小型挖掘機機械工作裝置的設(shè)計開題報告.doc

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淮 陰 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué) 生 姓 名： 萬中雷 學(xué) 號： 1091504116 專 業(yè)： 車輛工程 設(shè)計(論文)題目： 小型挖掘機機械工作裝置的設(shè)計 參數(shù)設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師: 常 綠 2013 年 2 月 28 日  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述 文 獻 綜 述 一、課題研究的目的及意義 液壓挖掘機是一種重要的多功能機械。它具有重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，挖掘力大，傳動平穩(wěn)操作簡單，易實現(xiàn)無級變速和自動控制等系列優(yōu)點。目前廣泛應(yīng)用于水利工程，交通工程，電力工程和礦山采挖等機械施工中。因此提高挖掘機的工作效率符合國民經(jīng)濟發(fā)展的需求。 在這里，先簡要介紹下工作裝置的工作過程。挖掘作業(yè)時，接通回轉(zhuǎn)馬達，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘位置，同時操縱動臂小腔進油使液壓缸回縮，動臂下降至鏟斗觸地后再操縱斗桿缸或鏟斗缸，液壓缸大腔進油而伸長，使鏟斗進行挖掘和裝載工作。鏟斗裝滿后，鏟斗缸和斗桿缸停動并操縱動臂大腔進油，使動臂抬起，隨即接通回轉(zhuǎn)馬達，使工作裝置轉(zhuǎn)到卸載位置，再操縱鏟斗或斗桿缸回縮，使鏟斗翻轉(zhuǎn)進行卸載土。 工作裝置的運動和受力分析情況都比較復(fù)雜，這主要體現(xiàn)在：（1）作業(yè)對象多變。在多種土質(zhì)條件與復(fù)雜的建筑施工現(xiàn)場使用，受力工況十分復(fù)雜；（2）工作過程中，每一個運動都是由兩個或兩個以上的部件參與工作；（3）在挖掘的過程中，工作裝置受拉壓、扭轉(zhuǎn)與振動沖擊等多種載荷的作用，且隨著挖掘姿態(tài)的不同，挖掘力的大小與方向都不斷變化，因而實際挖掘力是很難確定的。現(xiàn)在研究人員一般通過軟件有限元分析來確定實際挖掘力。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 2、 課題國內(nèi)外的研究發(fā)展狀況 對于液壓挖掘機工作裝置的設(shè)計。一般應(yīng)考慮一下幾個原則， （1）位置特性，滿足主要工作尺寸及作業(yè)范圍的要求，在設(shè)計時應(yīng)考慮與同類機型相比時的先進性，性能與主要參數(shù)應(yīng)符合國家標準之規(guī)定，運輸或停放時應(yīng)有合理的姿態(tài) （2）運動特性，功率利用情況好，理論工作循環(huán)時間短。 （3）動力特性，，滿足整機挖掘力大小及分布情況的要求，應(yīng)考慮到整機穩(wěn)定性。 （4）結(jié)構(gòu)特性，確定各鉸點布置，結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)盡可能使受力狀態(tài)有利，在保證剛度和強度的前提下，重量越輕越好，工作裝置應(yīng)安全可靠，拆裝維修方便。 傳統(tǒng)的工作裝置設(shè)計方法是通過類比及經(jīng)驗進行設(shè)計 。在設(shè)計時，其工作參數(shù)的確定，通常是根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的總要求，國內(nèi)外同類機器的對比分析，查表，利用一些經(jīng)驗公式初步確定。然后，再按照具體的受力狀況，進行必要的驗算。 式中：L1，V1，G1，N1分別為已知挖掘機構(gòu)建的長度，鏟斗容量，質(zhì)量，功率 L2，V2，G2，N2要設(shè)計挖掘機構(gòu)件的長度，鏟斗容量，質(zhì)量，功率。 現(xiàn)如今國外對工作裝置的設(shè)計主要在以下幾個方面： （1）實驗工作，液壓挖掘機工作裝置的設(shè)計出了保證機械技術(shù)性能以外，還十分重視挖掘機的使用經(jīng)濟性和工作可靠性。所以設(shè)計過程中，進行各種性能實驗和可靠性實驗，包括構(gòu)建強度實驗，系統(tǒng)實驗，操作實驗，耐久性實驗等是十分必要的。 （2）重視電子計算機技術(shù)的應(yīng)用。國外發(fā)展已經(jīng)有總體，工作裝置，液壓等的設(shè)計程序，可以在短時間內(nèi)進行總體設(shè)計，新產(chǎn)品設(shè)計到批量生產(chǎn)的周期縮短到1~2年左右。 （3）在技術(shù)方面，當前液壓挖掘機的機械工作裝置的設(shè)計主要著眼于發(fā)動機功率的充分利用和鏟斗挖掘力的充分發(fā)揮。 （4）采用新結(jié)構(gòu)和新材料。