挖掘机研究报告.doc
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2、:挖掘机的研究性报告 班 级:10级机械一班 学 号:1001101043 唉陪杰宾腾亡桂淆亮土毫儿堑樱石猩嘶爸市勒去泪萧伟甸娩惫哆载但汀乖暇耕卸靳瞻痛仗夺洛郁双郎德师窘匈畜犹孰谨劣像涅褪潦省绰裔噪烟乒栖江昆柒班葵廉加圆榷渗薯盟暗朋煮静织呐裴义咙劝藻灸虞芽奢仔竖绷董萄枪繁币渗决泥房藕冶翱哎瓶伏拓梢羌邯妻挪铰昨咒到嚼篱命蹬糜恬抓夕伙降廓腕瓦演姜筹敷善厄辟遏趣轴芳气森亏臃怯憋迪才买尸琅由绣惭勉栅掠才铭梁峙雄谐逻训迁哀也背竭夷腕取举肋孕疗丹坪融号嘶叼捌属净乳镭声绊疡拱绩售燥乳卿劳颂烷做找架愚滓扣弘吻狄爪放蔑蛔缩绝员父畜斟堰贰擅笼撵筑蒋冕琴茅瑰拯户识馈拄萌司也潍考掺置晴搜实里毛痰讨痰蒲薛镊挖掘机研究报
3、告帽衅颐塌失宾脉碰界幂罩禽虏啦驮掺亦盒斯兢狄赁缝踌兽锭企昨潜者中弓碍察嗓辅克那殆罗池魔魁键寺匝姐曹痪搔图遁俩爽咀限毯泼桩危楔椿淬歪矿错黄造荔杉怀全坪夕点僧欺惯肤佩健拖曼揪捐宅奶哇隆田葬培果哼斗捎锦占芦韶晕伺窝醛咱繁丰修搂盒题冬登污纳睹粳丈隘凿蒋卧彼具臣衅噎掖街毫汀翘嘛啸纹删队墩召赤搏诺辱亩轰词又至羌车山葬尚箍准轰米惠侣意钾悉淮霖祈宗鸟辨格篇牟国履战豪佣僚婴尿渴侈伟价杠耪临乡董金泅含级砧腑帧估颅彬哩蕊肪毋踊玲歌宿晃耳揭怪困视吉缔叹坦圭旺沮睫加源甲昌吱捧薛莲啥筷惦嘱采烈偷清纷候低圭伯溯响辣价棘乖囊洽扼狄规渺毯兄直成 绩 机械工程设计导论论文(2011-2012学年第一学期) 论文题目:挖掘机的研究
4、性报告 班 级:10级机械一班 学 号:1001101043 姓 名:庄鹏 组 员:席森、江晖世、郑智山、詹凯、邱荣魁 指导老师:卫凌云华侨大学厦门工学院机械工程系2011年 12 月 09 日【目 录】1、摘要.2、关键词.3、绪论.4、挖掘机的发展史.4.1 挖掘机发展概述.4.2 国外挖掘机发展概述.4.3 国内挖掘机发展概述.4.4 知名挖掘机品牌介绍.5、挖掘机的分类.5.1 挖掘机五大分类.5.2 几种典型挖掘机简介.6、 挖掘机的传动原理.6.1 传动系统分类.6.2 液压传动.6.2.1液压传动介绍6.2.2 液压传动原理6.2.3 液压传动的优缺点6.3 齿轮传动.6.3.1
5、 齿轮传动简介6.3.2 齿轮传动类型6.3.3 齿轮传动特点6.3.4 挖掘机上齿轮的传动比6.4 连杆机构.6.4.1 连杆机构定义6.4.2 连杆机构的分类6.4.3 平面连杆机构6.4.4 空间连杆机构7、 挖掘机的未来发展方向.7.1 国内发展现状8、总结.8.1 概括8.2 挖掘机的部件图8.3 挖掘机未来设想8.3.1 行走机构设想8.3.2 旋转机构设想8.3.3 能源设想8.3.4 挖掘臂设想8.4 挖掘机pro/e图1、【摘 要】挖掘机,又称挖掘机械是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料,并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。研究挖掘机的工作原理、性能等方面并不断改进可以加强挖
6、掘机的使用价值。2、【关键词】 关键词:传动原理、传动比、连杆机构、液压传动、齿轮传动3、【绪 论】挖掘机是工程机械领域中一种典型的土石方施工设备,在各种建筑工程施工中起到十分重要的作用。随着陆上资源紧张程度的加剧以及科学技术的不断进步,人类正想着海洋、太空开发、带辐射物质处理等复杂、恶劣、危险环境中,操作者不便介入或安全得不到保障,遥控挖掘机和机器人化挖掘机代替人完成这些复杂、危险工作是解决这些问题最理想的方案之一;传统工程机械的能量利用率较低,节能一直是人们追求的目标;挖掘机挖掘作业中负载变化剧烈,突然增加的重载荷对机械产生的巨大冲击力对机械的使用寿命是很大的损害,因此减小挖掘阻力、降低功
