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哈爾濱理工大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 開 題 報 告 學生姓名 任佰強 學 號 1330060317 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 機械 13 指導教師 趙金濤 2017 年 3 月 17 日 課題題目及來源： 題目： 液壓絞車設計 題目來源： 自擬 課題研究的意義和國內外研究現狀： 絞車是起重設備中的重要組成部分，起重設備則是機械傳輸必備的，絞車的驅動方式有三種，分別為內燃機驅動、電動機驅動和液壓驅動。由于內燃機不能逆轉，不能帶載起動，需依靠傳動環(huán)節(jié)的離合實現起動和換向，所以內燃機驅動方式調速困難，操縱麻煩。電動機驅動是絞車的主要驅動方式，直流電動機的機械特性適合起升機構的工作要求，調速性能好，但獲得直流電源較為困難。液壓驅動的絞車，有原動機 帶動液壓泵，將工作油液輸入執(zhí)行構件（液壓缸或液壓馬達）使機構動作，通過控制輸入執(zhí)行構件的液體流量實現調速。因此液壓驅動可以實現大范圍的無極調速，并且結構緊湊，運轉平穩(wěn)，操作方便，過載保護性能好，傳動比大。液壓驅動方式的缺點是液壓傳動元件的制造精度要求高，液體容易泄露。目前液壓驅動在絞車中應用廣泛。 通過該課題的研究和設計鞏固所學有關專業(yè)的理論知識，掌握產品開發(fā)一般的過程，這次設計師將自己所學的專業(yè)知識的綜合運用，對液壓絞車進行設計，通過該設計可以加強相關領域及學科知識的運用，可以用到液壓與氣壓傳動，機械設計 ，材料力學等所學的課程，加強自己的實踐能力。在設計過程中可以通過檢索和查閱資料來豐富自己的知識，增強動手能力，為將來的工作做好準備。 國內外研究現狀： 第一次世界大戰(zhàn) (1914液壓傳動廣泛應用，特別是 1920 年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀末 20 實際初的 20 年間，才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產階段。 1925 年維克斯（ 明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定基礎。 20 世紀初康斯坦丁·尼克斯(G· 能量波動傳遞所進行的理 論及實際研究 ;1910 年對液力傳動 (液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等 )方面的貢獻 ,使這兩方面領域得到了發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn) (1941間 ,在美國機床中有 30%應用了液壓傳動。日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 ,日本迅速發(fā)展液壓傳動 ,1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。近 20～ 30 年間 ,日本液壓傳動發(fā)展之快 ,居世界領先地位。根據海外新聞媒體報道日本流體動力工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計顯示 ,2000 年日本空壓機器的出貨金額為 比前年增長 連續(xù)兩年呈現增長勢頭。油壓機器 的出貨金額為 日元 ,增加 是四年來首次出現增長。國外液壓技術的發(fā)展趨勢目前液壓工業(yè)已成為全球性的工業(yè) ,從上個世紀60 年代以來 ,我國液壓技術在各個工業(yè)領域內得到了廣泛的應用。近 20 年來 ,隨著現代電子技術的飛速發(fā)展 ,液壓傳動技術在各個工業(yè)領域面臨電氣傳動技術的強勁挑戰(zhàn) ,液壓技術已經開始了新一輪的技術發(fā)展。液壓技術是實現現代化傳動與控制的關鍵技術之一 ,世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。世界液壓元件的總銷售額為 350 億美元。