上有新的突破。 ZL40／ZL50装载机 ZL40／ZL50装载机，主要装载机生产厂家均拥有该产品。第一代产品几十年来沿续至今，全国几乎使用同一套图纸，有些技术力量薄弱的厂家，仍把其当作主导产品推向市场。第二三代产品主要是对工作装置进行优化，改变外观造型。如柳工ZL40B／ZL50C、徐工ZL40E／ZL50E。第四代产品是在第三代的基础上，进一步优化整机的性能及配置，电控箱、湿式制动器等新技术得到应用，并形成了各企业的专有技术及专利技术，使产品以崭新的面目推向市场。 ZL60及6吨以上装载机 超越离合器原理介绍 双向楔块超越离合器，它一端轴孔接主动轴，另一端轴孔接从动轴，当外环不动，主动轴顺时针或逆时针转动时，从动轴也同步转动，而当从动轴受外力矩的作用时，顺时针和逆时针都不能转动。常与滚珠丝杠副或其它部件配套，作为防止逆转机构，也可以单独使用作为精确定位，传递力矩或切断力矩的传递。 北京机械工业学院朱春梅 北京新兴超越科技开发公司孔庆堂孔炜朱自成 [摘要]本文介绍了楔块超越离合器国内外发展的概况，阐述楔块超越离合器的特点、结构形式及其适用范围。 关键词楔块超越离合器特点 1、楔块超越离合器的发展及其应 超越离合器是机械传动的基础件之一。它是用主、从动部件的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能的一种离合器，用途广泛。滚柱式超越离合器历史悠久，据文献报道于1878年以“换向电动机”为题载入德国DRP2804.47h5专利中，用在换向机构上。随后的近百年，滚柱超越离合器不断的发展和完善，结构型式增多，应用也较普遍。 楔块超越离合器是继滚柱超越离合器之后开发的一种新型离合器。自问世以来，以承载能力大，自锁可靠，反向解脱轻便，结构紧凑，操作方便，在机械传动中得到广泛的应用。首先美国在汽车和飞机上得到发展和推广应用。例如美国在波音707飞机和F4-C 轰炸机及M102-105轻型榴弹炮上采用。在日本、德国也已广泛应用。 近年来，随着新产品开发和引进产品配套国产化的需要，楔块超越离合器得以迅速的发展，从结构、性能和可靠性等日趋完善，而且离合器的型式、规格更加齐全，产品质量逐渐提高。北京新兴超越科技开发公司生产的CK系列楔块超越离合器不但能满足国内科研和生产的需求。而且替代了引进日本、美国、意大利等国家瓦楞纸生产线和无氧铜生产线上的超越离合器，使用效果良好。目前还有出口，具有很好的发展潜力和开发前景。 楔块超越离合器常与滚珠丝杆副或其他部件配套，作为防止逆转机构，也可以单独使用，作为主动轴和从动轴之间的精确定位，传递转矩或切断转矩，具有自行离合功能的一种离合器。因此，有称谓逆止器或单向轴承。在包装机械、印刷机械、食品机械、轻工机械、农业机械、冶金矿山、石油化工、机床、汽车、兵器、航空、电站等机械设备中广泛的应用。 2、楔块超越离合器的特点 楔块超越离合器是在内环和外环间（滚道）放置楔紧元件（楔块），使其回转时在一个可以传递转矩，而在另一个具有相对空转性能。只有当内、外环转向相同，转速相等时，才能传递转矩，否则均为相对滑动，这种不传递转矩的滑动状态称之超越。 1）滚道的形状 楔块超越离合器的滚道形式有两种形式：内外环滚道均为圆形和将内环加工出若干凹圆槽。 （1）内环为整圆形（见图1a）。离合器的内外环均为光滑柱面，为了保证工作时不打滑，楔块的楔角不得超过楔块与内外环之间的最小摩擦角。设计时，一般可取3o-4o，在实用中楔合角开始时，楔角大约为2o-2.5o，当内、外环受力产生弹变形后，楔角相应增大。 （2）内环带凹圆槽形（见图1b）。楔块具有与内环圆弧槽相同的半径，使两者为面接触，改善了受力状态，提高了楔块的承载能力和使用寿命。但楔块的数量受结构的影响而有所减少。 2）楔块的形状 楔块超越离合器所用的楔块形状大都为特殊的异形，如拳形、鞋形等，设计离合器时，可根据作用要求选用不同形状的楔块。 3）楔块与滚柱式超越离合器由于内外环之间放置的楔紧元件不同，使其都具有各自的特点（如表1）。 3、楔块超越离合器选用计算 为保证离合器工作可靠，通常在设计和选用离合器时，明确离合器在传动系统中的综合功能，从传动系统总体设计考虑选择离合器的品种、型式。而规格的选定主要是根据计算转矩。 