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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：液壓挖掘機(jī)正鏟工作裝置設(shè)計(jì)系別航空工程工程系專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)學(xué)號(hào)088105409學(xué)生姓名付鵬達(dá)指導(dǎo)教師邢普二O一二年四月一、選題的依據(jù)及意義：與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)重礦機(jī)械行業(yè)還存在不小的差距，主要表現(xiàn)為：產(chǎn)品總量供大于求，生產(chǎn)能力過剩；供需關(guān)系失衡，低檔產(chǎn)品積壓，現(xiàn)代重要技術(shù)裝備仍依靠進(jìn)口；科技和新產(chǎn)品開發(fā)能力薄弱，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；企業(yè)多而散，經(jīng)濟(jì)效益低；經(jīng)營(yíng)機(jī)制不適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)要求等。為此，國(guó)家將重礦機(jī)械行業(yè)“十五”發(fā)展規(guī)劃的目標(biāo)確定為：提高產(chǎn)品技術(shù)水平和成套能力，提高生產(chǎn)技術(shù)水平和裝備現(xiàn)代化，提高集約化生產(chǎn)程度和管理水平，提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效
2、益，使之盡快成為能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，并具有參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的行業(yè)。在這種國(guó)內(nèi)外挖掘機(jī)發(fā)展的大情形下，我們進(jìn)行挖掘機(jī)工作裝置的合理性分析是有必要的，這有利于國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)行業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)發(fā)挖掘機(jī)行業(yè)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地打好基礎(chǔ)。二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：從20世紀(jì)后期開始，國(guó)際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。1）開發(fā)多品種、多功能、高質(zhì)量及高效率的挖掘機(jī)。為滿足市政建設(shè)和農(nóng)田建設(shè)的需要，國(guó)外發(fā)展了斗容量在0.25m以下的微型挖掘機(jī)，最小的斗容量?jī)H在0.01m。另外，數(shù)量最的的中、小型挖掘機(jī)趨向于一機(jī)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(shí)，發(fā)展專門用途的特種挖掘機(jī)，如低比壓、低嗓聲、水下專用和水陸兩用挖掘機(jī)等。2）迅速發(fā)展全液壓挖掘機(jī)，不斷改進(jìn)和革新控制方式，使挖掘機(jī)由簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)綜合程序控制。在危險(xiǎn)地區(qū)或水下作業(yè)采用無線電操縱，利用電子計(jì)算機(jī)控制接收器和激光導(dǎo)向相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)作業(yè)操縱的完全自動(dòng)化。所有這一切，挖掘機(jī)的全液壓化為其奠定了基礎(chǔ)和創(chuàng)造了良好的前提。3）重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)
4、，加快標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展速度。例如，德國(guó)阿特拉斯公司生產(chǎn)的挖掘機(jī)裝有新型的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置，使挖掘機(jī)按最適合其作業(yè)要求的速度來工作；美國(guó)林肯貝爾特公司新C系列LS-5800型液壓挖掘機(jī)安裝了全自動(dòng)控制液壓系統(tǒng)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，避免了驅(qū)動(dòng)功率的浪費(fèi)。還安裝了CAPS（計(jì)算機(jī)輔助功率系統(tǒng)），提高挖掘機(jī)的作業(yè)功率，更好地發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能。4）更新設(shè)計(jì)理論，提高可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。美、英、日等國(guó)家推廣采用有限壽命設(shè)計(jì)理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計(jì)理論和方法，并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、電子計(jì)算機(jī)控制的電液伺服疲勞試驗(yàn)技術(shù)、疲勞強(qiáng)度分析方法等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)
