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畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目：多功能挖掘機回轉裝置設計 1．畢業(yè)設計（論文）題目背景、研究意義及國內外相關研究情況。 1.1題目背景與研究意義 液壓挖掘機是一種集土方挖掘、裝載、平整、拆除、搶險等作業(yè)的多功能工程機械，廣泛應用于各類土方工程施工、民用建筑、道路建設、水利工程、電力工程和礦山采掘等施工中，它在減輕繁重的體力勞動，保證工程質量，加快建設速度以及提高勞動生產率方面起著十分重要的作用[1][2]。據有關資料報道，世界上各種土方工程約有65%～70%的土方量由液壓挖掘機來完成[3]。由于液壓挖掘機具有多品種，多功能，高質量和高效率等特點，因此受到廣大施工作業(yè)單位的青睞。液壓挖掘機的開發(fā)和制造設計機械、液壓傳動、冶金、石油化工、電氣等眾多行業(yè)，已經形成了一個龐大的產業(yè)集群。大力開展對液壓挖掘機的研究和探索，對于提高國家整體工業(yè)水平和加速國家經濟的發(fā)展具有重大的促進意義。 通過本次畢業(yè)設計，我能將所學的基礎理論應用于實踐，從而使知識系統(tǒng)化、綜合化。并結合本次畢業(yè)設計培養(yǎng)獨立獲取新知識的能力，提高對cad、proe、solidworks等相關軟件的應用能力，學會一些機械繪圖的基本要求。同時使自己樹立起具有符合國情和生產實際的正確的設計思想和觀點，樹立起嚴謹、負責、實事求是、刻苦鉆研、勇于探索的態(tài)度和精神。 1.2 國內外研究情況 從20世紀后期開始，國際上的挖掘機的生產向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動化的方向發(fā)展。近些年來，隨著微電子技術，計算機技術，控制技術通信技術等新技術的日益滲透液壓挖掘機技術中，智能化進一步應用，使得動力系統(tǒng)內部一些控制元件能夠隨著挖掘機具體工作狀況而改變，從而提高工作效率，是操縱變得更容易。世界各工業(yè)發(fā)達國家的液壓挖掘機技術得以迅速提高，國外的這些廠家如日本的小松、日立、神鋼、住友等，美國的卡特，韓國的大宇、現代，尤其是德國的挖掘機，技術都已經很先進了。而今，挖掘機技術更是朝著智能化的方向發(fā)展，例如Carnegie Mellon 大學的自主裝載系統(tǒng)、澳大利亞機器人中心、英國蘭卡斯特大學的智能挖掘機等都在開始新興技術的融合發(fā)展。 與國外相比，國產的挖掘機功能比較單一，其衍生產品較少，其規(guī)格主要集中在30t以下，6t以下的規(guī)格比較齊全，從1.5～30t基本形成系列，200t以上基本空白，因此我國挖掘機還處于“發(fā)展期”[4]。我國挖掘機企業(yè)在研發(fā)體系和實驗體系建設方面雛形難見，產品的開發(fā)基本處于仿造階段，電控技術只有少數公司自己開發(fā)，大多數企業(yè)都在選購。不同工作裝置、不同功能的附屬裝置等方面的研發(fā)個別企業(yè)才剛剛起步，大多數企業(yè)沒有能力設計。目前我國挖掘機的質量問題主要表現在：結構件、電控、發(fā)動機、液壓件等核心部件。國內的挖掘機廠家又廣西玉柴、柳工股份、三一重工、河北宣化、徐公、山河智能、龍工集團等，正在崛起的有江西南特、桂林華麗、湖南九五重工、南昌華工、大連黑貓、合肥振宇等[5][8]?？偟膩碚f，國產的挖掘機比較缺乏市場競爭力，一些重要的技術仍依靠進口，因此開發(fā)新品種、多功能、高品質及高效率的挖掘機具有重要的現實意義。 2．本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施。 2.1主要內容 本次設計研究的主要內容包括多功能挖掘機的回轉裝置設計的整體方案擬定、對比、確定，包括回轉裝置的結構設計、驅動系統(tǒng)設計等。根據提技術要求設計回轉裝置總圖，根據總圖繪出裝置的零件圖，能用三維圖表達出回轉裝置的動態(tài)動作。及其驅動系統(tǒng)選型設計，編寫畢業(yè)設計說明書。 2.2研究方法及路線 （1）查閱相關文獻、搜集有關的資料。初步了解液壓挖掘機的相關知識。 （2）通過對實物的觀察及查閱相關書籍，對液壓挖掘機的結構、工作原理、特點有進一步的了解。 （3）對工況進行分析，根據有關書籍上提供的經驗數據和有關公式，計算出主要的件的結構參數。 （4）根據計算結果和有關圖冊，進行工作回轉裝置的結構設計。 （5）對其進行三維建模、利用相關軟件進行強度應力分析，根據分析結構提出結構完善意見。 2.3擬采用的研究方案 液壓挖掘機循環(huán)作業(yè)包括挖掘、動臂上升兼回轉、卸載、回轉兼動臂下降等一系列動作[9]。其中回轉裝置由起支承作用回轉支承裝置（如圖1）和驅動轉臺回轉的回轉驅動裝置（如圖2）組成。液壓挖掘機按照轉臺的回轉角度分為完全回轉（360°）和不完全回轉(90°～270°)。