開(kāi)題報(bào)告-液壓搬運(yùn)平板車設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義液壓平板車在軍事、橋梁、機(jī)械、造船、冶金以及石油化工等各個(gè)領(lǐng)課題名稱液壓搬運(yùn)平板車設(shè)計(jì)學(xué)院（系）機(jī)械工程學(xué)院年級(jí)專業(yè)08級(jí)工程機(jī)械學(xué)生姓名指導(dǎo)教師完成日期2012322域，大型工程建設(shè)越來(lái)越多，重型設(shè)備及重型結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸安裝任務(wù)急劇增加，如造船廠船體運(yùn)輸安裝、高速鐵路預(yù)制梁的運(yùn)輸以及海上石油平臺(tái)的運(yùn)輸安裝等1。液壓搬運(yùn)平板車平板車主要由4部分組成結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)。平板車的平臺(tái)是整體鋼架結(jié)構(gòu)，用來(lái)承受運(yùn)輸設(shè)備的自重。其鋼架結(jié)構(gòu)由縱梁和橫梁組成，兩者可采用箱型或工字型結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的抗扭抗彎性2。懸掛與車架通過(guò)液壓轉(zhuǎn)向懸掛結(jié)構(gòu)回轉(zhuǎn)支承連接，轉(zhuǎn)向懸掛由液壓懸掛、車橋和回轉(zhuǎn)支承3部件組成。液壓系統(tǒng)作為傳動(dòng)系統(tǒng)，采用靜壓或動(dòng)壓驅(qū)動(dòng)。為保證機(jī)構(gòu)動(dòng)作的平穩(wěn)性和微動(dòng)性，適應(yīng)不同作業(yè)工況要求，采用變量液壓系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)由行走、轉(zhuǎn)向和提升機(jī)構(gòu)組成。行走機(jī)構(gòu)一般采用閉式泵控系統(tǒng)。提升機(jī)構(gòu)采用液壓缸作為執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的升降和調(diào)平動(dòng)作3。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用回轉(zhuǎn)支承和齒輪回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)或驅(qū)動(dòng)液壓缸的配合動(dòng)作實(shí)現(xiàn)多種轉(zhuǎn)向模式。當(dāng)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(tái)水平、懸掛載荷均衡。電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制，實(shí)現(xiàn)行駛、轉(zhuǎn)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(gè)執(zhí)行或動(dòng)力元件配置一個(gè)控制器，各種控制信號(hào)和儀表信號(hào)通過(guò)多芯電纜直接輸入控制器，然后由控制器與主控制器通過(guò)CAN總線傳遞信號(hào)，由主控制器的中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理后，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換或數(shù)字開(kāi)關(guān)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(shí)現(xiàn)了全液壓、計(jì)算機(jī)控制，形成適應(yīng)超大型物件運(yùn)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(yùn)輸車、鋼廠的材料運(yùn)輸車、高速鐵路橋梁架設(shè)用的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁運(yùn)輸車等5。國(guó)外比較有名的平板車制造商有德國(guó)的KAMAG（如下圖1、圖2）、索埃勒SCHEUERLEGOLDHOFER，日本的神鋼電機(jī)SHINKO、日本車輛NIPPONSHARYO、TCM，法國(guó)NICOLAS，以及意大利的COME，ITO公司。KAMAG公司目前最大單臺(tái)平板車的噸位已超過(guò)1300T，有12個(gè)輪軸，192個(gè)輪胎，車體長(zhǎng)32M、寬1OM。該公司產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)應(yīng)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(yīng)用較多其特點(diǎn)為模塊化組合應(yīng)用。此外還有EUROCOMBI、INTERCOMBI、FLATCOMBI3種組合車型。這些車型一般無(wú)駕駛室，根據(jù)配置情況可以遙控駕駛或者由牽引車拖動(dòng)。法國(guó)NICOLAS的產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)內(nèi)較早，目前在高速鐵路橋梁施工中有所應(yīng)用。其產(chǎn)品采用拼接方式模塊化組合后，最大噸位達(dá)到1250OT。其他公司的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)也有應(yīng)用，但擁有量不是很多。