挖掘机毕业设计开题报告

附表2：

毕业设计开题报告

班级：姓名：

用于修筑铁路的繁重工作，被认为是现代挖掘机的先驱，距今已有170多年的历史。1950年，德国研制出世界上第一台全液压挖掘机（图1－2）。由于科学技术的飞速发展，各种新技术、新材料不断在挖掘机上得到应用，尤其是电子技术和信息技术的应用使得液压挖掘机在作业效率、可靠性、安全性和操作舒适性以及节能、环保等方面有了长足的进步。目前液压挖掘机已经在全世界范围内得到广泛应用，成为土石方施工不可缺少的重要机械装备。

图1－1 蒸汽机驱动的“动力铲”图1－2 早起全液压挖掘机

3.1.1国内液压挖掘机的发展概况

我国从1967年开始自行研制液压挖掘机。早期开发成功的产品主要有上海建筑机械厂的WY100、贵阳矿山机器厂的W4-60、合肥矿山机器厂的WY60等。到20世纪701年代末80年代初，长江挖掘机厂和杭州重型机械厂分别研制成功了WY160和WY250等液压挖掘机产品。从1994年开始，美国的卡特彼勒公司、日本的神户制钢所、日本的小松制作所、日本的日立建机株式会社、韩国大宇重工、韩国现代重工业以及德国利勃海尔、德国雪孚、德国阿特拉斯、瑞典沃尔沃等公司先后在中国建立了中外合资、外商独资挖掘机生产企业，生产具有世界先进水平的多种型号和规格的液压挖掘机产品。

近年来我国经济增长迅速，液压挖掘机市场需求不断扩大，形成了巨大的挖掘机市场空间，但该行业主要由合资企业和外资企业所垄断。国内一些工程机械行业的上市股份公司通过合资的方式介入了挖掘机产业，同时国内还有众多的企业也在生产液压挖掘机，但在生产

铲斗挖掘力可达25KN。卡特彼勒公司最小的微型挖掘机为301.5，其整机质量只有1673kg，发动机功率为13KW，斗容量范围为0.018～0.056m3。如图1－4为微型挖掘机。

图1－3 超大型液压挖掘机图1－4 微型挖掘机

（2）液压挖掘机的多功能化

中、小型液压挖掘机趋向于一机多能，配备了多种工作装置。除正铲、反铲外，还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、振捣器、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、绞盘及拉铲等，以满足各种施工的需要。与此同时，发展专门用途的特种挖掘机，如低接地比压、低噪声、水下专用和水路两用液压挖掘机等。

（3）液压挖掘机的电子化和信息化

世界上各大液压挖掘机生产厂商在应用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度的过程中，重视电子技术、信息技术在挖掘机上的应用，使挖掘机向高效、节能、安全、环保以及操作方便舒适的方向发展。从20世纪80年代开始，以微电子技术为核心的高新技术，特别是微机、微处理器、传感器和检测仪表在挖掘机上的应用，推动了电子控制技术在挖掘机上的应用和推广，并已成为液压挖掘机现代化的重要标志。目前先进的液压挖掘机均装有电子控制单元（ECU），用于发动机和泵阀的电子控制以及工作模式控制和工作状

需要较大的挖掘力以保证能挖掘较大厚度的土壤，因此挖掘机的最大挖掘力一般是由转斗液压缸实现的。由于挖掘力大且挖掘行程短，因此转斗挖掘可用于清楚障碍或提高生产率。在实际工作中，熟练的液压挖掘机操作人员可根据实际情况，合理操纵各个液压缸，往往是各液压缸联合工作，实现最有效的挖掘作业。例如，挖掘机基坑时由于挖掘深度较大，并要求有较陡而平整的基坑壁，而采用动臂和斗杆同时工作；当挖掘基坑底时，挖掘行程将结束，为加速装满铲斗，或挖掘过程中调整切削角时，则需要铲斗液压缸和斗杆液压缸同时工作。

反铲工作装置布置如下图示

图1－5 液压挖掘机反铲工作装置（1－动臂；2－动臂液压缸；3－斗杆液压缸；4－斗杆；5－铲斗液压缸；6－铲斗；7－连杆；8－摇杆）

4.1反铲工作装置铰点布置与油缸行程

反铲工作装置实际上是多个连杆机构的组合。在发动机功率、整机质量和铲斗容量等主要参数及工作装置基本形成初步确定的情况下，工作装置各铰点的布置及各工作油缸参数的选择是否合理，会直接影响液压挖掘机的实际挖掘能力。

4.2动臂及斗杆的结构形式

动臂是工作装置中的主要构件，斗杆的结构形式往往取决于动臂的结构形式。反铲动臂可分为整体式和组合式两类。组合式动臂一般都为弯臂形式。其组合方式有两类，一类用辅助连杆连接，另一类用螺栓连接。采用整体式弯动臂有利于得到较大的挖掘深度，另外，整体式动臂结构简单、价廉，刚度相同时结构

（2）、保证斗杆的摆角范围。斗杆摆角范围一般取100～300度。在斗杆油缸和转斗油缸同时伸出最长时，铲斗前臂和动臂之间的距离应大于10cm。一般说来，斗杆越长，则其摆角范围可以取得越小一些。

4.5 铲斗油缸的布置

确定铲斗油缸铰点、行程及连杆机构力臂时应考虑以下因素。

（1）、保证转斗挖掘时产生足够大的斗齿挖掘力，即在铲斗油缸全行程中产生的斗齿挖掘力应大于正常工作情况下的挖掘阻力。当铲斗油缸作用力臂最大时，所产生的最大斗齿挖掘力应基本上等于最大挖掘阻力。当油缸全伸时，应能使满载铲斗静止不动。

（2）、保证铲斗的摆角范围。铲斗的摆角范围一般取140～160度，在特殊作业时可以大于180度，摆角位置可以按图1－6布置。当铲斗油缸全缩时，铲斗与斗杆轴线夹角（在轴线上方）应大于10度，常取15～25度，铲斗油缸全伸、铲斗满载回转时，应使土壤不从斗中撒落。

图1－6铲斗摆角范围

（3）、铲斗从位置Ⅰ到位置Ⅱ时，铲斗油缸作用力臂最大，这时能得到斗齿最大挖掘力。从单独进行转斗挖掘动作的角度看，铲斗从位置Ⅰ到位置Ⅱ的转角应该为铲斗整个切削角度的1/2左右，即当铲斗挖掘深度最大时，正好斗齿挖掘力也最大。实际上铲斗的切削转角是可变的。在许多情况下，特别是进行复合动作挖掘时，铲斗的切削转角一般都小于100度，而且铲斗也不一定都在初始位置Ⅰ