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哈爾濱理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 開 題 報 告 學(xué)生姓名 任佰強(qiáng) 學(xué) 號 1330060317 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機(jī)械 13 指導(dǎo)教師 趙金濤 2017 年 3 月 17 日 課題題目及來源： 題目： 液壓絞車設(shè)計 題目來源： 自擬 課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 絞車是起重設(shè)備中的重要組成部分，起重設(shè)備則是機(jī)械傳輸必備的，絞車的驅(qū)動方式有三種，分別為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動、電動機(jī)驅(qū)動和液壓驅(qū)動。由于內(nèi)燃機(jī)不能逆轉(zhuǎn)，不能帶載起動，需依靠傳動環(huán)節(jié)的離合實(shí)現(xiàn)起動和換向，所以內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動方式調(diào)速困難，操縱麻煩。電動機(jī)驅(qū)動是絞車的主要驅(qū)動方式，直流電動機(jī)的機(jī)械特性適合起升機(jī)構(gòu)的工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源較為困難。液壓驅(qū)動的絞車，有原動機(jī) 帶動液壓泵，將工作油液輸入執(zhí)行構(gòu)件（液壓缸或液壓馬達(dá)）使機(jī)構(gòu)動作，通過控制輸入執(zhí)行構(gòu)件的液體流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。因此液壓驅(qū)動可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無極調(diào)速，并且結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，過載保護(hù)性能好，傳動比大。液壓驅(qū)動方式的缺點(diǎn)是液壓傳動元件的制造精度要求高，液體容易泄露。目前液壓驅(qū)動在絞車中應(yīng)用廣泛。 通過該課題的研究和設(shè)計鞏固所學(xué)有關(guān)專業(yè)的理論知識，掌握產(chǎn)品開發(fā)一般的過程，這次設(shè)計師將自己所學(xué)的專業(yè)知識的綜合運(yùn)用，對液壓絞車進(jìn)行設(shè)計，通過該設(shè)計可以加強(qiáng)相關(guān)領(lǐng)域及學(xué)科知識的運(yùn)用，可以用到液壓與氣壓傳動，機(jī)械設(shè)計 ，材料力學(xué)等所學(xué)的課程，加強(qiáng)自己的實(shí)踐能力。在設(shè)計過程中可以通過檢索和查閱資料來豐富自己的知識，增強(qiáng)動手能力，為將來的工作做好準(zhǔn)備。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 第一次世界大戰(zhàn) (1914液壓傳動廣泛應(yīng)用，特別是 1920 年以后，發(fā)展更為迅速。液壓元件大約在 19 世紀(jì)末 20 實(shí)際初的 20 年間，才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。 1925 年維克斯（ 明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定基礎(chǔ)。 20 世紀(jì)初康斯坦丁·尼克斯(G· 能量波動傳遞所進(jìn)行的理 論及實(shí)際研究 ;1910 年對液力傳動 (液力聯(lián)軸節(jié)、液力變矩器等 )方面的貢獻(xiàn) ,使這兩方面領(lǐng)域得到了發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn) (1941間 ,在美國機(jī)床中有 30%應(yīng)用了液壓傳動。日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 ,日本迅速發(fā)展液壓傳動 ,1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。近 20～ 30 年間 ,日本液壓傳動發(fā)展之快 ,居世界領(lǐng)先地位。根據(jù)海外新聞媒體報道日本流體動力工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計顯示 ,2000 年日本空壓機(jī)器的出貨金額為 比前年增長 連續(xù)兩年呈現(xiàn)增長勢頭。油壓機(jī)器 的出貨金額為 日元 ,增加 是四年來首次出現(xiàn)增長。國外液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢目前液壓工業(yè)已成為全球性的工業(yè) ,從上個世紀(jì)60 年代以來 ,我國液壓技術(shù)在各個工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。近 20 年來 ,隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展 ,液壓傳動技術(shù)在各個工業(yè)領(lǐng)域面臨電氣傳動技術(shù)的強(qiáng)勁挑戰(zhàn) ,液壓技術(shù)已經(jīng)開始了新一輪的技術(shù)發(fā)展。液壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一 ,世界各國對液壓工業(yè)的發(fā)展都給予很大重視。