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置設(shè)計） B 開題報告 一、本課題設(shè)計（研究）的目的： 挖掘機(jī)作為我國工程機(jī)械的主力機(jī)種，特別是小型液壓挖掘機(jī)被廣泛應(yīng)用于建 筑，市政，供水，供氣，供電農(nóng)林建設(shè)等工程。小型液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品的核心技術(shù)就是 液壓系統(tǒng)設(shè)計，由于挖掘機(jī)的工作條件惡劣，要求實現(xiàn)的動作復(fù)雜，于是它對液壓系 統(tǒng)設(shè)計提出了很高的要求，特別是對工作裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計。因此，對挖掘機(jī)工作 裝置液壓系統(tǒng)的分析設(shè)計對推動我國挖掘機(jī)發(fā)展具有十分重要的意義。 本課題的主要目的：通過畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生掌握工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的基本方法、 基本技巧和基本過程，熟悉計算機(jī)輔助設(shè)計和技術(shù)文件的寫作方法。掌握小型液壓挖 掘機(jī)工作裝置的動力總體設(shè)計及計算和主要零部件的設(shè)計技巧。 二、設(shè)計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻(xiàn)綜述）： 由次貸危機(jī)引發(fā)的全球金融危機(jī)導(dǎo)致原起重機(jī)主產(chǎn)地和主體市場——歐洲各國 以及日本整體經(jīng)濟(jì)下滑，在沒有得到相應(yīng)的政策性投資和經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇跡象呈現(xiàn)之前，中 國等經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相對比較穩(wěn)定的發(fā)展中國家成為挖掘機(jī)甚至是整個工程機(jī)械市場爭奪 的焦點。因而，國際品牌開始不斷加大對國內(nèi)市場的投入。一方面在中國建立生產(chǎn)工 廠和改制工廠，并建立相關(guān)的供應(yīng)、銷售、服務(wù)體系、降低制造成本，實現(xiàn)本地化生 產(chǎn)；另一方面加大對中國市場的研究力度，相繼推出與中國市場相適應(yīng)的產(chǎn)品。 挖掘機(jī)是工程機(jī)械的標(biāo)志性產(chǎn)品，部分中國工程機(jī)械企業(yè)也正以小挖為突破口， 進(jìn)軍挖掘機(jī)產(chǎn)業(yè)，并由此擴(kuò)展到其他小型工程機(jī)械。中國挖掘機(jī)產(chǎn)業(yè)基本走出了宏觀 調(diào)控帶來的不利影響，而且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和區(qū)域結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變化。小挖產(chǎn)業(yè)近兩年 的需求變化也說明這一點。 許多國外企業(yè)在中國加大投資，進(jìn)軍小挖產(chǎn)業(yè)也證實他 們看好中國這個工程機(jī)械大市場。如韓國斗山、現(xiàn)代在中國實現(xiàn)年銷 2000 臺小挖目 標(biāo)的基礎(chǔ)上加大技改與新產(chǎn)品研發(fā)，目標(biāo)直指年產(chǎn) 5000 臺。日本石川島也在廈門建 廠生產(chǎn)小挖圖謀 10%的市場份額。全球銷量第一的日本久保田也希望能占領(lǐng) 20%的份 額，目前年銷 200 臺左右。美國特雷克斯兼并了合肥卓爾及北建，成立了三河工程機(jī) 械公司。2006 年目標(biāo)產(chǎn)銷 300 臺，2007 年目標(biāo)為 1200 臺。JCB、CASE 也都加大中 第 63 頁  共 66 頁 小型液壓挖掘機(jī)設(shè)計（工作裝置設(shè)計） 國市場的開拓力度，而國內(nèi)工程機(jī)械企業(yè)也想抓住目前的好時機(jī)進(jìn)行調(diào)整，紛紛加強(qiáng) 技術(shù)改造，調(diào)整小挖產(chǎn)能。如廣西玉柴工程機(jī)械公司投資 2.1 億元技改完成 5000 臺小 挖生產(chǎn)能力，2005 年產(chǎn)銷 1946 臺，出口 648 臺，已占據(jù)國內(nèi)小挖第一把交椅。湖南 山河智能機(jī)械股份有限公司加大技改，調(diào)整出三條裝配線，年產(chǎn)能力也達(dá) 3000 臺 ，2005 年產(chǎn)銷也已超千臺，而且大批出口。廣西玉林開元機(jī)器第一期投入 4000 萬，2006 年 投入試制，2007 年產(chǎn)銷目標(biāo) 500 臺，最終目標(biāo) 4000 臺。其他企業(yè)如廣西桂林華力重 工、廣西柳工集團(tuán)、江西南特集團(tuán)、大連黑貓、湖南九五重工、江西南昌華工等都在 緊跟市場調(diào)整結(jié)構(gòu)，力爭在最短時間躍上新臺階，向行業(yè)前列挺進(jìn)。 但是，國內(nèi)眾多的小型挖掘機(jī)制造企業(yè)普遍存在機(jī)制、資金、人才、管理等綜合 實力的不足，難以形成核心競爭力和規(guī)?；l(fā)展。原因是小型液壓挖掘機(jī)的技術(shù)壁壘 較高、設(shè)備投資較大、生產(chǎn)專業(yè)性強(qiáng)等特點，產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入門檻比較高。達(dá)不到一定的經(jīng) 濟(jì)批量，就無法保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和持續(xù)發(fā)展的動力。 