目 录 摘
要 ..................................................................................................................... 1 Abstract...................................................................................................................... 2 引
言 ..................................................................................................................... 3 1 介绍 ....................................................................................................................... 4 1.1 装载机简介 ................................................................................................... 4 1.2 装载机现状及发展趋势 ............................................................................... 5 1.3 装载机分类 .................................................................................................. 8 1.4 挤出机的组成 .............................................................................................. 9 2 装载机工作装置结构构成与运动特点分析 ..................................................... 10 2.1 工作装置结构的组成 ................................................................................ 10 2.2 工作装置结构的运动特点 ........................................................................ 10 3 装载机工作装置结构的设计需求分析 ............................................................. 12 3.1 工作装置的典型工况 ................................................................................ 12 3.2 工作装置指标定义和设计要求 ................................................................ 13 4
装载机工作装置的连接关系与结构设计 ....................................................... 15 4.1 工作装置基本关系的建立 ........................................................................ 15 4.2 工作装置的结构设计 ................................................................................ 17 结
论 ................................................................................................................. 28 参考文献 ................................................................................................................. 29 致
谢 ................................................................................................................. 31
摘
要
装载机作为土石方施工的主要机种，随着国家基建发展规模逐渐提升，在新时期拥有广阔的市场前景。“机械—液力”传动的前卸式设备性能良好、应用场景广泛，然而，其工作装置结构仍有进一步优化空间。在此背景下，本文以该型装置为对象，对他的整体结构进行深入的分析和全面的优化研究。首先对装载机的基本结构和他具有的基本特点进行研究，根据他的具体情况运用综合图解法，构建装载机工作装置的结构分析模型，分析装载机工作装置参数间关系；其次，基于工作装置的使用场景确定设计要求，并在此基础上，运用解析法设计动臂限位块位置、动臂板连杆结构和工作装置装配结构。通过研究，取得了以下成果：其一是在现有装载机工作装置结构的基础上，对其动臂限位做进一步优化，降低动臂运动冲撞力，减少散料可能性，提升工作效率。其二是进一步完善了动臂板连杆结构的设计，其三是提升工作装置的整体装配性能。希望能为装载机设计制造、优化升级提供一定的参照与借鉴。
关键词：装载机；工作装置；结构设计
Abstract
As the main machine type of earthwork construction, loader has a broad market prospect in the new era with the gradual improvement of national infrastructure development scale. Before the mechanical hydraulic exhaust it has a good performance and a variety of Application scenarios. Space still exists.Further optimisation of the structure of the work equipment.In this context, this paper takes this type of device as an object to optimize the structure of its working device. Firstly, the structure and movement characteristics of the working device of the loader are analyzed. Combined with the typical working conditions of the loader, the structure analysis model of the working device of the loader is constructed by using the comprehensive graphic method to analyze the relationship between the parameters of the working device of the loader; secondly, the design requirements are determined based on the use scenario of the working device, and on this basis, the position of the limit block of the boom, the connecting rod structure of the boom plate and the assembly