1）离合器各转矩间的关系 离合器的主参数是公称转矩，选用离合器时，各转达矩间应符合以下的关系： 2009年第28卷8月第8期机械科学与技术 M echanical Science and Technol ogy f or Aer os pace Engineering August Vol .282009No .8 收稿日期:2007210209 作者简介:黄华星(1977-),博士研究生,研究方向为链环式超越离 合器的稳健性设计, huanghx00@mails .tsinghua .edu .cn;黄靖远(联系人),教授,huangjy@mail .tsinghua .edu .cn 黄华星 稳健性设计思想在超越离合器设计中的应用 黄华星,黄靖远 (清华大学精密仪器与机械学系,北京 100084) 摘 要:介绍了现代稳健性设计思想,并将稳健性设计的思想理论应用于超越离合器的稳健性设计 中,目的是改变传统超越离合器对磨损的稳健性不良的问题,寻求得到一种高稳健性的设计结果。着重讨论了磨损对超越离合器的自锁性能的影响,提出了磨损自锁特性曲线的趋势分析,作为稳健性敏感度分析的准则,同时也对制造误差等其它噪声进行稳健性敏感度分析,最后得到了链环式超越离合器具有高度稳健性的结论,体现了稳健性设计哲理关于“质量是能够设计到产品中去的”思想。关 键 词:稳健性设计;超越离合器;敏感度分析;链环式中图分类号:TH13314 文献标识码:A 文章编号:100328728(2009)0821083204 Appli cati on of Robust Desi gn Philosophy to Overrunn i n g Clutch Desi gn Huang Huaxing,Huang J ingyuan (Depart m ent of Precisi on I nstru ment and M echanol ogy,Tsinghua University,Beijing 100084) Abstract:W e intr oduce the modern r obust design method t o the designing of an overrunning clutch for overcom ing the p r oble m of poor r obustness existing in a traditi onal overrunning clutch .Thr ough discussi on of the self 2l ocking effects of an overrunning clutch by wear,a trend analysis about wear self 2l ocking p r operty curves was done and the r obust sensitivity caused by other kinds of noise such as manufacturing err ors was als o analyzed .Finally,the good r obustness of a chain 2ring overrunning clutch validated the r obust design phil os ophy .Key words:r obust design;overrunning clutch;sensitivity analysis;chain 2ring 现代稳健性设计的思想是建立在对产品“高质量”认识的基础之上的。所谓产品的高质量,是指一个产品保持其性能(质量)指标不变,而不受制造、环境影响和使用时间影响的能力[1] 。 从目前发表的研究文献看,人们更多地从容差设计[2] 角度来研究和认识稳健性设计,而几乎没有 人从“系统设计”[3] 的角度来研究和认识它,以至于停留在狭义的容差设计上面,大大影响了它的发展和推广,因此人们往往误以为稳健性设计是一种固定的方法,有成熟的数学模型可以借鉴。其实这种情况只是对某一些具体问题而言,实际上不同的问 题应该有不同的方法和措施。笔者所讨论的稳健性 设计问题就是针对超越离合器这一具体对象,如何采用合理的方法和措施来进行稳健性的敏感度分析。 现有的滚柱式和楔块式超越离合器都存在磨损引起打滑失效的问题,这是典型的稳健性问题,即对第3种噪声(使用时间引起的噪声因素)的敏感度问题。