挖掘機液壓系統(tǒng)的設(shè)計,挖掘機,液壓,系統(tǒng),設(shè)計 江西科技學(xué)院 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 題 目： 工程挖土機液壓系統(tǒng)設(shè)計 系 別： 機械工程 專 業(yè)： 機械工程及自動化 班 級： 學(xué) 號： 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 挖土機作為一種多功能機械產(chǎn)品，目前被廣泛應(yīng)用于水利工程，交通運輸，電力工程和礦山采掘等機械施工中。它能在減輕繁重的體力勞動，保證工程質(zhì)量，加快工程建設(shè)速度以及提高勞動生產(chǎn)率方面起著十分重要的作用。近年從國內(nèi)情況來看，我國的挖土機市場90%被外國獨資或合資企業(yè)壟斷，我國挖土機行業(yè)整體發(fā)展水平較國外緩慢，在挖土機液壓系統(tǒng)方面的理論還相對國外比較薄弱。國內(nèi)大部分挖土機企業(yè)在挖土機液壓系統(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)的挖土機在國內(nèi)市場上基本失去了競爭力。液壓系統(tǒng)是挖土機的核心部分，通過挖土機液壓系統(tǒng)設(shè)計計算優(yōu)化能有效的提高挖土機性能，本挖土機具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、性能好、成本低、效率高等特點。 二、國內(nèi)外相關(guān)研究簡介（述） 工業(yè)發(fā)達國家的挖土機生產(chǎn)較早，法國、德國、美國、俄羅斯、日本是斗容量3.5-40m3單斗液壓挖土機的主要生產(chǎn)國，從20世紀80年代開始生產(chǎn)特大型挖土機。例如，美國馬利昂公司生產(chǎn)的斗容量50-150m3剝離用挖土機，斗容量132m3的步行式拉鏟挖土機；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，斗容量107m3的剝離用挖土機等，是世界上目前最大的挖土機。 從20世紀后期開始，國際上挖土機的生產(chǎn)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(zhì)量及高效率的挖土機。為滿足市政建設(shè)和農(nóng)田建設(shè)的需要，國外發(fā)展了斗容量在0.25m3以下的微型挖土機，最小的斗容量僅在0.01m3。另外，數(shù)量最多的中、小型挖土機趨向于一機多能，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，不斷改進和革新控制方式，使挖土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 (3) 重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)，加快標準化、系列化、通用化發(fā)展速度，提高挖土機的作業(yè)功率，更好地發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能。 (4) 更新設(shè)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(shè)計理論，以替代傳統(tǒng)的無限壽命設(shè)計理論和方法，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、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術(shù)、疲勞強度分析方法等先進技術(shù)應(yīng)用于液壓挖土機的強度研究方面，促進了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)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。液壓挖土機采用帶有墜物保護結(jié)構(gòu)和傾翻保護結(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) 進一步改進液壓系統(tǒng)。中、小型液壓挖土機的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢。液壓技術(shù)在挖土機上普遍使用，為電子技術(shù)、自動控制技術(shù)在挖土機的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件。 (7) 迅速拓展電子化、自動化技術(shù)在挖土機上的應(yīng)用。20世紀80年代，以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)，特別是微機、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖土機上的應(yīng)用，推動了電子控制技術(shù)在挖土機上應(yīng)用和推廣，并已成為挖土機現(xiàn)代化的重要標志。 面對國外挖土機的發(fā)展，現(xiàn)在國內(nèi)挖土機生產(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)進步所需要的耐心和決心。