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑） 一、 要解決的問題 液壓挖掘機的機械工作裝置由11個部分組成，分別是動臂，動臂油缸，動臂油缸桿，斗桿油缸桿，鏟斗油缸筒，斗桿，鏟斗油缸桿，搖桿，鏟斗，連桿。本課題主要是對挖掘機機械工作裝置的設(shè)計進行優(yōu)化以便提高挖掘機的工作效率 小型挖掘機機械工作裝置在實際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題： 1，斗桿斷裂。斗桿屬于長度較長而截面較小的桿類零件，其工作時長期承受提升力作用從而產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，使桿體發(fā)生變形，甚至疲勞斷裂。由于桿體中部受到彎曲應(yīng)力最大，因此，桿體產(chǎn)生裂紋多發(fā)部位基本上在中部。 2，動臂撕裂。動臂回轉(zhuǎn)過猛，使動臂受到過大的沖擊容易造成動臂底部的撕裂 3，動臂缸支耳鑄件圓角處開裂。動臂開裂主要集中在搖臂座梁處的耳板與橫梁連接的地方，主要原因是由于受結(jié)構(gòu)限制，焊縫深度，高度不夠，焊接質(zhì)量不高。下圖是工作裝置失效的實物圖。 , 4，鏟斗磨損。 鏟斗磨損主要是因為鏟斗長時間的工作，沒有進行必要的維護保養(yǎng)。 基于上面的問題，本課題對工作裝置的設(shè)計思路如下： 1動臂的選擇與設(shè)計 2搖臂的選擇與設(shè)計 3油缸的布置 4斗桿機構(gòu)的運動分析 5挖掘阻力的計算 6利用PROE畫出工程圖 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 二 研究方法 （1）網(wǎng)上大量閱讀相關(guān)研究資料。 （2）運用所學(xué)CAD\PROE軟件繪圖，并進行有限元分析。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 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（2）：56-64 [2] 樓磊.關(guān)于小型液壓挖掘機開發(fā)過程的探討.中國科技博覽，2010. [3] 羅圣國,吳宗澤.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.高等教育出版社，2006.（3）：123-142 [4] 陳育儀.工程機械優(yōu)化設(shè)計[M ].北京: 中國鐵道出版社, 1987. [5] 同濟大學(xué).單斗液壓挖掘機（第二版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1986. [6] 張利平. 液壓氣壓系統(tǒng)設(shè)計手冊[M ]. 機械工業(yè)出版社, 1997. [7] 文衛(wèi)星, 任家駿,孫桓五,張濤.挖掘機液壓缸參數(shù)化設(shè)計及研究.太原理工大學(xué)機械工程學(xué)院.2011（1）：87-96. [8] 王國彪，曹旭陽，劉崇，支開印.北京科技大學(xué)土木工程學(xué)院.談?wù)劮寸P液壓挖掘機的挖掘力. 2003（4）123-142 [9] 史青錄，連晉毅，林幕義.太原科技大學(xué).挖掘機最大理論挖掘力的確定.2007. [10] 王建軍，馮光金，占必紅，易靖宇.華僑大學(xué)機電及自動化學(xué)院.小型挖掘機工作裝置三維建模及有限元分析.2009. [11] 王詠梅，康顯麗，張瑞萍.Pro/ENGINEER野火4.0中文版機械設(shè)計案例教程）清華大學(xué)出版社，2009. [12] 方建軍，劉仕良.機械動態(tài)仿真與工程分析.化學(xué)工業(yè)出版社，2004. [13] 范仲華，郭華峰.基于Pro/E的液壓挖掘機工作裝置運動仿真.徐州工程學(xué)院.2012. [14] Lin Huifa.Research and Application of Hydraulic System in Excavator.Fujian Nanping Aluminum Co.2010. [15] Wang Li; Xu Wei-jun; Chen Yu.Key Problem Study on Hydraulic Excavator Simulation Model.College of Engineering; Anhui Agricultural University; Hefei 230036; China.2011. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 2013 年 2 月 28 日 指導(dǎo)教師： 所在專業(yè)審查意見： 課題選題符合專業(yè)領(lǐng)域研究內(nèi)容，開題答辯準備較好，答辯過程層次較清晰，研究內(nèi)容比較明確，研究方法合理。 經(jīng)開題答辯小組討論決定，同意開題。 負責(zé)人： 2013 年 2 月 28 日