解决这个问题,人们一方面可以从材料和热处理的角度,使零件耐磨来提高稳健性,或者从容差设计来提高稳健性,实践证明,这个途径得到的稳健性效果是有限的;另一方面可以设计出一种对磨损不敏感的新结构原理,使其能在长时间的使用中保持稳定自锁性能,显然这是更为理想的,更符合稳健性设计思想的超越离合器设计思想。笔者将从稳健性设计的原理出发,对超越离合器的稳健性设计问题进行分析及探讨。 单向离合器的设计 一、了解超越离合器的主要功能、一般特点及其分类 1、超越离合器的主要功能： 超越离合器是靠主从动部分的相对速度变化或回转方向变换能自动结合或脱开的离合器。超越离合器有嵌合式与摩擦式之分；摩擦式又分为滚柱式与楔块式。 单向超越离合器只能在一个方向传递转矩，双向超越离合器可双向传递转矩。超越离合器的从动件可以在不受摩擦力矩的影响下超越主动件的速度运行。带拨爪的超越离合器，拨爪为从动件。 2、超越离合器的一般特点： （1）改变速度：在传动链不脱开的情况下，可以使从动件获得快、慢两种速度； （2）防止逆转：单向超越离合器只在一个方向传递转矩，而在相反方向转矩作用下则空转； （3）间歇运动：双向超越离合器与单向超越离合器适当组合，可实现从动件做某种规律的间歇运动。 3、超越离合器的分类 超越离合器可分为棘轮式超越离合器、滚柱式超越离合器和楔块式超越离合器。其中，棘轮式超越离合器又可分为内齿棘轮式超越离合器和外齿棘轮式超越离合器；滚柱式超越离合器又可分为单向滚柱式、带拨爪单向滚柱式和带拨爪双向滚柱式超越离合器；楔块式超越离合器又可分为单向超越离合器、双向超越离合器和非接触式单向超 越离合器。 二、接下来将主要研究单向滚柱式超越离合器的设计： 1、单向滚柱式超越离合器的机构简图为： 图1 2、单向滚柱式超越离合器的特点及应用： 滚柱3受弹簧4的弹力，始终与外环1和星轮2接触。滚柱在滚道内自由转动，磨损均匀，磨损后仍能保持圆柱形，短时过载滚柱打滑不会损坏离合器。星轮加工困难，装配精度要求较高。星轮与外环运动关系比较多元化。 外环1主动（逆时针转）时：当n1=n2,离合器接合； 当n1 装载机的结构原理 装载机的结构原理-制动系统 目前国产ZL50型机主导产品的制动系统多数为带紧急制动的制动系统，柳工第二代产品ZL50C的制动系统为这种系统的典型代表。图13为柳工ZL50C型机制系统结构示意图。该系统具有行车制动、停车制动及国际流的紧急制动系统。停车制动与紧急制动共用，因紧急制动具有4种功能：（1）停车制动；（2）起步时保护制动作用。气压未达到允许起步气压时，停车制动起作用，且挂下不挡；（3）行车时气路发生故障起安全保护制动作用。当制动系统气路出了故障。降到允许行车气压时，紧急制动会自动刹车，同时变速器会自动挂空挡；（4）紧钯制动。当行车制动出了故障时可选用该系统实施紧急制动，而代替行车制动起作用。这也是紧急制动名称的由来。因此，具有紧急制动系统的柳工ZL50C型机制动安全可靠性是最好。成工目前的ZL50B型机、徐装的ZL50E型机都采用了这样的制动系统。稍有不同的是成工与徐装的在空气罐与紧急和停车制动阀之间加有快放阀。柳工以前的ZL50型机制动系统中也有快放阀，实践证明无必要，柳工将该阀取消了。还有一点不同的是成工的行车制动是双踏板，柳工及徐装的均为单踏板。另外徐装的紧急和停车制动控制阀为电磁阀，柳工与成工的均为气阀。 如图14所示，目前还有部位产品的制动系统为双管路行车制动。该系统与图13所示的系统相比，其行车制动部分从空气罐开始多了一路，结构元件组成基本上差不多。该系统没有紧急制动部分，但有手柄带软轴直接操纵停车制动器的停车制动。这种制动系统比普通的不带紧急制动的单管路制动系统制动可靠性、安全性要高，但比带紧急制动的制动系统差一些。因此，今后带紧急制动的制动系统应用会更加广泛。目前，山工的ZL500D 型机、常林的ZLM50E型机都是用的这种系统。山工的双管路制动阀为双腔并联式，常林的为双腔串联式。另外，山工的在图中的序号10不是批三通接头。而是采用的双回路保险阀，这样的双管路体现得更充分。 目前，还有较少的产品如厦工、龙工的ZL50C-II型机保持原ZL50的单管路行车制动系统。该系统完全同图13中除紧急和停车制动以外的部分。