挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì),挖掘機(jī),液壓,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 江西科技學(xué)院 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告 題 目： 工程挖土機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)械工程 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 王立杰 指導(dǎo)教師： 孫淑梅 填表日期： 年 月 日 一、選題的依據(jù)及意義 挖土機(jī)作為一種多功能機(jī)械產(chǎn)品，目前被廣泛應(yīng)用于水利工程，交通運(yùn)輸，電力工程和礦山采掘等機(jī)械施工中。它能在減輕繁重的體力勞動(dòng)，保證工程質(zhì)量，加快工程建設(shè)速度以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率方面起著十分重要的作用。近年從國(guó)內(nèi)情況來(lái)看，我國(guó)的挖土機(jī)市場(chǎng)90%被外國(guó)獨(dú)資或合資企業(yè)壟斷，我國(guó)挖土機(jī)行業(yè)整體發(fā)展水平較國(guó)外緩慢，在挖土機(jī)液壓系統(tǒng)方面的理論還相對(duì)國(guó)外比較薄弱。國(guó)內(nèi)大部分挖土機(jī)企業(yè)在挖土機(jī)液壓系統(tǒng)傳統(tǒng)技術(shù)方面的研究具有一定基礎(chǔ)，但由于采用傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的挖土機(jī)產(chǎn)品在性能、質(zhì)量、作業(yè)效率、可靠性等方面均較差，因此采用傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)的挖土機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上基本失去了競(jìng)爭(zhēng)力。液壓系統(tǒng)是挖土機(jī)的核心部分，通過(guò)挖土機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算優(yōu)化能有效的提高挖土機(jī)性能，本挖土機(jī)具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能好、成本低、效率高等特點(diǎn)。 二、國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究簡(jiǎn)介（述） 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的挖土機(jī)生產(chǎn)較早，法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、日本是斗容量3.5-40m3單斗液壓挖土機(jī)的主要生產(chǎn)國(guó)，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始生產(chǎn)特大型挖土機(jī)。例如，美國(guó)馬利昂公司生產(chǎn)的斗容量50-150m3剝離用挖土機(jī)，斗容量132m3的步行式拉鏟挖土機(jī)；B-E（布比賽路斯-伊利）公司生產(chǎn)的斗容量168.2m3的步行式拉鏟挖土機(jī)，斗容量107m3的剝離用挖土機(jī)等，是世界上目前最大的挖土機(jī)。 從20世紀(jì)后期開(kāi)始，國(guó)際上挖土機(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(kāi)發(fā)多品種、多功能、高質(zhì)量及高效率的挖土機(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0.25m3以下的微型挖土機(jī)，最小的斗容量?jī)H在0.01m3。另外，數(shù)量最多的中、小型挖土機(jī)趨向于一機(jī)多能，配備了多種工作裝置——除正鏟、反鏟外，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。 (2) 迅速發(fā)展全液壓挖土機(jī)，不斷改進(jìn)和革新控制方式，使挖土機(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(wú)線電遙控、電子計(jì)算機(jī)綜合程序控制 (3) 重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)，加快標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展速度，提高挖土機(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(wú)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)用于液壓挖土機(jī)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。液壓挖土機(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、小型液壓挖土機(jī)的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢(shì)。液壓技術(shù)在挖土機(jī)上普遍使用，為電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在挖土機(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)在挖土機(jī)上的應(yīng)用。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)儀表在挖土機(jī)上的應(yīng)用，推動(dòng)了電子控制技術(shù)在挖土機(jī)上應(yīng)用和推廣，并已成為挖土機(jī)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 面對(duì)國(guó)外挖土機(jī)的發(fā)展，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)挖土機(jī)生產(chǎn)企業(yè)真正缺乏的不是錢，面是技術(shù)以及為謀求技術(shù)進(jìn)步所需要的耐心和決心。針對(duì)國(guó)產(chǎn)挖土機(jī)機(jī)能質(zhì)量，作業(yè)效率與可靠性均低的現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)企業(yè)首先需要從組織結(jié)構(gòu)調(diào)整入手，在國(guó)內(nèi)聯(lián)合組建新一代國(guó)產(chǎn)液壓挖土機(jī)企業(yè)集團(tuán)，建立強(qiáng)有力的技術(shù)研發(fā)中心，從日本、德國(guó)等國(guó)家引進(jìn)必要的先進(jìn)軟硬件，以確保國(guó)產(chǎn)挖土機(jī)擁有優(yōu)良的質(zhì)量和性能，從而打開(kāi)國(guó)產(chǎn)挖土機(jī)的市場(chǎng)，進(jìn)而促進(jìn)國(guó)產(chǎn)挖土機(jī)的大批量生產(chǎn)。