除了懸掛式在和伸縮臂式液壓挖掘機的上游采用半回轉的回轉機構外，現代的液壓挖掘機的回轉機構普遍采用完全回轉的液壓傳動方式。挖掘機回轉系統(tǒng)工作頻繁，13 s左右就有兩次回轉動作[11]。據統(tǒng)計, 回轉機構的回轉時間約占整個工作循環(huán)時間的50%～70%, 能量消耗約占25%～40%,回轉液壓油路的發(fā)熱量約占液壓系統(tǒng)總發(fā)熱量30%～40%[14]。因此, 合理地設計回轉機構的結構特征、液壓油路方案，正確地選擇回轉機構諸參數, 對提高生產率和功能利用率, 改善司機勞動條件, 減少工作裝置的沖擊等具有十分重要的意義。據此本設計采用完全回轉機構。 圖1 回轉支承 圖2 回轉驅動裝置 3．完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫）。 畢業(yè)設計的主要內容和進度安排： （1）調研、收集資料、開題報告、文獻綜述 第1-2周 （2）回轉裝置的整體方案擬定、對比、確定 第3周 （3）工況分析、各主要零部件的主要結構參數計算 第4-5周 （4）各主要零部件的結構分析和二維設計圖 第6-7周 （5）繪制回轉裝置工作總二維裝配圖和三維模型圖 第8-9周 （6）對主要零部件進行強度分析、提出完善意見 第10-11周 （7）準備中期答辯,聽取老師意見,彌補不足,修稿定稿 第12-13周 (8）論文初稿,外文翻譯 第14周 （9) 準便畢業(yè)答辯 第15周 4．指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導教師： 年 月 日 5．所在系審查意見： 系主管領導： 年 月 日 參考文獻 [1] 吳辰,李嵐,李林升.挖掘機回轉裝置能量回收系統(tǒng)中蓄能器的設計計算[J].機械工程 與自動化,2012. [2] 楊敏,權龍,等.小型液壓挖掘機回轉過程能量消耗與節(jié)能研究[J].中國公路學報,2011. [3] 劉崇.觀拉斯韋加斯展會談液壓挖掘機發(fā)展[J].建筑機械,2002. [4] 王松峰,趙虎,等.大型挖掘機閉式回轉系統(tǒng)聯合仿真研究[J].液壓與氣動,2013. [5] 潘玉平國內挖掘機行業(yè)的概況及其發(fā)展趨勢[J].鑿巖機械氣動工具.2007. [6] 王冉冉,吳金鋒,宗波.挖掘機回轉支承安裝座有限元分析[J].工程機械,2012. [7] 張磊,馮坤鵬,等.基于VB的反鏟液壓挖掘機回轉系統(tǒng)研究[J].工程機械,2013. [8] 朱建新,鄒湘伏,等.談國產液壓挖掘機未來的發(fā)展趨勢[J].鑿巖機械氣動工具.2003. [9] 程昭榮,姜旭東,林明智.挖掘機回轉裝置定位結構及分析[J].建筑機械,2012. [10] 周宏兵,劉鋒,等.液壓挖掘機回轉系統(tǒng)制動平穩(wěn)性研究[J].計算機仿真,2011. [11] 邢樹鑫,林明智,戴群亮.混合動力挖掘機回轉系統(tǒng)設計[J].工程機械,2010. [12] 謝毅娜,劉洪波,李勇.35m挖掘機回轉機構設計計算[J].中國新技術新產品,2013. [13] 姜繼海,于斌,等.基于能量回收再利用的液壓挖掘機回轉系統(tǒng)節(jié)能研究[J].流體傳動 與控制,2011. [14] 付永領,祁曉野.AMESim系統(tǒng)建模和仿真:從入門到精通[M].北京:北京航空航天大學 出版社,2006. [15] 濮良貴.紀名剛.機械設計[M].高等教育出版社,2006. [16] T.E.Schellin,C.Schiff,C.Osterqaard.An Aid to Operating Decisions Based on linear Response of a Crane Barge in Waves[J],Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering,2001. [17] Rinehart,Winston.continuous and discretesignalan system analysis clare D[J], McGillem /George R. Cooper school of Electrical Engineering Purdue University Holt, 2002. [18] Bemold, Leonhard E. Principles of control for robotic excavation. Proceedings of the 3rd International Conference on Engineering, Construction, and Operations in Space III, Proc 3 Int Conf Eng Constr Oper Space III. Pohl by ASCE, New York, NY, USA .