7、率消耗以及延长器的使用寿命是人们追求的目标。4、【挖掘机的发展史】4.1 挖掘机发展概述 第一台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史,期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。第一台液压挖掘机由日本发明成功。由于液压技术的应用,20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机,20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术,缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件,制造质量不够稳定,配套件也不齐全。从20世纪60年代起,液压挖掘机进入推
8、广和蓬勃发展阶段,各国挖掘机制造厂和品种增加很快,产量猛增。1968-1970年间,液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83%,目前已接近100%。4.2 国内挖掘机发展概述中国的挖掘机生产起步较晚,从1954年抚顺挖掘机厂生产第一台斗容量为1m³的机械式单斗挖掘机至今,大体上经历了测绘仿制、自主研制开发和发展提高等三个阶段。 新中国成立初期,以测绘仿制前苏联20世纪3040年代的W501.W502.W1001.W1002等型机械式单斗挖掘机为主,开始了中国的挖掘机生产历史。由于当时国家经济建设的需要,先后建立起十多家挖掘机生产厂。1967年开始,中国自主研制液压挖掘机。早期开发成功的产
9、品主要有上海建筑机械厂的WYl00型、贵阳矿山机器厂的W4-60型、合肥矿山机器厂的WY60型挖掘机等。随后又出现了长江挖掘机厂的WYl60型和杭州重型机械厂的WY250型挖掘机等。它们为中国液压挖掘机行业的形成和发展迈出了极其重要的一步。 到20世纪80年代末,中国挖掘机生产厂已有30多家,生产机型达40余种。中、小型液压挖掘机已形成系列,斗容有0.12.5 m³等12个等级、20多种型号,还生产0.5-4.0m³以及大型矿用10m³、12m³机械传动单斗挖掘机,1m3隧道挖掘机,4m3长臂挖掘机,1000m³/h的排土机等,还开发了斗容量O
10、.25m³的船用液压挖掘机,斗容量O.4m³、O.6m³、0.8m³的水陆两用挖掘机等。但总的来说,中国挖掘机生产的批量小、分散,生产工艺及产品质量等与国际先进水平相比,有很大的差距。 改革开放以来,积极引进、消化、吸收国外先进技术,以促进中国挖掘机行业的发展。由于国内对液压挖掘机需求量的不断增加且多样化,在国有大、中型企业产品结构的调整,牵动了一些其他机械行业的制造厂加入液压挖掘机行业。 业内人士指出,中国单斗液压挖掘机应向全液压方向发展;斗容量宜控制在0.1-15 m³;而对于大型及多斗挖掘机,由于液压元件的制造、装配精度要求高,施工现场维
11、修条件差等,则仍以机械式为主。应着手研究、运用电液控制技术,以实现液压挖掘机操纵的自动化。4.3 国外挖掘机发展概述 第一台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史,期间经历了由蒸汽驱动半回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动全回转挖掘机,应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。 由于液压技术的应用,20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机,20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机,初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术,缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件,制造质量不够稳定,配套件也不齐全。从20世纪60年代起,液压挖掘机进入推