structure of the working device are designed by using the analytical method. Through the research, the following results have been achieved: first, on the basis of the existing structure of the working device of the loader, the boom limit is further optimized to reduce the impact force of the boom movement, reduce the possibility of bulk material, and improve the working efficiency. The second is to further improve the design of the link structure of the boom plate, and the third is to improve the overall assembly performance of the working device. It is hoped that this paper can provide some reference for the design, manufacture, optimization and upgrading of loaders.
Key words:
loader; working device; structural design
引
言 进入新常态以来，以基础建设拉动内需增长成为国家发展的基本方针。2020 年，“新基建”正式启动，呼唤工程机械设备制造能力快速提升。装载机作为土石方施工的主要机种，在新时期必然迎来下一波风口。因此，对装载机结构优化设计进行深入研究，具有显著的现实价值与迫切性。
纵观国内外研究者对装载机工作装置的设计，发现综合图解法、解析法、覆盖法、类比试凑法等方法在其中发挥了重要作用。国外研究者中，P.S Shiakolas 构建了基于几何中心定位与差分进化方法的优化框架，V.N Gadalov运用动力学仿真技术，实现了工作装置能耗高效控制的目标。国内研究者中，王国彪、杨力夫确定了装载机工作装置设计的基本理论，黄红钟采用多目标优化设计方法，对装载机工作装置加以改进，戴文跃运用动力学仿真分析方法，基于正交试验实现了设备性能优化。申文清采用虚拟样机方法做了优化研究，显著提升了转斗油缸的工作效率。然而，现有研究大都依循理论推导构建优化方案，且所选对象型号在当前多数已经不适用，对于实际生产应用的指导作用被大大削弱。
有鉴于此，本文在借鉴前人研究结论的基础上，选择当前应用较为广泛的设备型号为样本展开研究，以提升研究结论的指导能力。从长远看，“机械—液力”传动的前卸式设备应用场景最为广泛，市场前景较好。故此本文以该型设备为例展开研究。又因装载机工作装置的结构关联着设备整体能耗与生产效率，故而本文将研究视角集中在工作装置结构上。
1 介绍
1.1 装载机简介
装载机对于大型的建设工程是必不可少的，包括在公路的修建，铁路的铺设，矿山的挖掘，港口的开发，是一种非常重要的图示方施工机械，它可以完成土壤的铲装，沙石的铲装，石灰的运送等一些散装无聊的运送，也可以对大型的石头或者是坚硬的沙土进行挖掘。它不仅仅具有上述的基本功能，为装载机加上不同的其他辅助装置的情况下还可以完成其他功能，包括对沙土的推送，大型重物的起重作业，装载机可以轻松完成这些工作。装载机在公路的铺设过程中是很重要的，能够完成对公路地基的铺设，运送沥青和混凝土等作业材料，是施工中不可缺少的机械之一。
装载机对于整体的工程中是不可缺少的，不仅仅能够完成一些铲、装、卸、运土和其他施工材料的，并且也能够完成对一些坚硬的岩石，坚硬的突然进行挖掘工作，针对于一些山地施工作业，地震挖掘，道路抢修也都是必不可少的。虽然装载机的整体体积比较庞大，但是其施工起来的速度非常快，效率十分的高，由于其操作的简便性，使得其在现在的项目施工中是不可缺少的，如图 1-1 所示。
图 1-1 装载机整机介绍 1.2 装载机现状及发展趋势
装载机已经在我国出现了十几年了，在这十几年的发展过程中，我国也是进行了自主的研发，其规模不断的扩大，市场占有率逐渐增多，开发的技术也越来越成熟，国内九成的市场份额已经被牢牢的掌控住。我国的国产装载机性价比十分之高，不仅仅在国内又非常好的相应，在国际市场上也是崭露头角，装载机的完整配套体系已经形成完毕。
现在，国内生产装载机的企业数量已经十分庞大了，根据 2019 的企业数据统计显示，装载机的生产企业已经道道了 130 家，在这其中也有 30 多家是针对于专业的装载机进行生产的，他们具有完成的生产流程，包括装载机的其他零部件的生产，这样一个完成的生产体系，给了这种专业的生产企业很大的竞争力。他们不仅生产的质量有保证，使用的技术更是领先于世界，其强硬的实力和完美的售后服务更是为他们未来在世界上的发展提供了很好的帮助。现在从国内的市场份额占有率来看，已经十分的成功了，占有了市场的主导权，获得了极多的利润。
企业为了更好的发展下去，会采用一些筹集资金的相关防范，对现有的产品进行升级和优化，甚至是大规模的改造，对厂房的基本硬件设备进行更换，厂房的规模继续郭建，提高整体生产线的管理质量和完整的生产监督体制，这样能够进一步的提高产能。
虽然，我国的装载机生产企业在国内有很大的占有率，但是随着中国加入 WTO 以来，国外的装载机生产企业对国内的生产商也造成了一定的影响。与此同时，国内的生产企业就不可避免的要加入世界范围内的市场竞争，如果想在这个世界的大环境中保证一定的市场占有率，那么对产品的技术研发，产品生产线的优化，产品的宣传都会造成一定的影响。从现在国内的装载机分类即可看出来，国外的品牌已经大肆进入国内市场，对国内的企业造成了一定的影响，新的营销模式和营销思维是国内企业必须要学习的。
随着国家经济的稳步发展，现阶段政府对经济增长的质量是十分的关注，并且对效益的提高也有很大的关注度。在“十二五”以后，装载机的行业发展将不会有太大的浮动，整体的增长率也能稳定的保持。
从现在的市场情况来看，装载机想要保证长期的发展，装载机的销量和长
期收益是其需要不断考虑的核心元素。现阶段，装载机的利润并不是很大，是一种微利性的行业。当下企业的发展也是充满坎坷的，既要解决不断提高的产能，保证市场的占有率，还要解决市场空间狭小的给企业带来的发展阻难。当下主要的事情是要完整市场占有率的调高，而占有率的提高主要是靠价格来完成的。提高营销手段，保证企业的占有率逐渐的变大，保证了短期的效益也保证了未来的营收。
如上文所述，国内的装载机生厂商是很多的，但是只有少部分的生产企业具有一定的市场大规模，其他的企业只是有略微的出产，大概每年有 200-300 台左右的销出，这导致的市场会发生重组，对与这些小型企业来说，面临倒闭和破产是不可避免的，最后对这些小企业造成很大的影响，企业的生存也成为了一种挑战，最后市场还是被大企业占有。
为保证市场的占有率，价格战是不可避免的，当下的市场价格竞争也是越来越激烈的。根据数据显示，当下一年的装载机的生产量在 20 万台左右，但是即便有这么高的产量，一些装载机只是处于空闲阶段。
为了保证市场营销的顺利，以往的营销渠道也会被大范围的改变，那么代理商就会面临一定的挑战。许多企业现在将一些地区有重复的代理商进行整理，保证一个区域只有一个独家的经营公司，减少了许多的资源浪费，同时生厂商对代理商的约束也越来越激烈。制造商不断的要保证市场的反向效果是完整的，对反馈的速度也是有一定的要求，并且对市场的管理工作也是越来越严格。在行业整体的激烈竞争的环境下，生产商和营销商的整体利润已经变得越来越低了，销量和利润的问题已经是需要重新考虑的问题，市场的把控能力不在是几年前的轻松状态。对于那些小型的生产商来说，当前的发展就是对未来的一种抉择，要么放弃装载机行业另谋他路，要么就加入大型的装载机制造商，这也是当前小型企业能够存活下来的主要方案。
在整体的发展过程中，我们也可以清晰的意识到，品牌良好的售后服务对占有市场来说也是非常重要的，在近几年的激烈枪战市场的竞争中，售后服务已经成为必不可少的环节了，通过售后服务来提高品牌形象，进而深一步的占有市场，这个思路是对以往的方...
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