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1、挖掘机研究报告成 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I【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.
2、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 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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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.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
8、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
9、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
10、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，
11、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
12、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
13、（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（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