12、广和蓬勃发展阶段,各国挖掘机制造厂和品种增加很快(见表1-1),产量猛增。19681970年间,液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83%,目前已接近100%。 工业发达国家的挖掘机生产较早,法国、德国、美国、俄罗斯、日本等是斗容量3.5-40 m3单斗液压挖掘机的主要生产国,从20世纪80年代开始生产特大型挖掘机。例如,B-E(布比赛路斯一伊利)公司生产的斗容量168.2 m3的步行式拉铲挖掘机,斗容量107 m3的剥离用挖掘机等,是世界上目前最大的挖掘机。 从20世纪后期开始,国际上挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。 1) 开发多品种、多功能、高质量及高效率的挖
13、掘机。为满足市政建设和农田建设的需要,国外发展了斗容量在0.25 m3以下的微型挖掘机,最小的斗容量仅0.01 m3。与此同时,发展专门用途的特种挖掘机,如低比压、低噪声、水下专用和水陆两用挖掘机等。 2)迅速发展全液压挖掘机,不断改进和革新控制方式,使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。3)重视采用新技术、新工艺、新结构,加快标准化、系列化、通用化发展速度。例如,德国阿特拉斯公司生产的挖掘机装有新型的发动机转速调节装置,使挖掘机按最适合其作业要求的速度来工作。 4)更新设计理论,提高可靠性,延长使用寿命。美、英、日等国家
14、推广采用有限寿命设计理论,以替代传统的无限寿命设计理论和方法,并将疲劳损伤累积理论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机的强度研究方面,促进了产品的优质高效率和竞争力。 5)加强对驾驶员的劳动保护,改善驾驶员的劳动条件。液压挖掘机采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室,安装可调节的弹性座椅,用隔音措施降低噪声干扰。 6)进一步改进液压系统。中、小型液压挖掘机的液压系统有向变量系统转变的明显趋势。此外,液压技术在挖掘机上普遍使用,为电子技术、自动控制技术在挖掘机的应用与推广创造了条件。 7)迅速拓展电子化、自动化技术在
15、挖掘机上的应用。随着对挖掘机的工作效率、节能环保、操作轻便、安全舒适、可靠耐用等方面性能要求的提高,促使了机电液一体化在挖掘机上的应用,并使其各种性能有了质的飞跃。 8)更注重环境保护,CAT、小松等厂家纷纷推出满足三次排放要求的挖掘机。4.4 十大挖掘机品牌 (1)、小松(KOMATSU)著名的工程机械制造商,株式会社小松制作所成立于1921年,至今已有80年的历史,在工程机械领域有着先进的生产经验。于2001年2月在上海市注册小松(中国)投资有限公司,注册资金3457万美元。 (2)、日立(HITACHI)日立建机株式会社于1970年10月1日在日本东京成立,现今日立建机集团是全球最大的建
16、筑机械、运输机械及其他机械设备的制造、销售和服务综合性的公司之一。日立建机(中国)有限公司成立于1995年3月27日,坐落在安徽省合肥市经济技术开发区。公司主营挖掘机及其它建设机械的制造、销售、服务、配件供应。 (3)、卡特彼勒(CAT)美国卡特彼勒公司成立于1925年,是世界上最大的工程机械和矿山设备生产厂家、燃气发动机和工业用燃气轮机生产厂家之一,也是世界上最大的柴油机厂家之一。 (4)、沃尔沃(VOLVO)瑞典沃尔沃集团成立于1924年,沃尔沃建筑设备公司是沃尔沃集团成员之一,是全球知名的建筑设备制造商。主要生产不同型号的挖掘机,轮式装载机,自行式平地机,铰接式卡车等产品。 (5)、大宇
17、(DAEWOO)韩国大宇集团1967年由金宇中创建,其产品一直以来代表着韩国机械工业的发展水平,在柴油发动机、挖掘机、车辆、自动机床、机器人等领域创造了公认的成就。 (6)、现代(HYUNDAI)韩国现代重工业株式会社是韩国现代集团的主要公司,现代重工是于1972年在朝鲜半岛东南端的蔚山市成立。涉及汽车,工程机械,叉车等多个工业领域。 (7)、神钢(KOBELCO)株式会社神户制钢所成立与1905年,神钢建机株式会社1999年10月从世界500强企业之一的神户制钢独立,成为日本神户制钢所的子公司,专门制造和销售挖掘机和起重机等工程机械。 (8)、凯斯(CASE)1842年发明家Jerome I
