挖掘机开题报告Word下载.doc

挖掘机开题报告Word下载.doc

《挖掘机开题报告Word下载.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《挖掘机开题报告Word下载.doc（9页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

2．国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。

在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。

3．课题研究（或设计）的内容。

要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。

研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。

4．研究（或设计）方法。

科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。

因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究（或设计）方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计（论文）。

5．实施计划。

要在研究提纲中按研究（或设计）内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。

二、开题报告

1．开题报告可在指导教师所在教研室或学院内举行，须适当请有关专家参加，指导教师必须参加。

报告最迟在毕业（生产）实习前完成。

2．本表（页面：

A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、指导教师、所在学院（要原件）各一份。

三、注意事项

1．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。

在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包办代替。

2．无开题报告者不准申请答辩。

一、选题依据（拟开展研究项目的研究目的、意义）

液压挖掘机是在机械传动挖掘机的基础上发展起来的。

它的工作过程是以铲斗的切削刃切削土壤，铲斗装满后提升、回转至卸土位置，卸空后的铲斗再回到挖掘位置并开始下一次的作业。

因此，液压挖掘机是一种周期作业的土方机械。

液压挖掘机与机械传动挖掘机一样，在工业与民用建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代军事工程中都有着广泛的应用，是各种土石方施工中不可缺少的一种重要机械设备。

在建筑工程中可用来挖掘基坑、排水沟，拆除旧有建筑物，平整场地等，更换工作装置后，可以进行装卸、安装、打桩和拔除树根等作业。

在水利施工中，可用来开挖水库、运河、水电站堤坝的基坑、排水和灌溉的沟渠，疏浚和挖深原有河道等。

在铁路、公路建设中，用来挖掘土方、建筑路基、平整地面和开挖路旁排水沟等。

在石油、电力、通信业的基础建设及市政建设中，用来挖掘电缆沟和管道沟等。

在露天采矿场上，可用来剥离表土、采掘矿石和煤，也可用来进行堆弃、装载和钻孔等作业。

在军事工程中，可用来筑路、挖壕沟和掩体、建造各种军事建筑物。

所以，液压挖掘机作为工程机械的重要品种，对于减轻工人繁重的体力劳动，提高施工机械化水平，加快施工进度，促进各项建设事业的发展，起着很大的作用。

据建筑施工部门统计，一台斗容量为1.0m的液压挖掘机挖掘Ⅰ－Ⅳ级土壤时，每班生产率大约相当于300～400个人一天的工作量。

因此，大力发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加快国民经济的发展具有重要意义。

另外，液压挖掘机作为土石方施工设备，其动臂、斗杆、铲斗在工作过程中起着关键性作用，因此对其进行结构优化设计十分必要。

在工程设计中优化设计是将设计问题转化为最优化问题。

通常是借助计算机高速运算与逻辑判断功能，从满足设计方案中，按照预定的目标，利用计算机对其进行优化设计，对挖掘机的动臂、斗杆、铲斗进行优化，关键是符合实际且有效的数学模型。

因此，本文着重研究并建立动臂、斗杆、铲斗的数学模型，对于提高挖掘机工作装置设计质量和确保优化设计有效性具有十分重要的意义。

二、文献综述内容（在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献）

挖掘机的最早雏形，主要用于河道、港口的疏浚工作，第一台有确切记载的挖掘机械是1796年英国人发明的蒸汽“挖泥铲”。

而能够模拟人的掘土工作，在陆地上使用的蒸汽机驱动的“动力铲”。

于1835年在美国诞生，主要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。

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。

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，但在生产规模、品种、质量等方面与国外大公司相比还有一定差距。

为了发展民族挖掘机产业，必须瞄准国际先进水平，围绕国内外两个市场，在充分利用国际化配套和国外先进技术的基础上，增强自主创新意识，掌握核心设计制造技术，发挥性价比优势，提高产品竞争力，把我国液压挖掘机产品做大做强。

3.1.2国外液压挖掘机目前水平及发展趋势

工业发达国家的液压挖掘机生产较早，产品线齐全，技术成熟。

美国、德国、日本是液压挖掘机的主要生产国，具有较高的市场占有率。

从20世纪后期开始，国际上液压挖掘机的生产从产品规格上看，在稳定和完善主力机型的基础上向大型化、微型化方向发展；

从功能上看，在满足基本功能的基础上，向多功能化、专用化方向发展；

从产品性能上看，向高效节能化、自动化、信息化、智能化的方向发展。

（1）液压挖掘机的大型化和微型化

大型液压挖掘机主要用于大型露天矿山的开采及大型基础建设，多数为正铲。

如日本的日立建机开发的UH50型正铲液压挖掘机斗容量为8.2m质量为175t，EX3500型正铲斗容量为18.8m，整机质量为330t。

日立建机于2004年开发成功了超大型液压挖掘机EX8000,铲斗容量为40m，整机质量为780t。

目前全球最大型液压挖掘机为TEREX-O&

K公司制造的RH400型，整机质量为980t，斗容量为50m。

大型液压挖掘机的其他代表产品主要有小松的PC8000、三菱的MS1600、卡特彼勒的5130和5230、曼内斯曼－德马克的H485以及利勃海尔的R992和R994等。

