開題報告-液壓搬運平板車設計

本科畢業(yè)設計（論文）開題報告一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義液壓平板車在軍事、橋梁、機械、造船、冶金以及石油化工等各個領課題名稱液壓搬運平板車設計學院（系）機械工程學院年級專業(yè)08級工程機械學生姓名指導教師完成日期2012322域，大型工程建設越來越多，重型設備及重型結構的運輸安裝任務急劇增加，如造船廠船體運輸安裝、高速鐵路預制梁的運輸以及海上石油平臺的運輸安裝等1。液壓搬運平板車平板車主要由4部分組成結構機構、液壓傳動系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)。平板車的平臺是整體鋼架結構，用來承受運輸設備的自重。其鋼架結構由縱梁和橫梁組成，兩者可采用箱型或工字型結構，具有較強的抗扭抗彎性2。懸掛與車架通過液壓轉向懸掛結構回轉支承連接，轉向懸掛由液壓懸掛、車橋和回轉支承3部件組成。液壓系統(tǒng)作為傳動系統(tǒng)，采用靜壓或動壓驅(qū)動。為保證機構動作的平穩(wěn)性和微動性，適應不同作業(yè)工況要求，采用變量液壓系統(tǒng)。機構由行走、轉向和提升機構組成。行走機構一般采用閉式泵控系統(tǒng)。提升機構采用液壓缸作為執(zhí)行器，實現(xiàn)平臺的升降和調(diào)平動作3。轉向機構采用回轉支承和齒輪回轉機構或驅(qū)動液壓缸的配合動作實現(xiàn)多種轉向模式。當路面出現(xiàn)單向或雙向橫坡和不平坦情況，行走與提升配合，使平臺水平、懸掛載荷均衡。電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制，實現(xiàn)行駛、轉向平穩(wěn)，起升調(diào)平控制。目前平板車電氣控制系統(tǒng)已逐漸發(fā)展成為CAN總線通信、模塊化控制方式，若干個執(zhí)行或動力元件配置一個控制器，各種控制信號和儀表信號通過多芯電纜直接輸入控制器，然后由控制器與主控制器通過CAN總線傳遞信號，由主控制器的中心計算機進行處理后，通過數(shù)模轉換或數(shù)字開關直接送到末端控制、調(diào)節(jié)或執(zhí)行裝置4。目前的大型平板車已實現(xiàn)了全液壓、計算機控制，形成適應超大型物件運輸與安裝的組合式液壓平板車，及滿足不同要求的各種各樣的平板車，如造船廠的船體運輸車、鋼廠的材料運輸車、高速鐵路橋梁架設用的預應力混凝土箱梁運輸車等5。國外比較有名的平板車制造商有德國的KAMAG（如下圖1、圖2）、索埃勒SCHEUERLEGOLDHOFER，日本的神鋼電機SHINKO、日本車輛NIPPONSHARYO、TCM，法國NICOLAS，以及意大利的COME，ITO公司。KAMAG公司目前最大單臺平板車的噸位已超過1300T，有12個輪軸，192個輪胎，車體長32M、寬1OM。該公司產(chǎn)品在國內(nèi)應用的最多，船廠、鋼廠、大型工程都有其產(chǎn)品在使用，用戶普遍反映其控制性能好，操作平穩(wěn)6。SC日EUERLE公司的產(chǎn)品在大型工程上應用較多其特點為模塊化組合應用。此外還有EUROCOMBI、INTERCOMBI、FLATCOMBI3種組合車型。這些車型一般無駕駛室，根據(jù)配置情況可以遙控駕駛或者由牽引車拖動。法國NICOLAS的產(chǎn)品進入國內(nèi)較早，目前在高速鐵路橋梁施工中有所應用。其產(chǎn)品采用拼接方式模塊化組合后，最大噸位達到1250OT。其他公司的產(chǎn)品在國內(nèi)也有應用，但擁有量不是很多。總體來說，國外公司的產(chǎn)品系列齊全，載荷型譜完備，操作性能好，能夠滿足不同用圖1德國KAMAG液壓搬運平板車圖2KAMAG模塊化液壓搬運平板車戶、不同工況的運輸要求7。國內(nèi)主要有兩家實力比較強的公司鄭州大方橋梁機械有限公司和秦皇島通聯(lián)特種車輛有限公司，前者產(chǎn)品見圖3。