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1、畢業(yè)設計（論文）題目：液壓挖掘機正鏟工作裝置設計系別航空工程工程系專業(yè)名稱機械設計制造及其自動化班級學號088105409學生姓名付鵬達指導教師邢普二O一二年四月一、選題的依據及意義：與工業(yè)發(fā)達國家相比，我國重礦機械行業(yè)還存在不小的差距，主要表現為：產品總量供大于求，生產能力過剩；供需關系失衡，低檔產品積壓，現代重要技術裝備仍依靠進口；科技和新產品開發(fā)能力薄弱，缺乏市場競爭力；企業(yè)多而散，經濟效益低；經營機制不適應國際市場要求等。為此，國家將重礦機械行業(yè)“十五”發(fā)展規(guī)劃的目標確定為：提高產品技術水平和成套能力，提高生產技術水平和裝備現代化，提高集約化生產程度和管理水平，提高經濟運行質量和經濟效
2、益，使之盡快成為能滿足國民經濟發(fā)展要求，并具有參與國際競爭能力的行業(yè)。在這種國內外挖掘機發(fā)展的大情形下，我們進行挖掘機工作裝置的合理性分析是有必要的，這有利于國內挖掘機行業(yè)的發(fā)展，為我國發(fā)挖掘機行業(yè)在國際競爭中立于不敗之地打好基礎。二、國內外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：從20世紀后期開始，國際上挖掘機的生產向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動化的方向發(fā)展。1）開發(fā)多品種、多功能、高質量及高效率的挖掘機。為滿足市政建設和農田建設的需要，國外發(fā)展了斗容量在0.25m以下的微型挖掘機，最小的斗容量僅在0.01m。另外，數量最的的中、小型挖掘機趨向于一機多能，配備了多種工作裝置除正鏟、反鏟外
3、，還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。與此同時，發(fā)展專門用途的特種挖掘機，如低比壓、低嗓聲、水下專用和水陸兩用挖掘機等。2）迅速發(fā)展全液壓挖掘機，不斷改進和革新控制方式，使挖掘機由簡單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。在危險地區(qū)或水下作業(yè)采用無線電操縱，利用電子計算機控制接收器和激光導向相結合，實現了挖掘機作業(yè)操縱的完全自動化。所有這一切，挖掘機的全液壓化為其奠定了基礎和創(chuàng)造了良好的前提。3）重視采用新技術、新工藝、新結構
4、，加快標準化、系列化、通用化發(fā)展速度。例如，德國阿特拉斯公司生產的挖掘機裝有新型的發(fā)動機轉速調節(jié)裝置，使挖掘機按最適合其作業(yè)要求的速度來工作；美國林肯貝爾特公司新C系列LS-5800型液壓挖掘機安裝了全自動控制液壓系統(tǒng)，可自動調節(jié)流量，避免了驅動功率的浪費。還安裝了CAPS（計算機輔助功率系統(tǒng)），提高挖掘機的作業(yè)功率，更好地發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能。4）更新設計理論，提高可靠性，延長使用壽命。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設計理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設計理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學、有限元法、優(yōu)化設計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術、疲勞強度分析方法等先進技術應用于液壓挖掘機
5、的強度研究方面，促進了產品的優(yōu)質高效率和競爭力。5）加強對駕駛員的勞動保護，改善駕駛員的勞動條件。液壓挖掘機采用帶有墜物保護結構和傾翻保護結構的駕駛室，安裝可調節(jié)的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。6）進一步改進液壓系統(tǒng)。中、小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉變的明顯趨勢。因為變量系統(tǒng)在油泵工作過程中，壓力減小時和增大流量來襝，使液壓泵功率保持恒定，亦即裝有變量泵的液壓挖掘機可經常性地充分利用油泵的最大功率。當外阻力增大時則減少流量（降低速度），使挖掘力成倍增長率加；采用三回路液壓系統(tǒng)。產生三個互不成影響的獨立工作運動。實現與回轉達機械的功率匹配。將第三泵在其他工作運動上接通，成為開式回路
6、第二個獨立的快速成運動。此外，液壓技術在挖掘機上普遍使用，為電子技術、自動控制技術在挖掘機的應用與推廣創(chuàng)造了條件。7）迅速拓展電子化、自動化技術在挖掘機上的應用。20世紀70年代，為了節(jié)省能源消耗和減少對環(huán)境的污染，使挖掘機的操作輕便和安全作業(yè)，降低挖掘機口音，改善駕駛員工作條件，逐步在挖掘上應用電子和自動控制技術。隨著對挖掘機的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了機電一體化在挖掘機上的應用，并使其各種性能有了質的飛躍。20世紀80年代，以微電子技術為核心的高新技術，特別是微機、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖掘機上的應用，推動了電子控制技術在挖掘機上應用
7、和推廣，并已成為挖掘機現代化的重要標志，亦即目前先進的挖掘機上設有發(fā)動機自動怠速及油門控制系統(tǒng)、功率優(yōu)化系統(tǒng)、工作模式控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等電控系統(tǒng)。三、研究內容及實驗方案：主體工作：挖掘機工作原理分析，動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸選型設計，斗桿挖掘工況挖掘性能分析，斗桿結構設計，繪制相關圖紙。挖掘機工作裝置主要有動臂、斗桿和鏟斗，斗桿有整體式和組合式兩種，大多數挖掘機斗采用整體式斗桿，當需要調節(jié)斗桿長度或杠桿比時采用更換斗桿的辦法，或者在都趕上設置2-4個可供調節(jié)時選擇的與動臂端不鉸接的孔。由于工作半徑、最大高度和最大深度的不同工作裝置都有不同的參數。通過計算算出一個工況的工作參數，再通過編程
8、算出各個工況的工作參數。首先用已知數據計算出一個工況的合理性之后，再運用matlab軟件模擬出各個工況的工作參數曲線，以驗證所設計的動臂、斗桿和鏟斗的參數都是合理的。在這里主要模擬出斗桿的工作參數在各個工況都是合理的。最后通過合理的設計分析，選擇最優(yōu)的工作參數，使得挖掘機的工作裝置能夠適合多種復雜的工況，低功耗，高功率。特別是通過斗桿挖掘工況挖掘性能的分析，使得挖掘機的斗桿更進一步的優(yōu)化。四、目標、主要特色及工作進度1-2周：搜集資料，熟悉挖掘機的工作原理，整體結構，完成開題報告的寫作，摘要。3周：完成挖掘機主體參數的選擇。4-6周：完成挖掘機動臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸的選型設計和斗桿挖掘工況挖掘性能的分析7-8周：完成工作裝置的繪制。9周：開始設計說明書的整理，各種資料的確定。10周：細化設計說明書，完成電子版本的說明書。11周：做最后設計的完善。12-13周：準備答辯五、參考文獻1透視我國挖掘機發(fā)展現狀和未來趨勢J.工程機械，2008（39）2陳軍科.挖掘機行業(yè)現狀及發(fā)展動向J.社科論壇3寧高平.建設長期健康發(fā)展的挖掘機行業(yè)J.工程機械,20104李克青.2008年國內工程機械行業(yè)發(fā)展回顧J.工程建設,2009,(41)5曹善華.單斗挖掘機M.北京:機械工業(yè)出版社,1989
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