如图1－3所示为超大型液压挖掘机。

为满足市政建设和农田建设的需要，国外发展了斗容量在0.25m以下微型液压挖掘机，最小的斗容量仅有0.01m。

例如，美国卡特彼勒公司新近发布的302.5C微型液压挖掘机，其整机质量仅有2850kg，配备三菱S3L2型18.6KW柴油发动机，其排放符合美国EPA2级和欧Ⅱ标准，所配备斗容量范围为0.035～0.092m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0.018～0.056m。

如图1－4为微型挖掘机。

（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态监控。

应用在液压挖掘机柴油机上的控制装置主要有电子调速器、自动怠速系统、电子功率优化系统和电子油门控制系统等。

泵阀电子控制系统主要有功率控制系统、流量控制系统和负荷传感控制系统等。

卡特彼勒和阿特拉斯等公司开发了挖掘机车载卫星全球定位系统（GPS），用户可通过电信数据中心和国际互联网随时了解挖掘机的工作位置和工作环境，并通过对各种参数的分析了解挖掘机的工作状况，以确保安全使用和工作效率。

（4）液压挖掘机设计制造手段的现代化

美国、英国、日本等国家的液压挖掘机制造厂商在更新设计理论、提高可靠性、延长使用寿命等方面做了大量工作，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实验技术、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，提高了产品质量和竞争力。

随着大型CAE软件的日渐成熟，虚拟设计技术和计算机仿真技术也被液压挖掘机的设计过程中。

以往一种新机型需要经过多次反复试制、试验和修改，一般需要几年时间才能定型。

而采用虚拟设计和计算机仿真技术，新产品设计可利用专业CAD软件、有限元分析软件和动力学仿真软件进行三维数字化建模、三维虚拟装配和基础零部件分析、优化，并进行整机的虚拟样机仿真和虚拟试验，直接在虚拟样机上修改设计，最终生成用于生产的产品工程图和工艺文件，缩短了新产品的研制周期，加速了液压挖掘机更新换代的进程。

（5）增强液压挖掘机的安全性和舒适性

随着世界贸易一体化进程的加快，各国对液压挖掘机的乘员安全保护及工作环境条件提出了更高要求。

国外先进的液压挖掘机普遍采用带有落物保护结构（FOPS）和滚翻保护结构（ROPS）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，操纵机构采用液压先导控制或电液比例控制，操作轻快、省力，操作环境的设计更加符合人机工程学。

（6）液压挖掘机的液压系统得到进一步改进

国外液压挖掘机液压系统总的发展趋势是高压、高速、大流量、低成本、高质量和高可靠性。

国外知名公司的主流机型广泛采用双泵变量系统、液压先导控制、负荷传感控制等新技术。

例如卡特彼勒公司新推出的325D型挖掘机系统压力最大为35MPa，主泵流量为2*235L/min。

卡特彼勒的D系列挖掘机提供两种性能设定模式，标准操作模式和经济操作模式，以增强操作人员对机器性能与施工需要相匹配的控制能力。

在标准操作模式中，可获得高生产率和燃油效率，在市政建设等较轻的作业中，可切换到经济模式，耗油量可降低15％。

（7）节能降耗成为挖掘机技术研究的热门

液压挖掘机是一种大功率设备，其能量总利用率仅为20％左右。

在液压挖掘机上应用机电一体化技术，监测挖掘机的状态参数并进行分析运算，通过控制挖掘机的状态，使其在提高工作效率的同时达到节能的效果。

当今世界，能源短缺，油价不断上涨。

节省燃油，提高操作效率，就意味着提高了设备的性价比，增强了设备的竞争力。

对于液压挖掘机，节能的目的不光是提高燃油的利用率，提高设备的操作效率，还在于提高了设备的可靠性，从而达到降低使用成本的效果。

资料显示，工程机械将近40％的故障来自发动机。

采用节能技术后，可以使动力系统与负载所需功率更好地匹配，减少液压系统功率损失，提高发动机功率利用率，降低了发动机和液压元件的工作强度，从而提高设备在使用中的可靠性。