前者是一家以研制特種工程施工機械及裝備為主的專業(yè)公司，生產(chǎn)了DCY、DJY、DZY及DYY等多種型號的平板車，已經(jīng)應用于船廠、鋼廠、港口及橋梁施工。2004年12月12日，該公司9OOT動力平板車完成總裝調(diào)試，并試驗成功。其安裝有56只直徑19M的輪胎，是目前國內(nèi)最大噸位的平板車。后者的主要產(chǎn)品以TLC系列為主，現(xiàn)在與德國索埃勒公司合作開發(fā)125OOT平板車系列產(chǎn)品，最大噸位也達到了9OOT。9OOT平板車的成功試制，標志著我國具備開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的大噸位平板車的實力與能力。國產(chǎn)的平板車在應用過程中，性能與國外相比還有一定差距，主要體現(xiàn)在滿載速度、轉向的協(xié)調(diào)性、平穩(wěn)性等方面，但是在售后服務及價格上占有明顯優(yōu)勢8。目前國內(nèi)各工程項目的不斷開展，帶動了平板車市場強勁的籍求，尤其是大噸位平板車。以運梁車為例，運梁車是高速鐵路施工中的重要設備，擬建中的京滬高速鐵路線路全長的60以上將建在橋上，全跨預注、逐跨架設的簡支箱梁及小跨度連續(xù)梁將成為橋梁建設的主體，而平板車是預制梁的最好運輸工具。因此平板車在國內(nèi)有著極大的發(fā)展空間和市場潛力，尤其是大型平板車9。國內(nèi)企業(yè)應抓住機遇，應用先進技術和通過國際化配套，不斷開發(fā)設計具有自主知識產(chǎn)權的大型平板車，盡快提升產(chǎn)品質(zhì)，以提高產(chǎn)品的競爭力，與國際名牌產(chǎn)品競爭市場10。圖3鄭州大方液壓搬運平板車二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題在平板車的總體設計階段，主要需要確定下列主要設計參數(shù)。L平板車最大載重量和自重的選擇，基本幾何參數(shù)的確定2發(fā)動機功率的確定和型號選擇3輪胎的選擇，軸個數(shù)的選擇4制動橋、驅(qū)動橋個數(shù)的選擇5平板車最小轉彎半徑的選擇6繞任意點轉向時每個輪胎側偏角的確定7平板車最大速度，最大爬坡度的確定三、研究步驟、方法及措施1研究步驟1設計合理的驅(qū)動結構，根據(jù)所給出的設計參數(shù)如平板車的最大車速初選發(fā)動機。然后根據(jù)資料與實際工況，確定其他結構參數(shù)。此次我所采用的結構為行走系統(tǒng)是由變量泵驅(qū)動變量馬達的閉式系統(tǒng)。關鍵的技術包括行走阻力計算及發(fā)動機功率匹配、差速及差力控制、功率極限載荷控制等11。圖4轉向機構轉向機構（如圖4）包括直線行駛、八字轉向、中心回轉、以某一角度斜行、前軸轉向和縱軸轉向擺尾等?；剞D系統(tǒng)是多種轉向模式的實現(xiàn)及實時轉向時車輪的同步性控制12。懸掛系統(tǒng)（如圖5）由液壓缸實現(xiàn)3點支撐或4點支撐，同一組懸掛內(nèi)的液壓缸油路相通，壓力相等，使同一組的輪胎承受載荷均衡。3點支撐適用于不平坦的路面，要求載荷中心要位于3點支撐形成的三角形；4點支撐適合載荷重心不平衡的工況，但對路面要求較高13。車架（如圖6）采用邊梁式結構,由8根橫梁和若干縱梁組成。當運輸大件物體時,兩根縱向邊梁主要承載,邊梁與橫梁焊接在一起,從而把力傳遞給橫梁,橫梁與回轉支承通過螺栓連接,力由橫梁傳遞給回轉支承,通過懸掛架、懸掛油缸和平衡臂從而傳遞給輪胎14。圖5平板車懸臂系統(tǒng)圖6平板車車架結構2）使用相關軟進行裝配圖、零件圖及三維實體的繪制，并且對所設計的液壓搬運平板車進行運動仿真，確定其是否符合設計要求。2研究方法此次研究設計過程中將使用利用CAD繪制裝配圖、零件圖，并SOLIDWORKS對液壓搬運平板車進行三維設計，以及對其各零部件的強度進行校核，用ANSYS進行應力分析15，并且會運用MATLAB軟件進行運動學分析。3研究措施研究期間要廣泛、仔細聽取導師和相關專業(yè)人士的意見和建議，遇到問題先認真思考，必要時再請教導師，積極與同學討論研究，避免走不必要的彎路，做到獨立思考，勇于創(chuàng)新。