世界液壓元件的總銷售額為 350 億美元。據(jù)統(tǒng)計 ,世界各主要國家液壓工業(yè)銷售額占產(chǎn)值的 2%～ 而我 國只占 1%左右 ,這充分說明我國液壓技術(shù)使用率較低。臺 18500 噸自由鍛造油壓機(jī)在位于洛陽市的中信重工開始進(jìn)行制造 ,該項(xiàng)目是德國一家公司設(shè)計并和中信重工聯(lián)合制造。這臺自由鍛造油壓機(jī)是目前世界最大的油壓鍛造裝備 ,將于今年上半年投入使用。因此 ,在高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)市場下努力擴(kuò)大液壓技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 ,將有廣闊的發(fā)展前景。第二次世界大戰(zhàn)期間 ,由于軍事工業(yè)迫切需要反應(yīng)快、精度高的自動控制系統(tǒng) ,因而出現(xiàn)了液壓伺服控制系統(tǒng)。從 60 年代起 ,由于原子能、空間技術(shù)、大型船艦及電子技術(shù)的發(fā)展 ,不斷地對液壓技術(shù)提出 新的要求 ,從民用到國防 ,由一般的傳動到精確度很高的控制系統(tǒng) ,這種技術(shù)得到更加廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。在國防工業(yè)中 :海、陸、空各種戰(zhàn)備武器均采用液壓傳動與控制。如飛機(jī)、坦克、艦艇、雷達(dá)、火炮、導(dǎo)彈及火箭等。在民用工業(yè)中 :有 機(jī)床 工業(yè)、冶金工業(yè)、 工程機(jī)械 、農(nóng)業(yè)方面 ,汽車工業(yè)、輕紡工業(yè)、船舶工業(yè)。另外 ,近幾年又出現(xiàn)了太陽跟蹤 系統(tǒng)、海浪模擬裝置、飛機(jī)駕駛模擬、船舶駕駛模擬器、地震再 現(xiàn)、火箭助飛發(fā)射裝置、宇航環(huán)境模擬、高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車裝置等 ,均采用了液壓技術(shù)。 液壓傳動有許多突出優(yōu)點(diǎn)，因此它的應(yīng)用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機(jī)械，壓力機(jī)械、機(jī)床等，行走機(jī)械中的工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等，鋼鐵工業(yè)用的冶金機(jī)械、提升裝置等，土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、核電廠等，船舶用的甲板起重機(jī)械（絞車）、船頭門等。由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高新技術(shù)成果，如自動控制技術(shù)、微電子技術(shù)、摩擦磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及 新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，液壓的技術(shù)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。液壓絞車技術(shù)已成為工業(yè)機(jī)械、工程建筑機(jī)械及國防尖端產(chǎn)品不可缺少的重要技術(shù)，其中液壓絞車的主要發(fā)展趨勢將集中在這幾個方面：向標(biāo)準(zhǔn)化系列化發(fā)展；向體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊發(fā)展；向高效節(jié)能方向發(fā)展；向壽命長低噪聲發(fā)展；向一機(jī)多能、通用化大功率方向發(fā)展。 社會需求永遠(yuǎn)是推動技術(shù)發(fā)展的動力，降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，機(jī)電一體化，高可靠性等是液壓 技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是液壓產(chǎn)品參與市場競爭是否取勝的關(guān)鍵。 由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面 ,已經(jīng)比較成熟 ,目前國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面 ,也主要表現(xiàn)在高速化、高效化、低能耗 ;機(jī)電液一體化 ,以充分合理利用機(jī)械和電子的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個液壓系統(tǒng)的完善 ;自動化、智能化 ,實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整 ,具有故障預(yù)處理功能 ;液壓元件集成化、標(biāo)準(zhǔn)化 ,以有效防止泄露和污染等四個方面。作為液壓機(jī)兩大組成部分的主機(jī)和液壓系統(tǒng) ,由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟 ,國內(nèi)外機(jī)型無較大差距 ,主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的 工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面 ,有較明顯改善。 