惟一不同是制动阀3去变速操纵阀（虚线长方块部分）切断离合器的管路中增设有制动选择阀，可用该阀对制动时切断与不切断离合器进行选择。从理论上说，该系统不如前两种制动系统安全可靠性高。 目前，柳工的第三代产品ZL50G型机已经出现了全液压制动系统。这种制动系统也可带紧急制动，它没有气路系统，全部用液压油，特别是与内藏湿式多片式制动器配合使用，显示出极大的优越性，在某种程度上代 超越离合器原理介绍 超越离合器原理介绍 双向楔块超越离合器，它一端轴孔接主动轴，另一端轴孔接从动轴，当外环不动，主动轴顺时针或逆时针转动时，从动轴也同步转动，而当从动轴受外力矩的作用时，顺时针和逆时针都不能转动。常与滚珠丝杠副或其它部件配套，作为防止逆转机构，也可以单独使用作为精确定位，传递力矩或切断力矩的传递。 北京机械工业学院朱春梅 北京新兴超越科技开发公司孔庆堂孔炜朱自成 [摘要]本文介绍了楔块超越离合器国内外发展的概况，阐述楔块超越离合器的特点、结构形式及其适用范围。 关键词楔块超越离合器特点 1、楔块超越离合器的发展及其应 超越离合器是机械传动的基础件之一。它是用主、从动部件的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能的一种离合器，用途广泛。滚柱式超越离合器历史悠久，据文献报道于1878年以“换向电动机”为题载入德国DRP2804.47h5专利中，用在换向机构上。随后的近百年，滚柱超越离合器不断的发展和完善，结构型式增多，应用也较普遍。 楔块超越离合器是继滚柱超越离合器之后开发的一种新型离合器。自问世以来，以承载能力大，自锁可靠，反向解脱轻便，结构紧凑，操作方便，在机械传动中得到广泛的应用。首先美国在汽车和飞机上得到发展和推广应用。例如美国在波音707飞机和 F4-C轰炸机及M102-105轻型榴弹炮上采用。在日本、德国也已广泛应用。 近年来，随着新产品开发和引进产品配套国产化的需要，楔块超越离合器得以迅速的发展，从结构、性能和可靠性等日趋完善，而且离合器的型式、规格更加齐全，产品质量逐渐提高。北京新兴超越科技开发公司生产的CK系列楔块超越离合器不但能满足国内科研和生产的需求。而且替代了引进日本、美国、意大利等国家瓦楞纸生产线和无氧铜生产线上的超越离合器，使用效果良好。目前还有出口，具有很好的发展潜力和开发前景。 楔块超越离合器常与滚珠丝杆副或其他部件配套，作为防止逆转机构，也可以单独使用，作为主动轴和从动轴之间的精确定位，传递转矩或切断转矩，具有自行离合功能的一种离合器。因此，有称谓逆止器或单向轴承。在包装机械、印刷机械、食品机械、轻工机械、农业机械、冶金矿山、石油化工、机床、汽车、兵器、航空、电站等机械设备中广泛的应用。 2、楔块超越离合器的特点 楔块超越离合器是在内环和外环间（滚道）放置楔紧元件（楔块），使其回转时在一个可以传递转矩，而在另一个具有相对空转性能。只有当内、外环转向相同，转速相等时，才能传递转矩，否则均为相对滑动，这种不传递转矩的滑动状态称之超越。 1）滚道的形状 楔块超越离合器的滚道形式有两种形式：内外环滚道均为圆形和将内环加工出若干凹圆槽。 （1）内环为整圆形（见图1a）。离合器的内外环均为光滑柱面，为了保证工作时不打滑，楔块的楔角不得超过楔块与内外环之间的最小摩擦角。设计时，一般可取3o-4o，在实用中楔合角开始时，楔角大约为2o-2.5o，当内、外环受力产生弹变形后，楔角相应增大。 （2）内环带凹圆槽形（见图1b）。楔块具有与内环圆弧槽相同的半径，使两者为面接触，改善了受力状态，提高了楔块的承载能力和使用寿命。但楔块的数量受结构的影响而有所减少。 2）楔块的形状 楔块超越离合器所用的楔块形状大都为特殊的异形，如拳形、鞋形等，设计离合器时，可根据作用要求选用不同形状的楔块。 3）楔块与滚柱式超越离合器由于内外环之间放置的楔紧元件不同，使其都具有各自的特点（如表1）。 3、楔块超越离合器选用计算 为保证离合器工作可靠，通常在设计和选用离合器时，明确离合器在传动系统中的综合功能，从传动系统总体设计考虑选择离合器的品种、型式。而规格的选定主要是根据计算转矩。 1）离合器各转矩间的关系 离合器的主参数是公称转矩，选用离合器时，各转达矩间应符合以下的关系：ZL50轮式装载机工作装置设计含全套图纸
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