液壓挖掘機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　液壓挖掘機(jī)是一種多功能的工程機(jī)械，通常用于挖掘、傾倒、表面處理、提升及其他工作。然而，液壓挖掘機(jī)的駕駛者必須有多年訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)才能工作起來又快又嫻熟。每個(gè)液壓挖掘機(jī)有三個(gè)鉸接件：動(dòng)臂、斗桿和鏟斗。操縱者只有兩只手，所以，對(duì)于初學(xué)習(xí)者來說同時(shí)精確控制三個(gè)鉸接件并不是一件容易的事。此外，駕駛者必須在各種危險(xiǎn)的環(huán)境下，有時(shí)甚至得在塵土

2、非常多的環(huán)境下工作，這對(duì)于他們的健康將有非常大的危害。因?yàn)檫@些原因，研究液壓挖掘機(jī)的自動(dòng)化對(duì)于提高生產(chǎn)力，生產(chǎn)效率和安全是很有必要的，目前，挖掘機(jī)的自動(dòng)化研究已在各地廣泛進(jìn)行。在所有的被用作發(fā)展復(fù)雜多變?nèi)蝿?wù)的基礎(chǔ)的基本元素中，挖掘機(jī)動(dòng)力臂控制目前是最重要最基本方面，挖掘機(jī)自動(dòng)化過程中存在以下問題：機(jī)械結(jié)構(gòu)中的變量參數(shù)、各種非線性液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和地面的擾動(dòng)。為了解決這些問題，已經(jīng)進(jìn)行了許多研究，這些研究要么按照基于規(guī)則的研究分類要么按照基于

3、研究的模型分類。本設(shè)計(jì)提出了一種不連續(xù)檢驗(yàn)，它是基于接近非線性增益系數(shù)的自適應(yīng)魯棒控制器以及整個(gè)系統(tǒng)的非線性，誤差處理是通過魯棒控制器的反饋和魯棒控制器的設(shè)計(jì)，最后，臂的運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)被用來證明此方案的可行性。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、項(xiàng)目實(shí)施的目的與要求………………………………………………………… 4</p>

4、<p>　　二、項(xiàng)目報(bào)告的內(nèi)容………………………………………………………………… 5</p><p>　?。ㄒ唬╉?xiàng)目背景及其意義…………………………………………………………… 5</p><p>　?。ǘ╉?xiàng)目國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………………………………… 6</p><p>　?。ㄈ╉?xiàng)目分析及其技術(shù)要求……………………………………

5、………………… 6</p><p>　　1、項(xiàng)目原理分析 …………………………………………………………… 7</p><p>　　2、項(xiàng)目方案制定 …………………………………………………………… 8</p><p>　　四、項(xiàng)目設(shè)計(jì)步驟…………………………………………………………………… 10</p><p>　　五、項(xiàng)目成果實(shí)物圖…

6、……………………………………………………………… 13</p><p>　　六、設(shè)計(jì)課題收獲及感受…………………………………………………………… 14</p><p>　　項(xiàng)目實(shí)施的目的與要求</p><p><b>　　目的：</b></p><p>　　液壓傳動(dòng)課程作業(yè)是本課程的一個(gè)綜合實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過該教學(xué)環(huán)

7、節(jié)，要求達(dá)到以下三個(gè)目的： </p><p>　?。?）鞏固和深化液壓的理論知識(shí)，掌握液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的一般方法和步</p><p><b>　　驟； </b></p><p>　?。?）能正確合理地確定執(zhí)行元件，選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件；能熟練地運(yùn)用液壓基本回路組合成滿足基本性能要求的、高效率的液壓系統(tǒng)； </p><p>

8、;　?。?）熟悉并會(huì)運(yùn)用有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和產(chǎn)品樣本等技術(shù)資料。 </p><p><b>　　要求： </b></p><p>　?。?）設(shè)計(jì)時(shí)必須從實(shí)際出發(fā)，總和考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、安全性及操作方便和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。多設(shè)想幾個(gè)方案進(jìn)行分析對(duì)比后確定最理想的一個(gè)； </p><p>　　（2）獨(dú)立完成作業(yè)。設(shè)計(jì)時(shí)可以參考同類機(jī)械

9、，但必須在深入理解和消化后借鑒，不要簡(jiǎn)單地抄襲； </p><p>　?。?）在完成課程作業(yè)的過程中，要隨時(shí)復(fù)習(xí)液壓元件的工作原理、基本回路幾典型液壓系統(tǒng)的實(shí)例，積極思考，認(rèn)真完成； </p><p>　?。?）在完成課程作業(yè)的過程中，希望大家注意深化和擴(kuò)大自己的知識(shí)面，培養(yǎng)獨(dú)立的工作能力，使自己解決工程問題的能力有所提高。</p><p><b>　　

