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哈爾濱理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 開 題 報 告 學(xué)生姓名 任佰強 學(xué) 號 1330060317 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機械 13 指導(dǎo)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(shè)計 題目來源： 自擬 課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 絞車是起重設(shè)備中的重要組成部分，起重設(shè)備則是機械傳輸必備的，絞車的驅(qū)動方式有三種，分別為內(nèi)燃機驅(qū)動、電動機驅(qū)動和液壓驅(qū)動。由于內(nèi)燃機不能逆轉(zhuǎn)，不能帶載起動，需依靠傳動環(huán)節(jié)的離合實現(xiàn)起動和換向，所以內(nèi)燃機驅(qū)動方式調(diào)速困難，操縱麻煩。電動機驅(qū)動是絞車的主要驅(qū)動方式，直流電動機的機械特性適合起升機構(gòu)的工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源較為困難。液壓驅(qū)動的絞車，有原動機 帶動液壓泵，將工作油液輸入執(zhí)行構(gòu)件（液壓缸或液壓馬達）使機構(gòu)動作，通過控制輸入執(zhí)行構(gòu)件的液體流量實現(xiàn)調(diào)速。因此液壓驅(qū)動可以實現(xiàn)大范圍的無極調(diào)速，并且結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，過載保護性能好，傳動比大。液壓驅(qū)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(qū)動在絞車中應(yīng)用廣泛。 通過該課題的研究和設(shè)計鞏固所學(xué)有關(guān)專業(yè)的理論知識，掌握產(chǎn)品開發(fā)一般的過程，這次設(shè)計師將自己所學(xué)的專業(yè)知識的綜合運用，對液壓絞車進行設(shè)計，通過該設(shè)計可以加強相關(guān)領(lǐng)域及學(xué)科知識的運用，可以用到液壓與氣壓傳動，機械設(shè)計 ，材料力學(xué)等所學(xué)的課程，加強自己的實踐能力。在設(shè)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(zhǔn)備。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 第一次世界大戰(zhàn) (1914液壓傳動廣泛應(yīng)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(jì)末 20 實際初的 20 年間，才開始進入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)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(chǔ)。 20 世紀(jì)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(lǐng)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(yīng)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(lǐng)先地位。根據(jù)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(xiàn)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(xiàn)增長。國外液壓技術(shù)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(jì)60 年代以來 ,我國液壓技術(shù)在各個工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。近 20 年來 ,隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展 ,液壓傳動技術(shù)在各個工業(yè)領(lǐng)域面臨電氣傳動技術(shù)的強勁挑戰(zhàn) ,液壓技術(shù)已經(jīng)開始了新一輪的技術(shù)發(fā)展。液壓技術(shù)是實現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)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(jù)統(tǒng)計 ,世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占產(chǎn)值的 2%～ 而我 國只占 1%左右 ,這充分說明我國液壓技術(shù)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(shè)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(jīng)濟市場下努力擴大液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)快、精度高的自動控制系統(tǒng) ,因而出現(xiàn)了液壓伺服控制系統(tǒng)。從 60 年代起 ,由于原子能、空間技術(shù)、大型船艦及電子技術(shù)的發(fā)展 ,不斷地對液壓技術(shù)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(shù)得到更加廣泛的發(fā)展和應(yīng)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(dǎo)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(nóng)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(xiàn)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(xiàn)、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(shù)。 液壓傳動有許多突出優(yōu)點，因此它的應(yīng)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(nóng)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(shù)廣泛應(yīng)用了高新技術(shù)成果，如自動控制技術(shù)、微電子技術(shù)、摩擦磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及 新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，液壓的技術(shù)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進和擴展，不斷擴大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。