總體來(lái)說(shuō)，國(guó)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(guó)KAMAG液壓搬運(yùn)平板車圖2KAMAG模塊化液壓搬運(yùn)平板車戶、不同工況的運(yùn)輸要求7。國(guó)內(nèi)主要有兩家實(shí)力比較強(qiáng)的公司鄭州大方橋梁機(jī)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(jiàn)圖3。前者是一家以研制特種工程施工機(jī)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(hào)的平板車，已經(jīng)應(yīng)用于船廠、鋼廠、港口及橋梁施工。2004年12月12日，該公司9OOT動(dòng)力平板車完成總裝調(diào)試，并試驗(yàn)成功。其安裝有56只直徑19M的輪胎，是目前國(guó)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(guó)索埃勒公司合作開(kāi)發(fā)125OOT平板車系列產(chǎn)品，最大噸位也達(dá)到了9OOT。9OOT平板車的成功試制，標(biāo)志著我國(guó)具備開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大噸位平板車的實(shí)力與能力。國(guó)產(chǎn)的平板車在應(yīng)用過(guò)程中，性能與國(guó)外相比還有一定差距，主要體現(xiàn)在滿載速度、轉(zhuǎn)向的協(xié)調(diào)性、平穩(wěn)性等方面，但是在售后服務(wù)及價(jià)格上占有明顯優(yōu)勢(shì)8。目前國(guó)內(nèi)各工程項(xiàng)目的不斷開(kāi)展，帶動(dòng)了平板車市場(chǎng)強(qiáng)勁的籍求，尤其是大噸位平板車。以運(yùn)梁車為例，運(yùn)梁車是高速鐵路施工中的重要設(shè)備，擬建中的京滬高速鐵路線路全長(zhǎng)的60以上將建在橋上，全跨預(yù)注、逐跨架設(shè)的簡(jiǎn)支箱梁及小跨度連續(xù)梁將成為橋梁建設(shè)的主體，而平板車是預(yù)制梁的最好運(yùn)輸工具。因此平板車在國(guó)內(nèi)有著極大的發(fā)展空間和市場(chǎng)潛力，尤其是大型平板車9。國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和通過(guò)國(guó)際化配套，不斷開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型平板車，盡快提升產(chǎn)品質(zhì)，以提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，與國(guó)際名牌產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)10。圖3鄭州大方液壓搬運(yùn)平板車二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題在平板車的總體設(shè)計(jì)階段，主要需要確定下列主要設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)功率的確定和型號(hào)選擇3輪胎的選擇，軸個(gè)數(shù)的選擇4制動(dòng)橋、驅(qū)動(dòng)橋個(gè)數(shù)的選擇5平板車最小轉(zhuǎn)彎半徑的選擇6繞任意點(diǎn)轉(zhuǎn)向時(shí)每個(gè)輪胎側(cè)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(shè)計(jì)合理的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，根據(jù)所給出的設(shè)計(jì)參數(shù)如平板車的最大車速初選發(fā)動(dòng)機(jī)。然后根據(jù)資料與實(shí)際工況，確定其他結(jié)構(gòu)參數(shù)。此次我所采用的結(jié)構(gòu)為行走系統(tǒng)是由變量泵驅(qū)動(dòng)變量馬達(dá)的閉式系統(tǒng)。關(guān)鍵的技術(shù)包括行走阻力計(jì)算及發(fā)動(dòng)機(jī)功率匹配、差速及差力控制、功率極限載荷控制等11。圖4轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（如圖4）包括直線行駛、八字轉(zhuǎn)向、中心回轉(zhuǎn)、以某一角度斜行、前軸轉(zhuǎn)向和縱軸轉(zhuǎn)向擺尾等?；剞D(zhuǎn)系統(tǒng)是多種轉(zhuǎn)向模式的實(shí)現(xiàn)及實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)向時(shí)車輪的同步性控制12。懸掛系統(tǒng)（如圖5）由液壓缸實(shí)現(xiàn)3點(diǎn)支撐或4點(diǎn)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(diǎn)支撐適用于不平坦的路面，要求載荷中心要位于3點(diǎn)支撐形成的三角形；4點(diǎn)支撐適合載荷重心不平衡的工況，但對(duì)路面要求較高13。車架（如圖6）采用邊梁式結(jié)構(gòu),由8根橫梁和若干縱梁組成。當(dāng)運(yùn)輸大件物體時(shí),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(zhuǎn)支承通過(guò)螺栓連接,力由橫梁傳遞給回轉(zhuǎn)支承,通過(guò)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(jié)構(gòu)2）使用相關(guān)軟進(jìn)行裝配圖、零件圖及三維實(shí)體的繪制，并且對(duì)所設(shè)計(jì)的液壓搬運(yùn)平板車進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，確定其是否符合設(shè)計(jì)要求。