10、項(xiàng)目報(bào)告的內(nèi)容</b></p><p>　?。ㄒ唬╉?xiàng)目背景及其意義</p><p><b>　?。?）背景</b></p><p>　　最初挖掘機(jī)是手動(dòng)的，從發(fā)明到2013年已經(jīng)有一百三十多年了，期間經(jīng)歷了由蒸汽驅(qū)動(dòng)斗回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)到電力驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)、應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)的全自動(dòng)液壓挖掘機(jī)的逐步發(fā)展過程。第一臺(tái)液壓挖掘機(jī)由

11、法國(guó)波克蘭工廠發(fā)明成功。由于液壓技術(shù)的應(yīng)用，20世紀(jì)40年代有了在拖拉機(jī)上配裝液壓反鏟地懸掛式挖掘機(jī)。1951 年，第一臺(tái)全液壓反鏟挖掘機(jī)由位于法國(guó)的 Poclain( 波克蘭 ) 工廠推出，從而在挖掘機(jī)的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域開創(chuàng)了全新空間，20世紀(jì)50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)和履帶式全液壓挖掘機(jī)。初期試制的液壓挖掘機(jī)是采用飛機(jī)和機(jī)床的液壓技術(shù)，缺少適用于挖掘機(jī)各種工況的液壓元件，制造質(zhì)量不夠穩(wěn)定，配套件也不齊全。從20世紀(jì)

12、60年代起，液壓挖掘機(jī)進(jìn)入推廣和蓬勃發(fā)展階段，各國(guó)挖掘機(jī)制造廠和品種增加很快，產(chǎn)量猛增。1968-1970年間，液壓挖掘機(jī)產(chǎn)量已占挖掘機(jī)總產(chǎn)量的83%，已接近100%。</p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)意義</b></p><p>　　以下是常見挖掘機(jī)的分類：</p><p>　　挖掘機(jī)分類一：常見的挖掘機(jī)按驅(qū)動(dòng)方式有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)和電

13、力驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)兩種。其中電動(dòng)挖掘機(jī)主要應(yīng)用在高原缺氧與地下礦井和其它一些易燃易爆的場(chǎng)所。</p><p>　　挖掘機(jī)分類二：按照行走方式的不同，挖掘機(jī)可分為履帶式挖掘機(jī)和輪式挖掘機(jī)。</p><p>　　挖掘機(jī)分類三：按照傳動(dòng)方式的不同，挖掘機(jī)可分為液壓挖掘機(jī)和機(jī)械</p><p>　　挖掘機(jī)。機(jī)械挖掘機(jī)主要用在一些大型礦山上。</p><p>

14、;　　挖掘機(jī)分類四：按照用途來分，挖掘機(jī)又可以分為通用挖掘機(jī)，礦用挖掘機(jī)，船用挖掘機(jī)，特種挖掘機(jī)等不同的類別</p><p><b>　?。ǘ﹪?guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　國(guó)內(nèi)骨干企業(yè)：貴礦、長(zhǎng)挖、上建、撫挖、合礦、北建</p><p>　　獨(dú)資、合資企業(yè)：煙臺(tái)大宇、合肥日立、常州現(xiàn)代、小松三推、 卡特徐州、成都神鋼、小松常林、貴

15、州詹陽、廈門雪孚 </p><p>　　（三）項(xiàng)目及其技術(shù)要求</p><p>　　本文通過對(duì)挖掘機(jī)的機(jī)械手臂觀察和了解，對(duì)挖掘機(jī)機(jī)械手臂的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對(duì)挖掘機(jī)的動(dòng)力臂進(jìn)行了液壓回路設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)與循環(huán)工作。</p><p><b>　　1、項(xiàng)目原理分析</b></p><p><b>

16、　　（1）、挖掘力</b></p><p>　　對(duì)于挖掘力來說，挖掘力主要分為小臂挖掘力和鏟斗挖掘力。</p><p>　　兩個(gè)挖掘力的作用點(diǎn)均為鏟斗的齒根（鏟斗的唇邊），只是動(dòng)力不同，小臂挖掘力來自小臂油缸；而鏟斗挖掘力來自鏟斗油缸。</p><p><b>　?。?）、包絡(luò)圖</b></p><p>　　

17、工作裝置：（動(dòng)臂、斗桿、鏟斗）</p><p>　　回轉(zhuǎn)裝置：（回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)平臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)）</p><p>　　液壓系統(tǒng)：（雙泵雙回路恒功率控制系統(tǒng)）</p><p>　　電控系統(tǒng)：（采用PLC控制，觸摸顯示屏）</p><p><b>　　2、項(xiàng)目方案制定</b></p><p>　?。?）

18、、挖掘機(jī)的動(dòng)力傳遞</p><p><b>　　（2）、液壓系統(tǒng)、</b></p><p>　　SY200、SY220采用雙泵雙回路恒功</p><p><b>　　控制液壓系統(tǒng)：</b></p><p>　　(1)、四種功率控制模式；</p><p>　　(2)、中位負(fù)流量