液壓絞車技術(shù)已成為工業(yè)機械、工程建筑機械及國防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)，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(biāo)準(zhǔn)化系列化發(fā)展；向體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)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(shù)發(fā)展的動力，降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，機電一體化，高可靠性等是液壓 技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關(guān)鍵。 由于液壓機的液壓系統(tǒng)和整機結(jié)構(gòu)方面 ,已經(jīng)比較成熟 ,目前國內(nèi)外液壓機的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面 ,也主要表現(xiàn)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(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善 ;自動化、智能化 ,實現(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整 ,具有故障預(yù)處理功能 ;液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)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(shù)發(fā)展趨于成熟 ,國內(nèi)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(nèi)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(nèi)容： 本次畢業(yè)設(shè)計的課題為液壓絞車設(shè)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(jié)合實際，對液壓絞車整體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，對組成的各元件進行選型、計算和校對。絞車在結(jié)構(gòu)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(shè)計過程中，首先根據(jù)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(shè)計，再進行詳細設(shè)計，編造出產(chǎn)品有總裝圖及零件工程圖，最后編制出設(shè)計說明書，再完成所有設(shè)計工作。在設(shè)計過程中最關(guān)鍵的一步就是對液壓系統(tǒng)的設(shè)計，在整理將根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)對該系統(tǒng)進行整體方案設(shè)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(jié)構(gòu)及主要原件，按照所給機構(gòu)性能參數(shù)和液壓性能參數(shù)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(shè)計出滿足該生產(chǎn)要求的液壓絞車。 研究方法、步驟： 閱并收集相關(guān)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(guān)知識點，然后歸納總結(jié)。 過老師的指導(dǎo)，編寫開題報告，確定自己在設(shè)計中的思路、步驟、關(guān)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(shè)計計算，并查找相關(guān)設(shè)計手冊確定主要參數(shù)，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(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，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(dǎo)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(shè)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(shè)計機器的要求 ,確定主要技術(shù)規(guī)格和動作線圖。 (2)總體設(shè)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(shè)計。 (5)集成塊設(shè)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(guān)資料 ,在網(wǎng)上了解相關(guān)新聞。 (3)請教導(dǎo)師 ,并及時報告進程。 (4)在相關(guān)工廠進行參觀實習(xí)以研究實例。 由于設(shè)計工作量較大，設(shè)計中要用到網(wǎng)上的資料和現(xiàn)實中的書籍，以及學(xué)校圖書館中的資料，需要搜索大量資料以備解決設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題，目前，學(xué)校圖書館收藏了許多有關(guān)方面的書籍，網(wǎng)絡(luò)上也可以在一些液壓設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、液壓元件的選擇中搜索出，通過大學(xué)四年的相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)及生產(chǎn)實習(xí)，具備 一定的設(shè)計能力，在學(xué)習(xí)相關(guān)課程時，掌握了一些基本的設(shè)計概念，在老師的指導(dǎo)及同學(xué)的相互討論中完成設(shè)計，通過自己對相關(guān)資料的收集，已具有一定的資料來幫助完成本次設(shè)計。 課題研究所需的參考文獻： 機械設(shè)計手冊》 北京：化學(xué)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(xiàn)代工程機械液壓與夜里系統(tǒng)》 北京：人民交通出版社， 2001 現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用 220 例》 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2009 液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2005 液壓控制系統(tǒng)及設(shè)計》 北京：化學(xué)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(shè)計簡明手冊》 北京，機械工業(yè)出版社 液壓系統(tǒng)設(shè)計原器件選型手冊》 北京，機械工業(yè)出版社 液壓系統(tǒng)設(shè)計》 機械工業(yè)出版社， 2004 車載絞車滾筒的改進設(shè)置》 機械工業(yè)出版社， 2004 機械設(shè)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(diào)速性能影響因素》礦業(yè)安全與環(huán)保， 1998 壓技術(shù)應(yīng)用》礦山機械， 1999 白景忠 、 馬先貴 ， 《 機械零件設(shè)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(dǎo)教師審查意見： 指導(dǎo)教師簽字： 20 年 月 日 指導(dǎo)委員會意見審核意見： 組長簽字： 20 年 月 日