針對國產(chǎn)挖土機機能質(zhì)量，作業(yè)效率與可靠性均低的現(xiàn)狀，國內(nèi)企業(yè)首先需要從組織結(jié)構(gòu)調(diào)整入手，在國內(nèi)聯(lián)合組建新一代國產(chǎn)液壓挖土機企業(yè)集團，建立強有力的技術(shù)研發(fā)中心，從日本、德國等國家引進必要的先進軟硬件，以確保國產(chǎn)挖土機擁有優(yōu)良的質(zhì)量和性能，從而打開國產(chǎn)挖土機的市場，進而促進國產(chǎn)挖土機的大批量生產(chǎn)。在此基礎(chǔ)上，還要考慮以下兩點： 1.國內(nèi)挖土機生產(chǎn)要不斷研究市場需求、開發(fā)新品和變型產(chǎn)品，以適應(yīng)市場需要。前幾年大量投入使用的高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施，越來越多地進入維修保養(yǎng)期，城市建設(shè)也從“大拆大建”逐漸向“精雕細刻”轉(zhuǎn)變，小型化的土方工程施工越來越多，因此小型挖土機的需求量增加較快。關(guān)注國內(nèi)市場的同時，生產(chǎn)商還應(yīng)該加大國際市場力度。 2.挖土機生產(chǎn)企業(yè)既要樹立為用戶服務(wù)的思想，也要具備相應(yīng)的能力和條件，不斷學(xué)習(xí)國外的先進管理理念和手段，提升自身的服務(wù)水平和競爭能力，切實滿足挖土機用戶的施工需求。這就要求挖土機業(yè)務(wù)人員既精通業(yè)務(wù)知識，又要成為挖土機用戶的好參謀；挖土機服務(wù)人員不僅要為用戶服務(wù)好，同時還要協(xié)助客戶（尤其是那些缺乏經(jīng)驗的客戶）做好設(shè)備管理、現(xiàn)場調(diào)度、安全檢查等工作；挖土機出現(xiàn)故障要在最短的時間內(nèi)修復(fù)??從而實現(xiàn)挖土機企業(yè)與用戶在利益上的雙贏。 國內(nèi)挖土機生產(chǎn)商要不斷研究市場需求、開發(fā)新品和變型產(chǎn)品。 三、本課題研究內(nèi)容 給定的工作要求： 整機重量： G=15×103 Kg 行走速度： v=1km/h，2km/h (兩級速度) 驅(qū)動輪節(jié)圓直徑： D=600mm 最大爬坡能力： α=25° 最大爬坡負載力： F= Gsinα 回轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)速： n=0～8 r/min 工作缸最大負載：動臂缸： R1=400N 斗桿缸： R2=400N 鏟斗缸： R3=350N 根據(jù)給定的工作要求進行工況分析，以確定系統(tǒng)的主要參數(shù)，對液壓系統(tǒng)的基本回路的方案進行分析，擬訂液壓系統(tǒng)原理圖；選擇液壓元件并進行液壓系統(tǒng)的性能驗算，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)計初期，認真學(xué)習(xí)挖土機的基礎(chǔ)知識，閱讀各類有關(guān)挖土機設(shè)計的中文及外文文獻，了解挖土機設(shè)計在國內(nèi)外的發(fā)展狀況及研究方向，為做設(shè)計打下一個良好的基礎(chǔ)。隨后通過參加畢業(yè)實習(xí)對挖土機有一個感性的認識，了解挖土機在現(xiàn)場的運轉(zhuǎn)情況，培養(yǎng)自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。實習(xí)結(jié)束后，就可以自己獨立的對所設(shè)計的挖土機進行功能分析，在以后的設(shè)計中也能進行系統(tǒng)的方案設(shè)計，同時能準確地進行挖土機相關(guān)部件選型、液壓系統(tǒng)的性能驗算。編寫畢業(yè)設(shè)計論文說明書。 五、研究目標、主要特色（創(chuàng)新）及工作進度 研究目標： 挖土機液壓系統(tǒng)的設(shè)計 工作進度: 第一階段：1月11日-3月13日 理論學(xué)習(xí)、資料收集、市場走訪； 撰寫文獻綜述和開題報告。 第二階段：3月13日-3月20日 制定課題研究方案與工作計劃；完成畢業(yè)實習(xí)報告、外文翻譯材料。 第三階段：3月20日-5月15日 挖土機的設(shè)計與圖紙繪制。 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)研過程中得到有用信息，為課題提供理論依據(jù)； （2）能及時、出色的完成各個環(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。 六、參考文獻 成大先 機械設(shè)計手冊- 液壓傳動部分 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2004，1 張利平 液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2005，6 賈銘新 液壓傳動與控制（第二版） 北京：國防工業(yè)出版社 2001 朱龍跟 簡明機械零件設(shè)計手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1997 李洪忠 淺析我國液壓挖掘機的發(fā)展[J]. 礦山機械 2005，9 許福玲，楊文生，陳堯明等.液壓與氣壓傳動.北京:機械工業(yè)出版社 2005 何存興.液壓傳動與氣壓傳動.華東科技大學(xué)出版社 2000.