小型挖掘機(jī)主要由結(jié)構(gòu)件總成、覆蓋件總成、行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置、液壓系統(tǒng)、 動力系統(tǒng)、電器系統(tǒng)和空調(diào)裝置等 8 大部分構(gòu)成,其中最為關(guān)鍵核心的是液壓系統(tǒng)和動 力系統(tǒng)。小型挖掘機(jī)的工作性能和作業(yè)可靠性主要取決于液壓和動力這兩大系統(tǒng)的設(shè) 計和品質(zhì)，其他零部件的技術(shù)相對較低。小型挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)中泵、閥、馬達(dá)等關(guān) 鍵技術(shù)、工藝和知識產(chǎn)權(quán)基本掌握在日本、德國等少數(shù)國家的廠商手中，采購成本約 占據(jù)了整機(jī)成本的 40%。與挖掘機(jī)相配套的小型發(fā)動機(jī)技術(shù)也掌握在日本、美國、德 國等發(fā)達(dá)國家手中。 目前，我國小型挖掘機(jī)的關(guān)鍵部件必須依賴進(jìn)口，通過國際化采購提高了整機(jī)性 能和可靠性。隨著國內(nèi)小挖市場的持續(xù)升溫，國產(chǎn)小挖關(guān)鍵配套件缺失的矛盾進(jìn)一步 升級，無奈選擇進(jìn)口國外關(guān)鍵零部件的小挖生產(chǎn)企業(yè)，同時面臨采購“瓶頸”。據(jù)了解， 多數(shù)小挖企業(yè)目前都面臨供不應(yīng)求的局面，市場持續(xù)升溫讓生產(chǎn)企業(yè)們不斷調(diào)整生產(chǎn) 計劃，但關(guān)鍵零部件的缺失，令這些企業(yè)不得以而為之。眾所周知，制約我國工程機(jī) 械品質(zhì)提升的一個重要因素，就是基礎(chǔ)配套件的落后以及上游供應(yīng)鏈的薄弱。迫于競 爭的加劇，挖掘機(jī)制造企業(yè)對配套件質(zhì)量的要求越來越高，國產(chǎn)小挖企業(yè)幾乎都選擇 進(jìn)口外國的關(guān)鍵零部件。而小型液壓挖掘機(jī)的工作裝置的生產(chǎn)設(shè)計就往往依靠于各種 零部件的設(shè)計制造。 第 64 頁  共 66 頁 小型液壓挖掘機(jī)設(shè)計（工作裝置設(shè)計） 三、設(shè)計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）： 一.小型液壓挖掘機(jī)設(shè)計開發(fā)重點是工作裝置設(shè)計，工作裝置的設(shè)計包括以下幾 個內(nèi)容： 1.動臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計，根據(jù)實際要求合理選擇動臂的結(jié)構(gòu)形式，因為動臂是工作 裝置的主要構(gòu)件，斗桿等的結(jié)構(gòu)形式往往取決于動臂的結(jié)構(gòu)形式。 2.鏟斗的選型，根據(jù)挖掘機(jī)的工作環(huán)境與對象決定鏟斗的形狀與大小。 3.斗柄的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 二.而本課題的難點是挖掘機(jī)液壓裝置的選型與設(shè)計，液壓挖掘機(jī)是采用液 壓傳動裝置來傳遞動力的，有液壓泵、液壓電動機(jī)、液壓油缸、控制閥以及各種液壓 管路等液壓元件組成。 三.解決途徑： 設(shè)計過程中，要求查閱搜集大量國內(nèi)外資料，密切聯(lián)系同組其他同學(xué)，在原有 的設(shè)計基礎(chǔ)上，認(rèn)真了解小型挖掘機(jī)各個型號的設(shè)計要求。然后根據(jù)指導(dǎo)老師要求， 應(yīng)用解析法與 CAD 制圖結(jié)合必須時應(yīng)用 PRO/E 軟件進(jìn)行繪圖及仿真模擬，使設(shè)計更 加準(zhǔn)確合理。 四、設(shè)計（研究）進(jìn)度計劃： 第 1-3 周 計思想 現(xiàn)場單位學(xué)習(xí)與收集查閱期刊資料，并進(jìn)行歸納總結(jié)，初步形成設(shè) 第 4-6 周 做好液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計的準(zhǔn)備工作，翻譯外文文獻(xiàn)，撰寫開題報告 第 7-9 周 第 10-14 周 第 15-16 周 第 17 周 完成工作裝置設(shè)計、參數(shù)的制定和部件計算方案初稿 完成工作裝置設(shè)計方案的修改，繪制總圖 完善工作裝置設(shè)計和編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 整理資料，進(jìn)行畢業(yè)答辯 第 65 頁  共 66 頁 小型液壓挖掘機(jī)設(shè)計（工作裝置設(shè)計） 五、參考文獻(xiàn)： [1]  黃東勝、邱斌  現(xiàn)代挖掘機(jī)械[M]  北京：人民交通出版社，2003 [2] [3]  何挺繼、朝勇 . 現(xiàn)代公路施工機(jī)械[M] 北京：人民交通出版社，1999 朱齊平 . 進(jìn)口工程機(jī)械使用維修手冊[M] 沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2001 [4] 2000  趙顯新 . 工程機(jī)械液壓傳動裝置原理與檢修[M]  沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， [5] [6] [7] [8] [9]  單斗液壓挖掘機(jī)[M] 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1980 J. of Mechanical Engineering[J] 李自光 展朝勇.公路施工機(jī)械(第二版) 北京：人民交通出版社，2008 吳慶鳴 何小新.工程機(jī)械設(shè)計[M] 武漢：武漢大學(xué)出版社，2006.4 劉文伯 陳國威 機(jī)械工程手冊（第二版） 機(jī)械零部件設(shè)計卷 北京：機(jī)械工業(yè) 出版社，1996 [10] 葉偉等《挖掘機(jī)工作裝置液壓操縱回路 (一)》建筑機(jī)械.2003. [11] 黃誼等.《液壓傳動》.機(jī)械工業(yè)出版社.2000.9 第 66 頁  共 66 頁