課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法： 研究的主要內(nèi)容： 本次畢業(yè)設(shè)計的課題為液壓絞車設(shè)計，對液壓絞車的工作原理、工作環(huán)境和工作特點(diǎn)進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際，對液壓絞車整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，對組成的各元件進(jìn)行選型、計算和校對。絞車在結(jié)構(gòu)上要求具有緊湊、體積小、重量輕、外形美觀等特點(diǎn)，在性能上，則需具有安全性好、效率高、啟動扭矩大、低速穩(wěn)定性好、噪音低、操作可靠等特點(diǎn)。 在整個設(shè)計過程中，首先根據(jù)液壓絞車具體的工況和要求進(jìn)行分析，其次對其進(jìn)行總體設(shè)計，再進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，編造出產(chǎn)品有總裝圖及零件工程圖，最后編制出設(shè)計說明書，再完成所有設(shè)計工作。在設(shè)計過程中最關(guān)鍵的一步就是對液壓系統(tǒng)的設(shè)計，在整理將根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)對該系統(tǒng)進(jìn)行整體方案設(shè)計，對其功能和工作原理進(jìn)行分析，初步確定系統(tǒng)各基本結(jié)構(gòu)及主要原件，按照所給機(jī)構(gòu)性能參數(shù)和液壓性能參數(shù)進(jìn)行元件的選擇計算，通過對液壓絞車的系統(tǒng)性能的驗(yàn)算和校對，設(shè)計出滿足該生產(chǎn)要求的液壓絞車。 研究方法、步驟： 閱并收集相關(guān)資料完成開題報告。 真思考課 題，并記錄對課題研究有用的相關(guān)知識點(diǎn)，然后歸納總結(jié)。 過老師的指導(dǎo)，編寫開題報告，確定自己在設(shè)計中的思路、步驟、關(guān)鍵點(diǎn)。 步驟： 合液壓絞車的特點(diǎn)，對液壓元件進(jìn)行選擇。 回路的組成原理和性能進(jìn)行分析。 對各種類型的主要原件進(jìn)行設(shè)計計算，并查找相關(guān)設(shè)計手冊確定主要參數(shù)，并且對其進(jìn)行選擇。 中包括系統(tǒng)各回路功率計算，各回路性能驗(yàn)算以 及對整個系統(tǒng)的發(fā)熱進(jìn)行驗(yàn)算。 據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，使 計軟件，繪制出重要零部件圖并完成裝配圖的繪制，最后按照指導(dǎo)老師的要求，正確完成說明書和圖紙。 寫出說明書，整理譯文。 在液壓機(jī)設(shè)計過程中 ,我們需要解決的問題有如下幾點(diǎn) : (1)分析壓制工藝過程對設(shè)計機(jī)器的要求 ,確定主要技術(shù)規(guī)格和動作線圖。 (2)總體設(shè)計方案的確定。 (3)主要零部件強(qiáng)度和剛度計算。 (4)液壓系統(tǒng)設(shè)計。 (5)集成塊設(shè)計。 (6)整體校驗(yàn) ,確定方案 解決步驟大致如下 :(1)明確工作要求 ,對工作件有明確認(rèn)識 ,進(jìn)行工況分析。 (2)查閱相關(guān)資料 ,在網(wǎng)上了解相關(guān)新聞。 (3)請教導(dǎo)師 ,并及時報告進(jìn)程。 (4)在相關(guān)工廠進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)以研究實(shí)例。 由于設(shè)計工作量較大，設(shè)計中要用到網(wǎng)上的資料和現(xiàn)實(shí)中的書籍，以及學(xué)校圖書館中的資料，需要搜索大量資料以備解決設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題，目前，學(xué)校圖書館收藏了許多有關(guān)方面的書籍，網(wǎng)絡(luò)上也可以在一些液壓設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、液壓元件的選擇中搜索出，通過大學(xué)四年的相關(guān)專業(yè)知識的學(xué)習(xí)及生產(chǎn)實(shí)習(xí)，具備 一定的設(shè)計能力，在學(xué)習(xí)相關(guān)課程時，掌握了一些基本的設(shè)計概念，在老師的指導(dǎo)及同學(xué)的相互討論中完成設(shè)計，通過自己對相關(guān)資料的收集，已具有一定的資料來幫助完成本次設(shè)計。 課題研究所需的參考文獻(xiàn)： 機(jī)械設(shè)計手冊》 北京：化學(xué)出版社， 2004 和謙，王金諾，《包起凡主編》 北京：中國鐵道出版社， 1997 自光，賀尚紅主編，《現(xiàn)代工程機(jī)械液壓與夜里系統(tǒng)》 北京：人民交通出版社， 2001 現(xiàn)代液壓技術(shù)應(yīng)用 220 例》 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2009 液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計》 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2005 液壓控制系統(tǒng)及設(shè)計》 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2006 液壓元件與系統(tǒng)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005 液壓控制系統(tǒng)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 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