液壓挖掘機工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計含10張CAD圖,液壓,挖掘機,工作,裝置,結(jié)構(gòu)設(shè)計,10,cad 挖掘機工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計開題報告１、課題論證1.1 課題研究的目的與意義液壓挖掘機是一種多功能機械，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，它在減輕繁重的體力勞動，保證工程質(zhì)量。加快建設(shè)速度以及提高勞動生產(chǎn)率方面起著十分重要的作用。由于液壓挖掘機具有多品種，多功能，高質(zhì)量及高效率等特點，因此受到了廣大施工作業(yè)單位的青睞。液壓挖掘機的生產(chǎn)制造業(yè)也日益蓬勃發(fā)展。挖掘機液壓傳動緊密地聯(lián)系在一起，其發(fā)展主要以液壓技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)。其結(jié)構(gòu)主要是由發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置和電氣控制等部分組成（如圖 1.1 所示） ，由于挖掘機的工作條件惡劣，要求實現(xiàn)的動作很復(fù)雜，于是它對液壓系統(tǒng)的設(shè)計提出了很高的要求，其液壓系統(tǒng)也是工程機械液壓系統(tǒng)中最為復(fù)雜的。因此，對挖掘機液壓系統(tǒng)的分析設(shè)計已經(jīng)成為推動挖掘機發(fā)展中的重要一環(huán)。所以，液壓挖掘機作為工程機械的一個重要品種，對于減輕工人繁重的體力勞動，提高施工機械化水平，加快施工進度，促進各項建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用，因此，大力發(fā)展液壓挖掘機，對于提高勞動生產(chǎn)率和加速國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。圖 1.1 液壓挖掘機整體系統(tǒng)圖通過本次設(shè)計,我能將所學的基礎(chǔ)理論應(yīng)用于實際，從而使知識系統(tǒng)化、綜合化。并結(jié)合本次設(shè)計培養(yǎng)獨立獲取新知識的能力，運用 CAD 軟件完成總體裝配結(jié)構(gòu)圖設(shè)計，學會一些機械繪圖基本要求。使自己樹立起具有符合國情和生產(chǎn)實際的正確的設(shè)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 液壓挖掘機的類型挖掘機械的類型與構(gòu)造型式繁多，可按照挖掘工作原理與過程、用途、構(gòu)造特征等進行劃分。（1）根據(jù)鏟斗類型分為正鏟和反鏟。 （2）按照用途 單斗挖掘機分為建筑型、采礦型和剝離型等；建筑型挖掘機一般可裝置各種不同的工作裝置進行多種作業(yè),故又稱通用式。 （3）按照動力裝置 挖掘機有電驅(qū)動、內(nèi)燃機驅(qū)動和復(fù)合驅(qū)動等,以一臺發(fā)動機帶動挖掘機全部機構(gòu)者為單機驅(qū)動式,以若干發(fā)動機分別帶動各個主要機構(gòu)者為多機驅(qū)動式。 （4）按照傳動方式 挖掘機分為機械傳動式、液壓傳動式和混合傳動式。挖掘機的行走裝置型式有:履帶式、輪胎式、汽車式、步行式、軌道式、拖式等。 單斗挖掘機工作裝置的型式很多,對于機械傳動的挖掘機有正鏟、反鏟、拉鏟和起重吊鉤等。 1.3 液壓挖掘機的使用要求小型挖掘機主要用于城市、狹窄地區(qū)，代替人力勞動。主要作業(yè)是挖掘、裝載、整地、起重等，用于城市管道工程、道路、住宅建設(shè)、基礎(chǔ)工程和園林作業(yè)等。小型挖掘機體積小，機動靈活，并趨向于一機多能，配備多種工作裝置，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、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。與此同時，發(fā)展專門用途的特種挖掘機，如低比壓、低嗓聲、水下專用和水陸兩用挖掘機等?？傊且环N多用途萬能型的城市建設(shè)機械。由于這種機械的特點很靠近人，因此在設(shè)計上除了要求耐久性、可靠性和作業(yè)效率等，還需著重考慮人、機、環(huán)境的協(xié)調(diào)，特別要注意以下幾點： (1) 安全性即機械作業(yè)過程中不要與周圍的人和物相碰撞，防傾翻穩(wěn)定性好。(2) 低公害即排放要求高、低震動、低噪音，聲音要比較悅耳。(3) 與周圍環(huán)境能調(diào)和，形象要美觀，形體和色彩不要引起人們不愉快感，對人有親和感。(4) 盡量擴大其使用功能，可裝多種附屬裝置，應(yīng)成為城市萬能型工程機械。(5) 操縱簡便，任何人一學就會，都能操縱。