5、的強(qiáng)度研究方面，促進(jìn)了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高效率和競(jìng)爭(zhēng)力。5）加強(qiáng)對(duì)駕駛員的勞動(dòng)保護(hù)，改善駕駛員的勞動(dòng)條件。液壓挖掘機(jī)采用帶有墜物保護(hù)結(jié)構(gòu)和傾翻保護(hù)結(jié)構(gòu)的駕駛室，安裝可調(diào)節(jié)的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。6）進(jìn)一步改進(jìn)液壓系統(tǒng)。中、小型液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢(shì)。因?yàn)樽兞肯到y(tǒng)在油泵工作過程中，壓力減小時(shí)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(jī)可經(jīng)常性地充分利用油泵的最大功率。當(dāng)外阻力增大時(shí)則減少流量（降低速度），使挖掘力成倍增長(zhǎng)率加；采用三回路液壓系統(tǒng)。產(chǎn)生三個(gè)互不成影響的獨(dú)立工作運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)與回轉(zhuǎn)達(dá)機(jī)械的功率匹配。將第三泵在其他工作運(yùn)動(dòng)上接通，成為開式回路
6、第二個(gè)獨(dú)立的快速成運(yùn)動(dòng)。此外，液壓技術(shù)在挖掘機(jī)上普遍使用，為電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在挖掘機(jī)的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件。7）迅速拓展電子化、自動(dòng)化技術(shù)在挖掘機(jī)上的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代，為了節(jié)省能源消耗和減少對(duì)環(huán)境的污染，使挖掘機(jī)的操作輕便和安全作業(yè)，降低挖掘機(jī)口音，改善駕駛員工作條件，逐步在挖掘上應(yīng)用電子和自動(dòng)控制技術(shù)。隨著對(duì)挖掘機(jī)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(jī)電一體化在挖掘機(jī)上的應(yīng)用，并使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。20世紀(jì)80年代，以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)，特別是微機(jī)、微處理器、傳感器和檢測(cè)儀表在挖掘機(jī)上的應(yīng)用，推動(dòng)了電子控制技術(shù)在挖掘機(jī)上應(yīng)用
7、和推廣，并已成為挖掘機(jī)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，亦即目前先進(jìn)的挖掘機(jī)上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)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?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：主體工作：挖掘機(jī)工作原理分析，動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸選型設(shè)計(jì)，斗桿挖掘工況挖掘性能分析，斗桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制相關(guān)圖紙。挖掘機(jī)工作裝置主要有動(dòng)臂、斗桿和鏟斗，斗桿有整體式和組合式兩種，大多數(shù)挖掘機(jī)斗采用整體式斗桿，當(dāng)需要調(diào)節(jié)斗桿長(zhǎng)度或杠桿比時(shí)采用更換斗桿的辦法，或者在都趕上設(shè)置2-4個(gè)可供調(diào)節(jié)時(shí)選擇的與動(dòng)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(shù)。通過計(jì)算算出一個(gè)工況的工作參數(shù)，再通過編程
8、算出各個(gè)工況的工作參數(shù)。首先用已知數(shù)據(jù)計(jì)算出一個(gè)工況的合理性之后，再運(yùn)用matlab軟件模擬出各個(gè)工況的工作參數(shù)曲線，以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的動(dòng)臂、斗桿和鏟斗的參數(shù)都是合理的。在這里主要模擬出斗桿的工作參數(shù)在各個(gè)工況都是合理的。最后通過合理的設(shè)計(jì)分析，選擇最優(yōu)的工作參數(shù)，使得挖掘機(jī)的工作裝置能夠適合多種復(fù)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(jī)的斗桿更進(jìn)一步的優(yōu)化。四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度1-2周：搜集資料，熟悉挖掘機(jī)的工作原理，整體結(jié)構(gòu)，完成開題報(bào)告的寫作，摘要。3周：完成挖掘機(jī)主體參數(shù)的選擇。4-6周：完成挖掘機(jī)動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸的選型設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)說明書的整理，各種資料的確定。10周：細(xì)化設(shè)計(jì)說明書，完成電子版本的說明書。11周：做最后設(shè)計(jì)的完善。12-13周：準(zhǔn)備答辯五、參考文獻(xiàn)1透視我國(guó)挖掘機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢(shì)J.工程機(jī)械，2008（39）2陳軍科.挖掘機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)向J.社科論壇3寧高平.建設(shè)長(zhǎng)期健康發(fā)展的挖掘機(jī)行業(yè)J.工程機(jī)械,20104李克青.2008年國(guó)內(nèi)工程機(jī)械行業(yè)發(fā)展回顧J.工程建設(shè),2009,(41)5曹善華.單斗挖掘機(jī)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1989
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