【正文】 液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，傳送給油缸、油馬達(dá)等轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再傳動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)和工作過程。在全液壓挖掘機(jī)中這些運(yùn)動(dòng)都靠液壓傳動(dòng)。工作裝置是挖掘機(jī)完成實(shí)際作業(yè)的主要組成部分，它是帶有液壓缸的空間多桿機(jī)構(gòu)。行走裝置是整個(gè)機(jī)器的支撐部分，承受機(jī)器的全部重量和工作裝置的反力，同時(shí)能使挖掘機(jī)作短途行駛。因此挖掘機(jī)原動(dòng)力一般由柴油機(jī)提供，柴油機(jī)具有工作可靠、功率特性曲線硬、燃油經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，符合挖掘機(jī)工作條件惡劣，負(fù)載多變的要求?？紤]到液壓挖掘機(jī)常作用于野外，而柴油機(jī)作為動(dòng)力裝置不受電源、電纜的限制，使得液壓挖掘機(jī)移動(dòng)行走方便，顧本設(shè)計(jì)采用了柴油機(jī)作為動(dòng)力源。為了節(jié)能，各國都在關(guān)注燃燒過程，研究燃用低質(zhì)劣油和非石油制品燃料。柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使用成本低，在相同的駕駛歷程里，可以設(shè)置容積小些的油箱。從系統(tǒng)仿真建模的角度，挖掘機(jī)可分為:動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)有液壓泵、控制閥、液壓缸、液壓馬達(dá)、管路、油箱等組成。每條履帶各自有驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)及減速裝置。 2 挖掘機(jī)的整體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)依據(jù)履帶式行走裝置的特點(diǎn)：牽引力大，接地比小，轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動(dòng)靈活。這些都將進(jìn)一步促進(jìn)我國挖掘機(jī)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。但在可靠性、舒適性、作業(yè)效率及制造水平等方面和國外先進(jìn)水平還有相當(dāng)差距。(4)采用了當(dāng)今世界上流行的流線形外觀設(shè)計(jì)，并采用了前后玻璃分別為一體的更加優(yōu)美的空調(diào)密封駕駛室。同時(shí)還采用了多種型式的電子監(jiān)控系統(tǒng)。(2)機(jī)電一體化水平大大提高。目前我國挖掘機(jī)行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了第三代產(chǎn)品，以柳工、徐工的ZLOG為代表。它與第一代顯著不同之處，主要是增設(shè)了空調(diào)系統(tǒng)、緊急制動(dòng)系統(tǒng)、落物保護(hù)裝置等。國內(nèi)發(fā)展概況，向我國挖掘機(jī)行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，基本上都是以柳工70年代初開發(fā)的ZL50為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。(7)負(fù)載感應(yīng)變速系統(tǒng)—根據(jù)負(fù)載狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)車速及發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪扭矩，實(shí)現(xiàn)高速、小扭矩或低速、大扭矩的動(dòng)力輸出。(5)關(guān)鍵信息顯示/管理系統(tǒng)—采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，在辦公室的控制中心實(shí)時(shí)控挖掘機(jī)的作業(yè)狀態(tài)，據(jù)此向司機(jī)提供基于文字提示的精確的故障診斷信息。(3)動(dòng)力電子控制/管理系統(tǒng)—根據(jù)傳動(dòng)裝置及液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，以滿足不同作業(yè)工況的需要，提高燃料的經(jīng)濟(jì)性。(2)采用脈沖調(diào)節(jié)交流變頻系統(tǒng)和全功率調(diào)節(jié)變量系統(tǒng)，使其可承受寬幅電壓波動(dòng)范圍(+10%—30%),獲得比較理想的挖掘特性；功率因數(shù)較高，耗電量較低。 國內(nèi)外液壓挖掘機(jī)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 研究現(xiàn)狀國外發(fā)展現(xiàn)狀，為了提高挖掘機(jī)的作業(yè)生產(chǎn)率，自90年代以來，各生產(chǎn)廠商在廣泛采用新技術(shù)，相繼研制出許多功能超強(qiáng)的系統(tǒng)。