1.4 液壓挖掘機的性能要求小型挖掘機具有中型挖掘機的多項功能，又具有便于運輸、能耗低、靈活、適應(yīng)性強等優(yōu)勢，非常適用于空間狹小的施工場地作業(yè)，而且價格低、質(zhì)量輕、保養(yǎng)維修方便，所以在小型土石方工程、市政工程、路面修復(fù)、混凝土破碎、電纜埋設(shè)、自來水管道的鋪設(shè)、園林栽培等工程中得到了廣泛的應(yīng)用。由于滿足基本的挖掘、裝載、整地、起重等功能外，必須考慮到工作空間小(人力所不能至)、地形復(fù)雜、方便操作、可控，目前市場對小型挖掘機性能要求如下 ： ]2[(1) 改進挖掘機可控性和控制精確性以及復(fù)合動作。(2) 簡化液壓系統(tǒng)、降低成本，達到大作業(yè)量與低油耗的動態(tài)平衡。(3) 改進工作可靠性。(4) 改進駕駛操作舒適性及降低 勞動強度，提高單位生產(chǎn)率。(5) 改進操作安全性。(6) 低振動、低噪音適用生活區(qū)工作。2、文獻綜述（相關(guān)課題國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀）2.1 國外挖掘機現(xiàn)狀工業(yè)發(fā)達國家的挖掘機生產(chǎn)較早，法國、德國、美國、俄羅斯、日本是斗容量 3.5-40m3單斗液壓挖掘機的主要生產(chǎn)國，從 20 世紀 80 年代開始生產(chǎn)特大型挖掘機。例如，美國馬利昂公司生產(chǎn)的斗容量 50-150m3剝離用挖掘機，斗容量 132m3的步行式拉鏟挖掘機；B-E（布比賽路斯-伊利）公司生產(chǎn)的斗容量 168.2m3的步行式拉鏟挖掘機，斗容量 107m3的剝離用挖掘機等，是世界上目前最大的挖掘機。2.2 國外挖掘機的發(fā)展趨勢從 20 世紀后期開始，國際上挖掘機的生產(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)量及高效率的挖掘機。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以下的微型挖掘機，最小的斗容量僅在 0.01m3。另外，數(shù)量最的的中、小型挖掘機趨向于一機多能，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)展全液壓挖掘機，不斷改進和革新控制方式，使挖掘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，提高挖掘機的作業(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、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)用于液壓挖掘機的強度研究方面，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。液壓挖掘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、小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢。液壓技術(shù)在挖掘機上普遍使用，為電子技術(shù)、自動控制技術(shù)在挖掘機的應(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)在挖掘機上的應(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掘機上的應(yīng)用，推動了電子控制技術(shù)在挖掘機上應(yīng)用和推廣，并已成為挖掘機現(xiàn)代化的重要標志。2.3 國內(nèi)研究情況及發(fā)展動態(tài)早在 1954 年我國就已開始生產(chǎn)機械式挖掘機,當時的撫順重型機器廠(撫順挖掘機廠前身)引進前蘇聯(lián)的機械式挖掘機W10012 和W5012 等國際 20 世紀 30－40 年代的產(chǎn)品。由于國家H經(jīng)濟H建設(shè)的需要,后又H發(fā)展H10 余家廠生產(chǎn),到 1966 年 12 年全國共生產(chǎn)了機械式挖掘機 3000 余臺,后又延續(xù)生產(chǎn)到八十年代初。在 80 年代初引進德國系列液壓挖掘機制造技術(shù)（例如有德國Liebherr公司、Demag公司和O2 一斗桿收放:3 一鏟斗裝卸;4 一轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn):5 一整機行走本次設(shè)計的主要內(nèi)容是：1.工作裝置結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 2.確定工作裝置鉸接點幾何參數(shù),使之滿足主要工作尺寸 3.工作裝置運動分析 4.繪制挖掘包絡(luò)圖,并標注主要工作姿態(tài)和動臂、斗桿、鏟斗的轉(zhuǎn)角范圍 5.確定工作油缸主要參數(shù)及閉鎖壓力 6.計算典型工況的整機理論最大挖掘力，并對工作裝置進行受力分析。