761 WY100液壓履帶挖掘機(jī)總體及工作裝置設(shè)計(jì)及運(yùn)動仿真【優(yōu)秀含6張CAD圖+SW模型+文獻(xiàn)翻譯+說明書】
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開題報告
課題
名稱
WY100液壓履帶挖掘機(jī)總體及工作裝置設(shè)計(jì)及運(yùn)動仿真
課題來源
導(dǎo)師課題
課題類別
工程設(shè)計(jì)
一、論文資料的準(zhǔn)備
1.履帶式挖掘機(jī)機(jī)簡介
挖掘機(jī)械是工程機(jī)械的一種主要類型,是土石方開掘的主要機(jī)械設(shè)備,包括有各種類型與功能的挖掘機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì),采用一臺1.0m3斗容量的單斗挖掘機(jī),挖掘Ⅳ級以下的土壤時,每班生產(chǎn)率大約相當(dāng)300~400個工人一天的工作量;而一臺日產(chǎn)20萬m3的大型斗輪挖掘機(jī),則可代替5~6萬人的勞動。由此可見,挖掘機(jī)在現(xiàn)代化建設(shè)工程中的功用,而挖掘機(jī)完成各項(xiàng)功能的主要構(gòu)件又是挖掘機(jī)的工作裝置,所以對于挖掘機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)和研究就顯得極為重要了。
工程施工中約有60%以上的土石方量,系有挖掘機(jī)來完成的。挖掘機(jī)從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有170多年的歷史,期間經(jīng)歷了由蒸汽機(jī)驅(qū)動,利用杠桿原理,有軌式的挖掘機(jī),到電力驅(qū)動及內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的全回轉(zhuǎn)挖掘機(jī),最后發(fā)展到現(xiàn)在生產(chǎn)的電控式、半智能化挖掘機(jī)。挖掘機(jī)械的最早雛形,遠(yuǎn)在十六世紀(jì)于意大利威尼斯用于運(yùn)河的疏浚工作。模擬人的掘土工作,以蒸汽機(jī)驅(qū)動的“動力鏟”誕生于十九世紀(jì)(1836年)。挖掘機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段,第一階段:機(jī)械式挖掘機(jī),由蒸汽機(jī)或柴油機(jī)提供動力利用杠桿原理進(jìn)行機(jī)械傳動,行走方式為有軌式移動,有的可以在小范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)有的不能回轉(zhuǎn)。其中由柴油機(jī)提供動力的挖掘機(jī)是挖掘機(jī)發(fā)展史上的飛躍。第二階段:液壓挖掘機(jī),1950年液壓挖掘機(jī)在德國開始發(fā)展,液壓技術(shù)的運(yùn)用是挖掘機(jī)發(fā)展史的第二次飛躍。第三階段:電控式挖掘機(jī),1970年世界知名廠家開始生產(chǎn),電控技術(shù)應(yīng)用是挖掘機(jī)發(fā)展史的第三次飛躍。第四階段:智能型挖掘機(jī)(未來挖掘機(jī)的發(fā)展方向)。
2.履帶式挖掘機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀
目前市場上應(yīng)用最廣泛的就是反鏟式單斗液壓挖掘機(jī),也是最常見的。反鏟裝置是液壓挖掘機(jī)重要的工作裝置,是一種適用于成批或中小批量生產(chǎn)的、可以改變動作程序的自動搬運(yùn)和操作設(shè)備,它可用于操作環(huán)境惡劣,勞動強(qiáng)度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。反鏟式單斗液壓挖掘機(jī)工作裝置是一個較復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu),挖掘機(jī)工作裝置主要有動臂、斗桿和鏟斗,斗桿有整體式和組合式兩種,大多數(shù)挖掘機(jī)斗采用整體式斗桿,國內(nèi)外對其運(yùn)動分析,機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面都做了比較深入的研究,具體的設(shè)計(jì)特別是中型挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)趨于成熟。而關(guān)于反鏟式單斗液壓挖掘機(jī)的相關(guān)文獻(xiàn)也很多,這些文獻(xiàn)從不同側(cè)面對工作裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述。當(dāng)前,國際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)正向大型化,微型化,多能化和專業(yè)化的方向發(fā)展。國外挖掘機(jī)行業(yè)重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新材料,加快了向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展的步伐。液壓挖掘機(jī)由于使用性能、技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上的優(yōu)越,因而世界上許多國家,特別是工業(yè)發(fā)達(dá)國家,都在大力發(fā)展單斗液壓挖掘機(jī)。目前,單斗液壓挖掘機(jī)的發(fā)展著眼于動力和傳動系統(tǒng)的改進(jìn)以達(dá)到高效節(jié)能;應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,不斷降低成本,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展,以提高零部件、配件的可靠性,從而保證整機(jī)的可靠性;電子計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制,實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化;提高機(jī)械作業(yè)性能,降低噪音,減少停機(jī)維修時間,提高適應(yīng)能力,消除公害,其趨勢為:
①向大型化發(fā)展的同時向微型化發(fā)展。
②更為普遍地采用節(jié)能技術(shù)。
③不斷提高可靠性和使用壽命。
④工作裝置結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn),工作范圍不斷擴(kuò)大。
⑤由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動向電力驅(qū)動發(fā)展。
⑥液壓系統(tǒng)不斷改進(jìn),液壓元件不斷更新。
⑦應(yīng)用微電子、氣、液等機(jī)電一體化綜合技術(shù)。
⑧增大鏟斗容量,加大功率,提高生產(chǎn)效率。
⑨在液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品功能方面,液壓挖掘機(jī)工人機(jī)工程學(xué)在設(shè)計(jì)中的充分利用。
二、本課題的目的(重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題)
本課題針對WY100液壓履帶式挖掘機(jī)的總體設(shè)計(jì)、工作裝置設(shè)計(jì)及其運(yùn)動仿真進(jìn)行了重點(diǎn)研究。目的在于闡明WY100液壓履帶式挖掘機(jī)鏟斗挖掘時的受力狀況,總體及工作裝置的設(shè)計(jì),根據(jù)對挖掘阻力的分析,對挖掘機(jī)進(jìn)行動力學(xué)仿真,為進(jìn)一步分析研究挖掘機(jī)工作裝置的強(qiáng)度提供證據(jù)。
液壓挖掘機(jī)工作裝置是完成液壓挖掘機(jī)各項(xiàng)功能的主要構(gòu)件,其結(jié)構(gòu)的合理性直接影響到液壓挖掘機(jī)的工作性能和可靠性。因此,對挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)和研究就顯得非常重要。利用CAD對設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行仿真操作,在模擬真實(shí)環(huán)境中的工作狀況并對其進(jìn)行分析和判斷,讓設(shè)計(jì)者盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的缺陷和潛在的失敗可能并及時修改與優(yōu)化,這樣既能縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品的可靠性,又能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì),從而減少后期修改付出的昂貴代價。
利用此軟件能夠進(jìn)行快速正確的分析計(jì)算,形象直觀、操作簡單,當(dāng)改變參數(shù)時只要在計(jì)算機(jī)的有關(guān)界面上簡單操作就能達(dá)到修改的目的,從而實(shí)現(xiàn)減少用戶的工作強(qiáng)度。同時對產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)動仿真,能夠形象生動地進(jìn)行產(chǎn)品的運(yùn)動模擬,使仿真運(yùn)動更加清晰地展現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員和用戶面前,對于挖掘機(jī)的研究有非常重要意義。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
主要內(nèi)容:
1、結(jié)合資料進(jìn)行分析,了解液壓挖掘機(jī)工作裝置的工作原理。
2、按一定比例運(yùn)用CAD繪制液壓挖掘機(jī)工作裝置的各零部件。
3、運(yùn)用所學(xué)會的裝配方法將各零部件進(jìn)行裝配。
4、運(yùn)用CAD的仿真運(yùn)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動仿真。
研究方法:
挖掘機(jī)工作裝置主要有動臂、斗桿和鏟斗,斗桿有整體式和組合式兩種,大多數(shù)挖掘機(jī)斗采用整體式斗桿,當(dāng)需要調(diào)節(jié)斗桿長度或杠桿比時采用更換斗桿的辦法,或者在都趕上設(shè)置2-4個可供調(diào)節(jié)時選擇的與動臂端不鉸接的孔。由于工作半徑、最大高度和最大深度的不同工作裝置都有不同的參數(shù)。通過計(jì)算算出一個工況的工作參數(shù),再通過編程算出各個工況的工作參數(shù)。
首先用已知數(shù)據(jù)計(jì)算出一個工況的合理性之后,再運(yùn)用軟件CAD模擬出各個工況的工作參數(shù)曲線,以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的動臂、斗桿和鏟斗的參數(shù)都是合理的。在這里主要模擬出斗桿的工作參數(shù)在各個工況都是合理的。最后通過合理的設(shè)計(jì)分析,選擇最優(yōu)的工作參數(shù),使得挖掘機(jī)的工作裝置能夠適合多種復(fù)雜的工況,低功耗,高功率。特別是通過斗桿挖掘工況挖掘性能的分析,使得挖掘機(jī)的斗桿更進(jìn)一步的優(yōu)化。
研究思路:
1、工作裝置結(jié)構(gòu)形式的選擇。
2、工作裝置運(yùn)動和受力分析。
3、工作裝置運(yùn)動仿真。
四、總體安排和進(jìn)度(包括階段性工作內(nèi)容及完成日期)
英文資料翻譯
寫開題報告
方案選擇及總體設(shè)計(jì)
繪制總圖
工作裝置設(shè)計(jì)
工作裝置運(yùn)動及受力分析計(jì)算
繪制零件圖紙
準(zhǔn)備論文及答辯
五、主要參考文獻(xiàn)
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