2研究方法此次研究設(shè)計(jì)過(guò)程中將使用利用CAD繪制裝配圖、零件圖，并SOLIDWORKS對(duì)液壓搬運(yùn)平板車進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，以及對(duì)其各零部件的強(qiáng)度進(jìn)行校核，用ANSYS進(jìn)行應(yīng)力分析15，并且會(huì)運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。3研究措施研究期間要廣泛、仔細(xì)聽(tīng)取導(dǎo)師和相關(guān)專業(yè)人士的意見(jiàn)和建議，遇到問(wèn)題先認(rèn)真思考，必要時(shí)再請(qǐng)教導(dǎo)師，積極與同學(xué)討論研究，避免走不必要的彎路，做到獨(dú)立思考，勇于創(chuàng)新。四、研究工作進(jìn)度為更好的完成液壓搬運(yùn)平板車的設(shè)計(jì)任務(wù)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我將按照如下所述安排工作進(jìn)度初期階段第一周查閱有關(guān)液壓搬運(yùn)平板車的文獻(xiàn)，了解其工作原理及國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)；第二周整理資料，完成文獻(xiàn)綜述；第三周根據(jù)所搜集到的資料設(shè)計(jì)平板車結(jié)構(gòu)，并初步選定方案；第四周完成開(kāi)題報(bào)告，并初步規(guī)劃好自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度；中期階段第五周對(duì)研究方案進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算；第六周設(shè)計(jì)各相關(guān)零部件結(jié)構(gòu)及尺寸，；第七周對(duì)各零部件強(qiáng)度進(jìn)行校核；第八周根據(jù)所給數(shù)據(jù)選擇電動(dòng)機(jī)及氣缸型號(hào)，確定驅(qū)動(dòng)方案；第九周用SOLIDWORKS繪制液壓搬運(yùn)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(zhǔn)備中期答辯；后期階段第十一周用SOLIDWORKS進(jìn)行運(yùn)動(dòng)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(xiàn)為設(shè)計(jì)說(shuō)明書準(zhǔn)備；第十六周出CAXA設(shè)計(jì)圖紙，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明數(shù)；第十七周準(zhǔn)備最終答辯。五、主要參考文獻(xiàn)1王欣，張明輝，周彩南大型動(dòng)力平板車技術(shù)的發(fā)展J大連理工大學(xué)，中聯(lián)重科2006，1282832董紅波液壓平板車的參數(shù)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品庫(kù)開(kāi)發(fā)D大連理工大學(xué)2002,3（30）1353張志華，DCYI00型動(dòng)力平板運(yùn)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(jié)構(gòu)有限元分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究D中南大學(xué)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(shè)計(jì)要點(diǎn)及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)J合肥工業(yè)大學(xué)2008,771311458楊興星，馬力，劉慶賀典型平板車液壓驅(qū)動(dòng)橋開(kāi)發(fā)J武漢理工大學(xué)2011,632339FANY,TONGWTRANSPORTATIONBRACKETFORHEAVYEQUIPMENTIETRANSPORTATIONFLATCAR,HASHANGINGCROSSBEAMS,WHEREDISTANCEBETWEENCROSSBEAMSISGREATERTHANWIDTHOFFLATBOARDOFHYDRAULICFLATCAR,ANDCONNECTIONBEAMARRANGEDONBOARDJUN201110仝令勝，石博強(qiáng)自行式可拼接重型平板車的設(shè)計(jì)J工程機(jī)械2008，431172011LIUG,CHENY,WEIZ,LIUY,ZHIS,ZHOUX,QIANS,SONGD,SUSPENDINGDEVICEFORMODULETYPEHYDRAULICFLATCAR,HASBALANCEARMTHATISCONNECTEDTOCANTILEVERANDAXLETHROUGHSHAFTPIN，APR201112CHENWDIESELEXPERIMENTMOBILECAR,HASFLATCARINSTALLEDWITHBUFFERANDFASTENINGDEVICE,STARTDEVICE,ELECTRICDEVICEANDHYDRAULICFASTENINGDEVICE,WHERESTARTDEVICEANDELECTRICDEVICEARECONNECTEDWITH