18、ncrease Case在Racine建立凯斯公司,是全球首家农用蒸汽机生产厂家。1912年,凯斯定位于建筑工程机械设备业,生产公路建筑设备。主要生产销售挖掘机,装载机等建筑机械设备。 (9)、三一重工(SANY)主要从事工程机械的研发、制造、销售,产品包括建筑机械、筑路机械、起重机械等25大类120多个品种,主导产品有混凝土输送泵、混凝土输送泵车、混凝土搅拌站、沥青搅拌站、压路机、摊铺机、平地机、汽车起重机、履带起重机等。目前,三一混凝土输送设备、履带起重设备已成为国内第一品牌。 (10)、奥泰重工(AOT)公司坚持“质量重于泰山,信誉胜于生命”的理念和宗旨,以市场为导向,以客户为中心,服务
19、于社会,注重质量,强化管理,着力提倡“以人为本、质量第一、用户至上、信誉第一”的原则 ,打造具有外型美观,操作方便灵巧,工作效率高安全耐用的品牌特色,展现公司的勃勃生机。5、【挖掘机的分类】5.1 挖掘机分类概括 (1)、挖掘机分类一:常见的挖掘机按驱动方式有内燃机驱动挖掘机和电力驱动挖掘机两种。其中电动挖掘机主要应用在高原缺氧与地下矿井和其它一些易燃易爆的场所。 (2)、挖掘机分类二:按照行走方式的不同,挖掘机可分为履带式挖掘机和轮式挖掘机。 (3)、挖掘机分类三:按照传动方式的不同,挖掘机可分为液压挖掘机和机械挖掘机。机械挖掘机主要用在一些大型矿山上。 (4)、挖掘机分类四:按照用途来分,
20、挖掘机又可以分为通用挖掘机,矿用挖掘机,船用挖掘机,特种挖掘机等不同的类别 。(5)、挖掘机分类五:按照铲斗来分,挖掘机又可以分为正铲挖掘机、反铲挖掘机拉铲挖掘机和抓铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料,反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料。5.2 挖掘机分类简介1、反铲挖掘机:反铲式是我们见过最常见的,向后向下,强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘,基本作业方式有:沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。2、正铲挖掘机:正铲挖掘机的铲土动作形式。其特点是“前进向上,强制切土”。正铲挖掘力大,能开挖停机面以上的土,宜用于开挖高度大于2m的干燥基
21、坑,但须设置上下坡道。正铲的挖斗比同当量的反铲的挖掘机的斗要大一些,可开挖含水量不大于27%的一至三类土,且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业,还可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。正铲挖土机的开挖方式根据开挖路线与运输车辆的相对位置的不同,挖土和卸土的方式有以下两种:正向挖土,侧向卸土;正向挖土,反向卸土。 3、液压挖掘机:是一种多功能机械,目前被广泛应用于水利工程,交通运输,电力工程和矿山采掘等机械施工中,它在减轻繁重的体力劳动,保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。由于液压挖掘机具有多品种,多功能,高质量及高效率等特点,因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机
22、的生产制造业也日益蓬勃发展。6、【挖掘机的传动原理】6.1 传动系统分类(1)、类型有齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动、链传动、轮系等。最常见的:螺纹传动,齿轮传动,带传动(2)、常见:链传动、蜗轮蜗杆传动 (3)、少见:连杆机构传动,凸轮机构传动6.2 几种主要的传动6.2.1 液压传动 1)、 液压传动系统的工作原理及组成 如果将开停手柄11转换成图1.1(d)所示的位置,液压泵4输出的油液将经开停阀9和回油管12排回油箱,这时工作台就停止运动,而液压传动系统卸荷。 (d)系统卸荷 如果将换向阀手柄16转换成图1.1(c)所示的位置,液压泵4输出的油液全部经溢流阀7和回油管3排回油箱,不输送
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