3.3 液壓挖掘機的主要參數(shù)確定液壓挖掘機的主要參數(shù)表明了液壓挖掘機的規(guī)格和主要技術(shù)性能，液壓挖掘機的主要參數(shù)分為發(fā)動機參數(shù)、液壓系統(tǒng)參數(shù)、主要性能參數(shù)、尺寸參數(shù)四大類，發(fā)動機參數(shù)包括發(fā)動機額定功率、轉(zhuǎn)速等，液壓系統(tǒng)參數(shù)包換主泵的流量、壓力等，主要性能參數(shù)包括整機工作質(zhì)量、主要部件質(zhì)量、鏟斗容量范圍或標稱鏟斗容量、挖掘力、牽引力等，尺寸參數(shù)包括工作尺寸、機體外形尺寸和工作裝置尺寸等，其中液壓挖掘機主要參數(shù)中最重要的參數(shù)有三個，即斗容量、整機質(zhì)量和發(fā)動機功率，因為通過這三個參數(shù)可以從使用要求、機械本身的技術(shù)性能和技術(shù)經(jīng)濟指標、動力裝置的配套、國際上統(tǒng)一的標準以及傳統(tǒng)習慣等方面反映液壓挖掘機的級別，故有主參數(shù)之稱。所以有時采用挖掘機的斗容量作為主參數(shù)。例如，機械式挖掘機一般就以斗容量作為挖掘機的主參數(shù)并作為主要分級指標。但液壓挖掘機可更換的工作裝置多，而且同一機型可以根據(jù)作業(yè)對象或工作尺寸的要求換裝不同斗容的鏟斗。由于不同廠家的挖掘機采用不同的液壓系統(tǒng)，輔助設(shè)備能耗及功率儲備也有所不同，而且同一型挖掘機在后續(xù)改進時，也會改變發(fā)動機功率，所以液壓挖掘機以功率分級不十分合理。整機質(zhì)量則直接反映了液壓挖掘機本身的重量等級，對其他技術(shù)參數(shù)影響較大，如挖掘能力的發(fā)揮、發(fā)動機功率的充分利用、作業(yè)的穩(wěn)定性等要以一定的整機質(zhì)量來保證，因此整機質(zhì)量反映了挖掘機的實際工作能力，目前已被廣泛用作液壓挖掘機的分級指標。3.4 執(zhí)行步驟第 1 周：調(diào)研、資料收集、外文翻譯第 2 周：開題報告第 3 周：方案確定第 4 周：設(shè)計計算第 5 周：檢查計算成果,開始繪制草圖 第 6 周：完成動臂,斗桿部分繪制第 7 周: 完成工作裝置裝配圖第 8 周：改裝配圖第 9 周：繪制零部件圖第 10 周:整理撰寫說明書第 11 周:改說明書第 12 周:改圖紙和說明書準備答辯4、注意存在的問題（1）計算結(jié)果運用到實際畫圖過程中可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不合理的情況，所以應(yīng)該仔細考慮，驗算計算結(jié)果然后根據(jù)作圖畫出比較適宜的圖紙；（2）選用零件盡量根據(jù)設(shè)計手冊來選擇標準件，根據(jù)標準件圖樣作出規(guī)范的圖；（3）圖紙的布局應(yīng)該要合理，根據(jù)相關(guān)制圖標準進行圖紙的繪制工作；（4）圖紙的線型要合理，粗線細線寬度要恰當。5、參考文獻[1] 田利芳. 路在國產(chǎn)挖掘機的腳下延伸[J]. 建筑機械,2006,(19).[2] 陳正利. 中國挖掘機行業(yè)的現(xiàn)狀及關(guān)鍵問題探討[J]. 交通世界,2003,(12).[3] 余涵，馮培恩，洪昌銀等.單斗液壓挖掘機.北京:中國建筑工業(yè)出版社，1980.[4] 李洪忠.淺析我國液壓挖掘機的發(fā)展[J]. 礦山機械,2005,(9).[5] 陳正利.2003 年中國挖掘機市場總結(jié)及今后預(yù)測[J]. 今日工程機械,2004,(3).[6] 高衡,張全根.液壓挖掘機.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1981.[7] 張啟君. 關(guān)于我國挖掘機行業(yè)發(fā)展方向的探討[J]. 建筑機械化,2005,(4).[8] 官忠范.液壓傳動系統(tǒng).北京:機械工業(yè)出版社,1989.[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.[10] 江國耀.探訪液壓挖掘機的技術(shù)前沿[J]. 建筑機械,2004,(6).[11] 何存興.液壓傳動與氣壓傳動.華東科技大學出版社，2000.[12] C.Seymour. Applications for GPS on Shovels and Excavators[J]. Infomine 網(wǎng)http://www.infomine.com/publications/docs/Seymour2005.pdf.6、答辯組論證結(jié)論（1）方案可行，技術(shù)路線清晰 □ （2）方案可行，技術(shù)路線基本清晰 □（3）方案基本可行，技術(shù)路線不很清晰 □ （4）方案和技術(shù)路線不很清晰 □（5）方案和技術(shù)路線不清晰 □7、指導教師意見： 教研室主任意見：指導教師（簽名）： 教研室主任（簽名）：年 月 日 年 月 日注：(1) 開題報告是用文字體現(xiàn)的設(shè)計（論文）總構(gòu)想，篇幅不必過大，但要把計劃設(shè)計的課題、如何設(shè)計、理論依據(jù)和研究現(xiàn)狀等主要問題說清楚；(2) 字數(shù)不少于 3000 字，參考文獻不少于 6 篇，印刷字符在 10 萬印刷符以上。