摘 要

随着国内矿产资源的深度开发，我国的矿用自卸车需求量越来越大，而国内自卸车厂家也急需开发出性能更强，经济性更好，载重更高的车型。本论文以国内外矿用自卸车的发展路程和市场需求为出发点，探究当今矿用自卸车的总布置设计方法。设计部分主要介绍了矿用自卸车的总布置与设计过程。并对矿用自卸车的总布置设计过程做了详细的探究，主要内容包括介绍总布置草图的绘制方法；对矿用自卸车各参数的选取与各个机构的布置；调整完善矿用自卸车的总布置设计；并对车架在静态工况下的强度进行校核。

关键词: 矿用自卸车总布置、草图绘制、车架

Abstract

With the in-depth development of domestic mineral resources, the demand for mining dump trucks in China is increasing, and domestic dump truck manufacturers are also in urgent need of developing vehicles with better performance, better economy, and higher load. This thesis starts with the development distance and market demand of mine dump trucks at home and abroad, and explores the design method of the general layout of today's mine dump trucks. The design part mainly introduces the general layout and design process of the mine dump truck. The detailed design process of the general layout of the mining dump truck was also explored. The main contents included the drafting method of the general arrangement sketch; the selection of the various parameters of the mining dump truck and the arrangement of each organization; adjustment and improvement of the mining dump truck General arrangement design; check the strength of the frame under static conditions.

Key words: Mine dump truck 、Layout sketch drawing 、Frame

目录

第1章 绪论 1

1.1课题提出的目的和意义 1

1.2国内外矿用自卸车发展现状 1

1.2.1国外矿用自卸车概括 1

1.2.2国内矿用自卸车概括 2

1.3主要研究内容和方法 2

第2章 矿用自卸车总布置设计方案 4

2.1总布置概述 4

2.2总布置草图的绘制 4

2.3汽车参数的选择 6

2.3.1轴数的选择 6

2.3.2 驱动形式的选择 6

2.3.3汽车布置形式的选择 6

2.3.4自卸车相关尺寸参数的确定 7

2.4汽车质量参数的确定 8

2.4.1整车整备质量 8

2.4.2额定载质量和质量参数 8

2.4.3汽车总质量 8

2.4.4轴荷分配 8

2.4.5自卸车性能参数的确定 9

2.5发动机的选择 10

2.5.1发动机形式的选择 10

2.5.2发动机主要性能指标的选择 10

2.6传动系参数的确定 11

2.6.1最小传动比的确定 11

2.6.2最大传动比的确定 11

2.6.3变速器档位的确定 11

第3章 自卸车总体布置 13

3.1自卸车布置出的基准线-零线 13

3.2底盘部件的布置 13

3.2.1发动机的布置 13

3.2.2制动系统的布置 13

3.2.3传动轴的布置 14

3.2.3油箱与蓄电池的布置 14

3.3车架总成结构 14

3.4自卸车倾卸机构 15

3.5 整车质量、轴荷分配和质心高度的计算 15

3.5.1空车状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算 15

3.5.2满载状态下整车轴荷的分配和质心高度的计算 16

第4章 4.0车架强度分析 18

4.1软件介绍 18

4.2车架设计要求 18

4.3车架几何模型和有限元模型 19

4.4车架静态工况分析 20

4.5车架爬坡工况下的分析 21

4.6车架扭转工况下的分析 22

第5章 总结与展望 24

参考文献 25

致谢 27

第1章 绪论

1.1课题提出的目的和意义

自卸车是以运输货物为主的通过货箱倾斜来卸物的一种专用车，能做到卸物机械化。其广泛应用于矿山工业和工程建设，用于运输土方、沙石等材料，在专用车中具有明显的特点。其中矿用自卸车是指在矿山和大型工地中用来运输材料的大吨位自卸车，其主要特点是非公路自卸车，即因其质量大，外型超宽而不允许行驶在公路上。并且其承载大，动力性强，转向性好，能够适应复杂的工况，比如露天矿厂和复杂地势的工程运输等工况。所以随着矿山工业的蓬勃发展，矿用自卸车也的到了快速的技术进步与工艺革新。