這種挖掘機(jī)的工作裝置靠個(gè)構(gòu)件繞絞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)來完成作業(yè)。 拖式挖掘機(jī)沒有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，行走時(shí)由拖拉機(jī)牽引。這種挖掘機(jī)都是四支點(diǎn)，目前輪胎式液壓挖掘機(jī)的行走部分斗數(shù)采用機(jī)械傳動(dòng)和單獨(dú)液壓馬達(dá)的集中傳動(dòng)。 （1）根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的類型來劃分 根據(jù)行走機(jī)構(gòu)的不同，可分為履帶式、輪胎式、汽車式、懸掛式和拖式。更換工作裝置時(shí)，由于不牽連狀態(tài)上不的其他機(jī)構(gòu)，一次更換工作裝置容易，而機(jī)械式挖掘機(jī)則受到提升機(jī)構(gòu)和推壓機(jī)構(gòu)的牽連和限制 3)由于液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，因此現(xiàn)在挖掘機(jī)普遍采用了以微處理器為核心的電子控制單元，使發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓泵、控制閥和執(zhí)行元件在最佳匹配狀態(tài)下工作，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和提高作業(yè)效率，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)整機(jī)狀態(tài)參數(shù)的電子控制和故障診斷。 基于液壓傳動(dòng)的上述特點(diǎn)，液壓挖掘機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)相比，具有以下主要特點(diǎn)： 1)大大的改善了挖掘機(jī)的性能，挖掘力大、牽引力大、機(jī)器重量輕、傳動(dòng)平穩(wěn)，作業(yè)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。 5）可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 3）重量輕、體積小、運(yùn)動(dòng)慣性小、反應(yīng)速度快。所以，液壓挖掘機(jī)作為工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，對于減輕工人繁重的體力勞動(dòng)，提高施工機(jī)械化水平，加快施工速度，促進(jìn)各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展，都起著很大的作用。 在漏天采礦上，可用來剝離表面、采掘礦石和煤，也可用來進(jìn)行裝載和鉆孔等作業(yè)。 在水利中，可用來開挖水庫、運(yùn)河、水電站堤壩的基坑、排水或灌溉的溝渠，疏浚原有的河道等。 在建筑工程中，可用來挖掘基坑、拆除舊有建筑物、平整場地等。所以，液壓挖掘機(jī)是一種周期作業(yè)的土方機(jī)械。它的發(fā)展與應(yīng)用反應(yīng)了一個(gè)國家施工機(jī)械化的水平。畢業(yè)論文題 目 挖掘機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 班 級 機(jī)升0901 學(xué) 生 劉長平 學(xué) 號 20090404036 指導(dǎo)教師 趙洪華 二〇一一 年五月二十五日1 前言改革開放以來，我國的科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，各行各業(yè)都發(fā)生了翻天覆地的變化，各行各業(yè)都在奮力拼搏、大膽創(chuàng)新，使得工程機(jī)械品種不斷增加，產(chǎn)量不斷升高、性能不斷完善、發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。 液壓挖掘機(jī)是工程機(jī)械的一個(gè)重要品種，是一種廣泛用于建設(shè)、鐵路、公路、水利、采礦等建設(shè)工程的土方機(jī)械。 液壓挖掘機(jī)是在機(jī)械傳動(dòng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，液壓挖掘機(jī)的工作過程是以鏟斗的切割刃切削，鏟斗裝滿后提升回轉(zhuǎn)至卸載位置，卸空后的鏟斗再回到挖掘位置并開始下一次的作業(yè)。 液壓挖掘機(jī)在工業(yè)與民用建筑、交通運(yùn)輸、水利施工、漏天采礦及現(xiàn)代化軍事工程中都有著廣泛的應(yīng)用，是各種土石方施工中不可少的一種重要機(jī)械設(shè)備。更換工作裝置后，可進(jìn)行裝卸、打樁和拔除樹根等作業(yè)。 在鐵路公路建設(shè)中，用來挖掘土方、建筑路基、平整地面和開挖路旁排水溝。 在軍事工程中，可用來筑路、挖壕溝和掩體、建造各種軍事建筑物。 液壓挖掘機(jī)的工作特點(diǎn)和基本類型 1）液壓挖掘機(jī)在動(dòng)力裝置和工作裝置之間采用容積式液壓靜壓傳動(dòng)，即靠液體的壓力能進(jìn)行工作，液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比有許多優(yōu)點(diǎn) 2）液壓傳動(dòng)的各種元件，可以根據(jù)需要方便、靈活地來布置。 