世界范围内液压挖掘机功率控制节能技术的研究，从部件和整机两个层次上展开。

1）针对挖掘机的各种重要部件如发动机、变量泵、马达、各种控制阀，

采取节能、提高效率的措施。

目前各种节能方案中得到成功应用的功率匹配方案，多在挖掘机“发动机－液压系统－铲斗－负载”整个能量传递链上的某个环节实现功率匹配，主要是发动机－泵的功率匹配和泵－负载的功率匹配控制方案。

在液压挖掘机上实现发动机－泵的功率匹配，主要是提高泵对发动机输出功

率的吸收能力，在采用转矩控制或者转速感应控制实现泵－发动机精确匹配下，泵把吸收的发动机功率尽可能多地转化为液压能，实现节能效果。

2）针对泵－负载功率匹配的方案中应用较广泛的液压控制有负载传感控制、负荷流量控制，均为通过调节变量泵的摆角变化使输出流量与执行机构的输入流量相匹配，从而减少溢流损失和节流损失。

3）围绕挖掘机整机性能展开研究。

　　综合考虑发动机－泵、阀－负载的功率匹配，在发动机－泵这个环节调节泵的流量，保证泵把发动机的功率基本吸收而转化为液压能；

在阀－负载这个环节调节阀的开口，目的是在压力随负载变化的情况下以改变执行机构速度的方式随时把液压能发挥到最大，在这两个阶段分别调节从而实现由发动机－液压系统－负载的全局功率匹配。

目前湖南山河智能公司开始了“发动机－液压系统－执行系统－负载”的全局功率匹配挖掘机的研发工作，山河智能公司在其SWE85挖掘机上已经分模块作出实验并逐步走向应用。

参考文献

【1】同济大学主编.单斗液压挖掘机[M]中国建筑工业出版社1986.11

【2】孔德文,赵克利,　徐宁生等.液压挖掘机[M]化学工业出版社2007.1

【3】张启君.关于我国挖掘机行业发展方向的探讨[J]徐工研究院2004.5

【4】工程机械文摘.　挖掘机械－单斗液压挖掘机[J]

【5】胡乾桂,邹十践.　初探我国工程机械行业发展的新趋势[J]　机械广场　2007.1

【6】朱红妹,卫少克,刘钊.　液压挖掘机挖掘工况与挖掘力分布特性分析　同济大学　2000

【7】矿山机械.　谈谈反铲液压挖掘机的挖掘力[J]　2003.02

【8】史清录,林慕义,康健.挖掘机的最不稳定姿态研究[J]农业机械学报。

第35卷第5期

【9】谢习华,周亮,张大庆.　液压挖掘机技术研究的发展现状[J]工程机械　第38卷2007.8　

【10】《中国机械工业标准汇编》起重机械卷（上、中、下）[M]北京：

中国标准出版社2002.02

【11】葛正浩，李宗民等.三维机械设计.北京：

化学工业出版社，2008

【12】张佑林，王琳.现代机械工程图学教程.北京：

科学出版社，2007

【13】付风岚，胡业发，张宝新.公差与检测技术.北京：

科学出版社，2006

【14】DSSolidworks公司.零件与装配体教程（2010版）.北京：

机械工业出版社，2010

【15】辛文彤,李志尊.SolidWorks2012中文版.人民邮电出版社,2013

三、研究方案（主要研究内容、目标，研究方法）

研究内容：

本篇论文主要由四个部分组成。

绪论部分主要介绍论文背景，汽轮机概况和工作分析，为下一部分奠定基础。

第二部分对工作中挖掘机分析计算，形成论文主体。

第三部分根据分析计算来优化改善挖掘机结构，提高工作效率。

最后，论文总结。

研究目标：

通过对挖掘机工作时分析，改善挖掘机结构，合理选材选型。

研究方法：

首先，查阅文献，搜集挖掘机相关的资料了解论文写作主体。

其次，研究挖掘机工作时的工作装置,并进行软件辅助分析。

再次，根据分析选择合适的挖掘机结构及材料等，来提高挖掘机效率和寿命。

四、进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度）

2015年1月10日-2月20日做好论文选题、开始收集相关文献资料。

2015年2月20日-3月8日依据收集的相关文献资料，完成开题报告。

2015年3月9日-4月28日做好课题数据采集、整理，写好论文初稿，上交指导教师。

2015年4月29日-5月28日对论文初稿修定，并补充相关数据，形成正稿，上交指导师。

2015年5月27日-6月3日对论文最后定稿、打印，准备论文答辩。

五、指导教师对开题报告的评语

在开题期间查阅了大量文献，文献综述内容丰富，有利于进一步开展后续工作。

签字：

2014年月日

六、专业意见

专业负责人签字：

七、学院意见

学院（章）：

学院负责人签字：