考虑到汽车经济性和实际工况，矿用自卸车适用于短距离，负载大的运输，这样能有效的节约生产成本。而且国际间矿用自卸车技术的发展潮流也正是大载重，轻量化，经济化。当下国内矿山工业与基础建设正在处在快速的发展期，所以在自卸车领域需要高效的技术支持。不过在矿用自卸车领域，我国起步晚，虽然近些年得到快速的发展，但国内有关车企与国际顶尖企业之间还是有着很大的差距。开发出适应市场的新型自卸车并提升自卸车性能是如今国内生产商所面临的问题。当然通过国际合作能快速的提高国内企业的技术水平，但这并不利于企业的长期发展；而最好的办法还是要国内企业大力投资开发矿用自卸车研发新技术，开发“适合市场”并且具有独立优势和特点的新车型；并努力扩展国内市场占有率和努力走向海外市场，从而达到在国内市场和国际市场中建立自己新地位的目的；做到长期可持续的发展。

1.2国内外矿用自卸车发展现状

1.2.1国外矿用自卸车概括

国外从上世纪三十年代便开始研发生产载重自卸车，随着其在运输上展现出强大的能力使得矿用自卸车得到快速的发展；并且随着工业科技的进步，国外矿用自卸车的设计和生产得到了快速的发展与革新；比如到了六十年代美国GE便开发除了电动轮的77t载重自卸车；这一进步将电动机、传动系统和制动系统融为一体，使得矿用自卸车除了传统的机械传动外还多出了更新进的电传动；并且其车体的设计也是随着发展越来越大；到了八十年代，国外矿用自卸车市场体现出国际企业之间激烈竞争的局面，比如卡特彼勒与小松公司之间的竞争；国际公司之间的相互竞争带来了矿用自卸车在技术上的快速进步，主要体现在整车“大型化”及整车结构和总布置的不断优化。我们知道初期的矿用自卸车只有几吨的载重，而后逐渐出现了几十吨的， 172吨，220吨的并且越来越大，2008年卡特彼勒的升级车型797F其载重量达到363t。同年卡特彼勒竞争对手小松也研发出了能够载重327t的960E型重型矿用自卸车，相信未来矿用自卸车的发展仍旧越来越快，并且还会朝着车身“大型化”的方向继续发展，会逐渐出现600t甚至更大的矿用自卸车。另外在电传动方面，又出现了交流传动电动轮矿用自卸车，与同级别的机械传动矿用自卸车相比，其动力性能要更加的优越。而在当今热门的无人驾驶技术上，国外矿用自卸车也早已应用，日本企业小松于2005年便开始进行矿用自卸车无人驾驶实验，小松矿用自卸车无人驾驶实验取得成功；所以对于国内矿用自卸车的发展迫在眉睫。

1.2.2国内矿用自卸车概括

我国矿山工业与车辆制造业起步较晚，底子较为薄弱，造就了国内矿用自卸车制造相对落后于西方的窘境。但随着我国改革开发后矿山市场的扩大，以及车辆制造技术的快速进步和对国外技术的引进，使得国内矿用自卸车得到了快速的发展。目前国内的矿用自卸车生产南北均有分布，并且某些矿用自卸车厂家的技术甚至有赶超西方的势头。国内矿用自卸车市场的扩大以及厂家间的产品竞争促进了国内矿用自卸车领域技术的快速发展。目前国内的矿用自卸车生产商主要有徐工特汽，其XDE400型号电传动自卸车的载重量达400t；同力重工其车型 TLD110载重量达70t,内蒙古北方重工的TR100载重量达91t等，中国中车CR240E矿车最大载重量达240t。所以光从载重量来评价，国内矿用自卸车还有很大的成长空间，并且在国家发改委对南北矿业的规划中，我国矿产企业将朝着规模大，产量高的方向发展，这也促使着国内矿用自卸车朝着“大型化”发展。当然对于矿用自卸车的发展我们不能只看重技术的革新，也要完善矿用自卸车零部件以及整车总装的生产体系，做到矿用自卸车配件高互换性，生产供应链完整的这么目标。

1.3主要研究内容和方法

1）探究国内矿用自卸车领域的成果与研究现状，对所要进行的矿用自卸车总布置进行详细的了解与定义。

2）初步设定最大载重量，并参考矿用自卸车设计相关书籍设定整车形式，主要的尺寸参数及质量参数，并依次进行草图绘制。