在此基礎(chǔ)上，還要考慮以下兩點(diǎn)： 1.國(guó)內(nèi)挖土機(jī)生產(chǎn)要不斷研究市場(chǎng)需求、開(kāi)發(fā)新品和變型產(chǎn)品，以適應(yīng)市場(chǎng)需要。前幾年大量投入使用的高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施，越來(lái)越多地進(jìn)入維修保養(yǎng)期，城市建設(shè)也從“大拆大建”逐漸向“精雕細(xì)刻”轉(zhuǎn)變，小型化的土方工程施工越來(lái)越多，因此小型挖土機(jī)的需求量增加較快。關(guān)注國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的同時(shí)，生產(chǎn)商還應(yīng)該加大國(guó)際市場(chǎng)力度。 2.挖土機(jī)生產(chǎn)企業(yè)既要樹(shù)立為用戶服務(wù)的思想，也要具備相應(yīng)的能力和條件，不斷學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)管理理念和手段，提升自身的服務(wù)水平和競(jìng)爭(zhēng)能力，切實(shí)滿足挖土機(jī)用戶的施工需求。這就要求挖土機(jī)業(yè)務(wù)人員既精通業(yè)務(wù)知識(shí)，又要成為挖土機(jī)用戶的好參謀；挖土機(jī)服務(wù)人員不僅要為用戶服務(wù)好，同時(shí)還要協(xié)助客戶（尤其是那些缺乏經(jīng)驗(yàn)的客戶）做好設(shè)備管理、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度、安全檢查等工作；挖土機(jī)出現(xiàn)故障要在最短的時(shí)間內(nèi)修復(fù)??從而實(shí)現(xiàn)挖土機(jī)企業(yè)與用戶在利益上的雙贏。 國(guó)內(nèi)挖土機(jī)生產(chǎn)商要不斷研究市場(chǎng)需求、開(kāi)發(fā)新品和變型產(chǎn)品。 三、本課題研究?jī)?nèi)容 給定的工作要求： 整機(jī)重量： G=15×103 Kg 行走速度： v=1km/h，2km/h (兩級(jí)速度) 驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓直徑： D=600mm 最大爬坡能力： α=25° 最大爬坡負(fù)載力： F= Gsinα 回轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)速： n=0～8 r/min 工作缸最大負(fù)載：動(dòng)臂缸： R1=400N 斗桿缸： R2=400N 鏟斗缸： R3=350N 根據(jù)給定的工作要求進(jìn)行工況分析，以確定系統(tǒng)的主要參數(shù)，對(duì)液壓系統(tǒng)的基本回路的方案進(jìn)行分析，擬訂液壓系統(tǒng)原理圖；選擇液壓元件并進(jìn)行液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算，最后完成工作圖，編制技術(shù)文件。 四、本課題研究方法 在設(shè)計(jì)初期，認(rèn)真學(xué)習(xí)挖土機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，閱讀各類有關(guān)挖土機(jī)設(shè)計(jì)的中文及外文文獻(xiàn)，了解挖土機(jī)設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及研究方向，為做設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。隨后通過(guò)參加畢業(yè)實(shí)習(xí)對(duì)挖土機(jī)有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，了解挖土機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。實(shí)習(xí)結(jié)束后，就可以自己獨(dú)立的對(duì)所設(shè)計(jì)的挖土機(jī)進(jìn)行功能分析，在以后的設(shè)計(jì)中也能進(jìn)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，同時(shí)能準(zhǔn)確地進(jìn)行挖土機(jī)相關(guān)部件選型、液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算。編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說(shuō)明書(shū)。 五、研究目標(biāo)、主要特色（創(chuàng)新）及工作進(jìn)度 研究目標(biāo)： 挖土機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 工作進(jìn)度: 第一階段：1月11日-3月13日 理論學(xué)習(xí)、資料收集、市場(chǎng)走訪； 撰寫文獻(xiàn)綜述和開(kāi)題報(bào)告。 第二階段：3月13日-3月20日 制定課題研究方案與工作計(jì)劃；完成畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告、外文翻譯材料。 第三階段：3月20日-5月15日 挖土機(jī)的設(shè)計(jì)與圖紙繪制。 第四階段：5月15日-5月29日 總結(jié)撰寫階段，完成課題小論文、畢業(yè)論文及其他相關(guān)材料。 預(yù)期成果： （1）調(diào)研過(guò)程中得到有用信息，為課題提供理論依據(jù)； （2）能及時(shí)、出色的完成各個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)； （3）論文保質(zhì)保量完成，完成所要研究等內(nèi)容和目標(biāo)。 六、參考文獻(xiàn) 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)- 液壓傳動(dòng)部分 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004，1 張利平 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì) 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2005，6 賈銘新 液壓傳動(dòng)與控制（第二版） 北京：國(guó)防工業(yè)出版社 2001 朱龍跟 簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1997 李洪忠 淺析我國(guó)液壓挖掘機(jī)的發(fā)展[J]. 礦山機(jī)械 2005，9 許福玲，楊文生，陳堯明等.液壓與氣壓傳動(dòng).北京:機(jī)械工業(yè)出版社 2005 何存興.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng).華東科技大學(xué)出版社 2000.