19、控制；</p><p>　　(3)、高壓切斷控制；</p><p>　　(4)、兩液壓主泵按全功率變量。</p><p>　　全功率變量是指兩泵功率之和保持恒定，主要是當(dāng)執(zhí)行單泵動(dòng)作時(shí)，此泵可吸收另一不工作的液壓泵功率，充分發(fā)揮柴油機(jī)功率。</p><p>　?。?）、液壓系統(tǒng)的基本組成 </p><p>　　1）能

20、源裝置——液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。 </p><p>　　2）執(zhí)行裝置——液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。 </p><p>　　3）控制裝置——液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為

21、村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。 </p><p>　　4）輔助裝置——油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等.通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。 </

22、p><p>　　5）工作介質(zhì)——液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量或信息。</p><p><b>　　(四)項(xiàng)目設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><b>　　1、動(dòng)臂提升合流</b></p><p><b>　　2、斗桿大小腔合流</b></p>

23、<p><b>　　3、斗桿再生回路</b></p><p>　　當(dāng)斗桿無負(fù)載下落時(shí)，斗桿</p><p>　　油缸大腔壓力很小，兩位兩通閥在彈簧的作用下往下運(yùn)</p><p>　　動(dòng)，關(guān)閉活塞桿腔的回油通道，這樣活塞桿腔的油就直</p><p>　　接回到油缸大腔，實(shí)現(xiàn)活塞桿的快速伸出。</p>

24、<p><b>　　4、動(dòng)臂提升優(yōu)先 </b></p><p>　　當(dāng)動(dòng)臂提升與斗桿復(fù)合動(dòng)作時(shí)，在斗桿閥前端節(jié)流提高其負(fù)荷，保證動(dòng)臂能夠提升。</p><p><b>　　5、回轉(zhuǎn)優(yōu)先</b></p><p>　　當(dāng)回轉(zhuǎn)與斗桿復(fù)合動(dòng)作時(shí)，通過PSP壓力信號(hào)控制SP閥右移，切斷斗桿的供油，保證回轉(zhuǎn)起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)優(yōu)

25、先。（此時(shí)斗桿由另一油泵供油）</p><p><b>　　6、斗桿閉鎖</b></p><p>　　為防止斗桿下掉，閥組內(nèi)裝有斗桿閉鎖閥，它由控制閥HV和錐閥組成。</p><p><b>　　7、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　回轉(zhuǎn)馬達(dá)采用川崎M2X120B，最大流量270L/min，液壓

26、馬達(dá)排量121cm/r,減速機(jī)速比20.04，齒輪軸輸出。帶有停車制動(dòng)器，制動(dòng)閥，緩沖閥，延時(shí)閥</p><p>　　項(xiàng)目成果實(shí)物圖（作品圖）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)課題收獲及感受</b></p><p>　　通過這次對(duì)挖掘機(jī)的動(dòng)力臂的液壓回路的設(shè)計(jì)，使我們對(duì)液壓這門課有了一個(gè)更加深刻的了解。只有自己親自動(dòng)手之后你才會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的問題，

27、在解決問題的過程中，學(xué)習(xí)到的知識(shí)才是最牢固的。通過這次設(shè)計(jì)，我們明白不管在學(xué)校，還是在以后的工作中，學(xué)習(xí)的重要性。正所謂，“活到老，學(xué)到老?！敝挥心悴煌５膶W(xué)習(xí)你才不會(huì)被“淘汰”。</p><p>　　馬上就要走上工作的崗位了，這次的課題設(shè)計(jì)對(duì)我們非常重要。在這次設(shè)計(jì)中我們不僅明白了學(xué)習(xí)的重要性。而且，對(duì)挖掘機(jī)的工作原理也有了一個(gè)詳細(xì)的了解，我們熱愛我們的專業(yè)，在生活的環(huán)境中，走到哪里都離不開我們的專業(yè)知識(shí)，對(duì)于學(xué)

28、校三年來對(duì)我們的培養(yǎng)，我們?cè)诖擞芍缘倪M(jìn)行感謝：</p><p>　　感謝**學(xué)院的每一位老師對(duì)我們的教導(dǎo)，感謝三年來校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們的支持與關(guān)懷。從學(xué)校走出去以后，不管我們身處何方，不管我們身在何位。我們都會(huì)永遠(yuǎn)記住這個(gè)我們學(xué)習(xí)生活了三年的母校。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 李壯云、葛宜遠(yuǎn)，液壓元件與系統(tǒng)

29、。機(jī)械工業(yè)出版社，2012</p><p>　　2. 袁廣、張勤，液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)。北京大學(xué)出版社，2008</p><p>　　3. 李萬莉，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同濟(jì)大學(xué)出版社，2011</p><p>　　4. 曹建東，液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)（第2版）。北京大學(xué)出版社，2012</p><p>　　5. 時(shí)彥林，液壓傳動(dòng)。化學(xué)工業(yè)出版社，