據統(tǒng)計 ,世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占產值的 2%～ 而我 國只占 1%左右 ,這充分說明我國液壓技術使用率較低。臺 18500 噸自由鍛造油壓機在位于洛陽市的中信重工開始進行制造 ,該項目是德國一家公司設計并和中信重工聯(lián)合制造。這臺自由鍛造油壓機是目前世界最大的油壓鍛造裝備 ,將于今年上半年投入使用。因此 ,在高速發(fā)展的經濟市場下努力擴大液壓技術的應用領域 ,將有廣闊的發(fā)展前景。第二次世界大戰(zhàn)期間 ,由于軍事工業(yè)迫切需要反應快、精度高的自動控制系統(tǒng) ,因而出現了液壓伺服控制系統(tǒng)。從 60 年代起 ,由于原子能、空間技術、大型船艦及電子技術的發(fā)展 ,不斷地對液壓技術提出 新的要求 ,從民用到國防 ,由一般的傳動到精確度很高的控制系統(tǒng) ,這種技術得到更加廣泛的發(fā)展和應用。在國防工業(yè)中 :海、陸、空各種戰(zhàn)備武器均采用液壓傳動與控制。如飛機、坦克、艦艇、雷達、火炮、導彈及火箭等。在民用工業(yè)中 :有 機床 工業(yè)、冶金工業(yè)、 工程機械 、農業(yè)方面 ,汽車工業(yè)、輕紡工業(yè)、船舶工業(yè)。另外 ,近幾年又出現了太陽跟蹤 系統(tǒng)、海浪模擬裝置、飛機駕駛模擬、船舶駕駛模擬器、地震再 現、火箭助飛發(fā)射裝置、宇航環(huán)境模擬、高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車裝置等 ,均采用了液壓技術。 液壓傳動有許多突出優(yōu)點，因此它的應用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械，壓力機械、機床等，行走機械中的工程機械、建筑機械、農業(yè)機械、汽車等，鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置等，土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、核電廠等，船舶用的甲板起重機械（絞車）、船頭門等。由于液壓技術廣泛應用了高新技術成果，如自動控制技術、微電子技術、摩擦磨損技術、可靠性技術及 新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質量、水平有一定的提高。盡管如此，液壓的技術主要靠現有技術的改進和擴展，不斷擴大其應用領域以滿足未來的要求。液壓絞車技術已成為工業(yè)機械、工程建筑機械及國防尖端產品不可缺少的重要技術，其中液壓絞車的主要發(fā)展趨勢將集中在這幾個方面：向標準化系列化發(fā)展；向體積小、重量輕、結構緊湊發(fā)展；向高效節(jié)能方向發(fā)展；向壽命長低噪聲發(fā)展；向一機多能、通用化大功率方向發(fā)展。 社會需求永遠是推動技術發(fā)展的動力，降低能耗，提高效率，適應環(huán)保需求，機電一體化，高可靠性等是液壓 技術繼續(xù)努力的永恒目標，也是液壓產品參與市場競爭是否取勝的關鍵。 由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結構方面 ,已經比較成熟 ,目前國內外液壓機的發(fā)展不僅體現在控制系統(tǒng)方面 ,也主要表現在高速化、高效化、低能耗 ;機電液一體化 ,以充分合理利用機械和電子的先進技術促進整個液壓系統(tǒng)的完善 ;自動化、智能化 ,實現對系統(tǒng)的自動診斷和調整 ,具有故障預處理功能 ;液壓元件集成化、標準化 ,以有效防止泄露和污染等四個方面。作為液壓機兩大組成部分的主機和液壓系統(tǒng) ,由于技術發(fā)展趨于成熟 ,國內外機型無較大差距 ,主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的 工藝使機器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面 ,有較明顯改善。 課題研究的主要內容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法： 研究的主要內容： 本次畢業(yè)設計的課題為液壓絞車設計，對液壓絞車的工作原理、工作環(huán)境和工作特點進行分析，并結合實際，對液壓絞車整體結構進行設計，對組成的各元件進行選型、計算和校對。