4）操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速（調(diào)速范圍達(dá)2000：1）。 6）一般采用礦物油作為工作介質(zhì)，相對運(yùn)動(dòng)面可自行潤滑，使用壽命長； 7）很容易實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)/8) 很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化，當(dāng)采用電液聯(lián)合控制后，不僅可實(shí)現(xiàn)更高程度的自動(dòng)控制過程，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。 2)液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)有防止過載的能力，所以使用安全可靠，操縱簡便，由于可采用液壓先導(dǎo)控制，無論驅(qū)動(dòng)功率多大，操作均很靈活，司機(jī)的工作條件得到了改善。 4)液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于組織大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)，進(jìn)一步提高了效率和降低成本。履帶式液壓挖掘機(jī)應(yīng)用最廣，在任何路面行走都具有良好的通過性，對土壤有足夠的附著力，接地比壓小，作業(yè)時(shí)不需設(shè)支腿，使用范圍較大，在土質(zhì)松軟或沼澤地帶作業(yè)的液壓挖掘機(jī)，還可以通過加寬履帶來降低接地比壓 輪胎式液壓式液壓挖掘機(jī)具有行走速度快，機(jī)動(dòng)性好，可在多種路面上行走的特點(diǎn)。 懸掛式液壓挖掘機(jī)式將工作裝置安裝在輪胎式拖拉機(jī)上，可以達(dá)到一機(jī)多用的目的，拆卸方便，成本低廉。 （2）根據(jù)工作裝置劃分 根據(jù)工作裝置的不同可分為鉸鏈?zhǔn)胶蜕炜s臂式挖掘機(jī)鉸鏈?zhǔn)焦ぷ餮b置應(yīng)用較為普遍。伸縮臂是挖掘機(jī)的動(dòng)臂由主臂及伸縮臂組成，伸縮臂可以在主臂內(nèi)伸縮，還可以變幅。國外挖掘機(jī)制造采用的先進(jìn)技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)改革動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)，用“交—直”變流拖動(dòng)裝置代替發(fā)電機(jī)組；工作裝置及其過載保護(hù)機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)；行走機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)或用電動(dòng)機(jī)配以大型減速箱的獨(dú)立行走方案。同時(shí)，使維護(hù)工作量減小，設(shè)備利用率提高。(4)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)—當(dāng)挖掘機(jī)處于非作業(yè)工況時(shí)，自動(dòng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減少燃料消耗及發(fā)動(dòng)機(jī)噪音。(6)轉(zhuǎn)向變速集成控制系統(tǒng)—取消傳統(tǒng)的方向盤和變速桿，將轉(zhuǎn)向與變速操縱裝置集成為一個(gè)操縱手柄，并采用簡單的觸發(fā)式控制開發(fā)和選檔用的分裝式加速按鈕。(8)監(jiān)控/管理系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控/管理挖掘機(jī)數(shù)十項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)，在遇到突發(fā)或緊急情況時(shí)很容易通過液晶儀表顯示、聽覺與視覺相結(jié)合報(bào)警信號，提醒駕駛?cè)藛T注意。進(jìn)入80年代消化吸收了美國Caterpillar、日本小松等先進(jìn)技術(shù)，逐步開發(fā)成功了我國第二代挖掘機(jī)產(chǎn)品。我國的第二代產(chǎn)品與國際先進(jìn)水平相比，在機(jī)電一體化、操縱舒適性、作業(yè)效率等方面有較大差距，差距最大的是產(chǎn)品可靠性。第三代產(chǎn)品的顯著特點(diǎn)有:(1)工作液壓系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力與國際接軌，由原來普遍的16MPa提高到20MPa以上。變速操縱由原來的機(jī)械液壓操縱改為電腦集成控制系統(tǒng)(EST17T)控制電液操縱。(3)采用了全密封內(nèi)藏濕式多片式制動(dòng)器及制動(dòng)可靠、性能卓越的全液壓制動(dòng)系統(tǒng)。 第三代產(chǎn)品的整機(jī)性能也有很大的提高，各主要性能指標(biāo)基本上能與世界先進(jìn)水平接軌。第四代產(chǎn)品在第三代的基礎(chǔ)上也已出現(xiàn)，進(jìn)一步優(yōu)化了整機(jī)的性能及配置，電控箱、濕式制動(dòng)器等新技術(shù)得到了應(yīng)用，并形成了各企業(yè)的專有技術(shù)及專利技術(shù)，使產(chǎn)品以嶄新的面目推場。