四、研究工作進度為更好的完成液壓搬運平板車的設計任務，在畢業(yè)設計期間，我將按照如下所述安排工作進度初期階段第一周查閱有關液壓搬運平板車的文獻，了解其工作原理及國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)；第二周整理資料，完成文獻綜述；第三周根據(jù)所搜集到的資料設計平板車結構，并初步選定方案；第四周完成開題報告，并初步規(guī)劃好自己的畢業(yè)設計進度；中期階段第五周對研究方案進行機械結構的相關設計計算；第六周設計各相關零部件結構及尺寸，；第七周對各零部件強度進行校核；第八周根據(jù)所給數(shù)據(jù)選擇電動機及氣缸型號，確定驅(qū)動方案；第九周用SOLIDWORKS繪制液壓搬運平板車各零件的三維圖，第十周；用SOLIDWORKS繪制第九周用CAD繪制裝配圖及零件圖，準備中期答辯；后期階段第十一周用SOLIDWORKS進行運動仿真；第十二周用CAXA繪制裝配圖；第十三周完成裝配圖的繪制；第十四周用CAXA繪制零件圖；第十五周翻譯英文文獻為設計說明書準備；第十六周出CAXA設計圖紙，編寫設計說明數(shù)；第十七周準備最終答辯。五、主要參考文獻1王欣，張明輝，周彩南大型動力平板車技術的發(fā)展J大連理工大學，中聯(lián)重科2006，1282832董紅波液壓平板車的參數(shù)設計與產(chǎn)品庫開發(fā)D大連理工大學2002,3（30）1353張志華，DCYI00型動力平板運輸車J船舶工程2002，15361634HOHMANN，C、SEHIFFNER，K、OERTER，K、REESE，HCONTACTANALYSISFORDRUMBRAKESANDDISKBRAKESUSINGADINACOMPUTERSSTRUCTURES。VOLUME72，ISSUE13，JULYS，1999，PP1851985張銀生PT200液壓平板車結構有限元分析與實驗測試研究D中南大學碩士論文2008,123156XUW,ZHAOH,COUPLERFORMOVINGANDPAVINGORBITOFFLATCAR,HASCARPASSAGEFLATBRIDGEPROVIDEDWITHORBITSANDMOUNTEDONHYDRAULICSYSTEMINHINGINGMANNER,WHEREORBITPOSITIONINGSYSTEMISMOUNTEDONHYDRAULICSYSTEM,JUL2011,7慈龍尚，張代勝，黃氏燁平板車設計要點及技術發(fā)展趨勢J合肥工業(yè)大學2008,771311458楊興星，馬力，劉慶賀典型平板車液壓驅(qū)動橋開發(fā)J武漢理工大學2011,632339FANY,TONGWTRANSPORTATIONBRACKETFORHEAVYEQUIPMENTIETRANSPORTATIONFLATCAR,HASHANGINGCROSSBEAMS,WHEREDISTANCEBETWEENCROSSBEAMSISGREATERTHANWIDTHOFFLATBOARDOFHYDRAULICFLATCAR,ANDCONNECTIONBEAMARRANGEDONBOARDJUN201110仝令勝，石博強自行式可拼接重型平板車的設計J工程機械2008，431172011LIUG,CHENY,WEIZ,LIUY,ZHIS,ZHOUX,QIANS,SONGD,SUSPENDINGDEVICEFORMODULETYPEHYDRAULICFLATCAR,HASBALANCEARMTHATISCONNECTEDTOCANTILEVERANDAXLETHROUGHSHAFTPIN，APR201112CHENWDIESELEXPERIMENTMOBILECAR,HASFLATCARINSTALLEDWITHBUFFERANDFASTENI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