絞車在結構上要求具有緊湊、體積小、重量輕、外形美觀等特點，在性能上，則需具有安全性好、效率高、啟動扭矩大、低速穩(wěn)定性好、噪音低、操作可靠等特點。 在整個設計過程中，首先根據液壓絞車具體的工況和要求進行分析，其次對其進行總體設計，再進行詳細設計，編造出產品有總裝圖及零件工程圖，最后編制出設計說明書，再完成所有設計工作。在設計過程中最關鍵的一步就是對液壓系統(tǒng)的設計，在整理將根據液壓系統(tǒng)的技術指標對該系統(tǒng)進行整體方案設計，對其功能和工作原理進行分析，初步確定系統(tǒng)各基本結構及主要原件，按照所給機構性能參數和液壓性能參數進行元件的選擇計算，通過對液壓絞車的系統(tǒng)性能的驗算和校對，設計出滿足該生產要求的液壓絞車。 研究方法、步驟： 閱并收集相關資料完成開題報告。 真思考課 題，并記錄對課題研究有用的相關知識點，然后歸納總結。 過老師的指導，編寫開題報告，確定自己在設計中的思路、步驟、關鍵點。 步驟： 合液壓絞車的特點，對液壓元件進行選擇。 回路的組成原理和性能進行分析。 對各種類型的主要原件進行設計計算，并查找相關設計手冊確定主要參數，并且對其進行選擇。 中包括系統(tǒng)各回路功率計算，各回路性能驗算以 及對整個系統(tǒng)的發(fā)熱進行驗算。 據相關的標準，使 計軟件，繪制出重要零部件圖并完成裝配圖的繪制，最后按照指導老師的要求，正確完成說明書和圖紙。 寫出說明書，整理譯文。 在液壓機設計過程中 ,我們需要解決的問題有如下幾點 : (1)分析壓制工藝過程對設計機器的要求 ,確定主要技術規(guī)格和動作線圖。 (2)總體設計方案的確定。 (3)主要零部件強度和剛度計算。 (4)液壓系統(tǒng)設計。 (5)集成塊設計。 (6)整體校驗 ,確定方案 解決步驟大致如下 :(1)明確工作要求 ,對工作件有明確認識 ,進行工況分析。 (2)查閱相關資料 ,在網上了解相關新聞。 (3)請教導師 ,并及時報告進程。 (4)在相關工廠進行參觀實習以研究實例。 由于設計工作量較大，設計中要用到網上的資料和現實中的書籍，以及學校圖書館中的資料，需要搜索大量資料以備解決設計過程中出現的問題，目前，學校圖書館收藏了許多有關方面的書籍，網絡上也可以在一些液壓設計標準、液壓元件的選擇中搜索出，通過大學四年的相關專業(yè)知識的學習及生產實習，具備 一定的設計能力，在學習相關課程時，掌握了一些基本的設計概念，在老師的指導及同學的相互討論中完成設計，通過自己對相關資料的收集，已具有一定的資料來幫助完成本次設計。 課題研究所需的參考文獻： 機械設計手冊》 北京：化學出版社， 2004 和謙，王金諾，《包起凡主編》 北京：中國鐵道出版社， 1997 自光，賀尚紅主編，《現代工程機械液壓與夜里系統(tǒng)》 北京：人民交通出版社， 2001 現代液壓技術應用 220 例》 北京：化學工業(yè)出版社， 2009 液壓傳動系統(tǒng)及設計》 北京：化學工業(yè)出版社， 2005 液壓控制系統(tǒng)及設計》 北京：化學工業(yè)出版社， 2006 液壓元件與系統(tǒng)》 北京：機械工業(yè)出版社， 2005 液壓控制系統(tǒng)》 北京：機械工業(yè)出版社， 1999 液壓系統(tǒng)設計簡明手冊》 北京，機械工業(yè)出版社 液壓系統(tǒng)設計原器件選型手冊》 北京，機械工業(yè)出版社 液壓系統(tǒng)設計》 機械工業(yè)出版社， 2004 車載絞車滾筒的改進設置》 機械工業(yè)出版社， 2004 機械設計手冊Ⅰ [S]． 北京 ： 機械工業(yè)出版社， 1991． 9 液壓系統(tǒng)的故障分析和判斷》黑河科技， 2003 液壓絞車》煤炭工業(yè)出版社， 1989 液壓安全絞車調速性能影響因素》礦業(yè)安全與環(huán)保， 1998 壓技術應用》礦山機械， 1999 白景忠 、 馬先貴 ， 《 機械零件設計手冊續(xù)篇液壓傳動與氣壓傳動 》 冶金工業(yè)出版社 ,1979 指導教師審查意見： 指導教師簽字： 20 年 月 日 指導委員會意見審核意見： 組長簽字： 20 年 月 日