挖掘机毕业论文
挖机液压系统设计(毕业论文)
1.1
液压挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程，交通运输，电力工程和矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。根据建筑施工部门统计，几十个工人一天的工作量。因此，大力发展液压挖掘机，对于提高劳动生产率和加速国民经济的发展具有重要意义。由于液压挖掘机具有多品种，多功能，高质量及高效率等特点，因此受到了广大施工作业单位的青睐。液压挖掘机的生产制造业也日益蓬勃发展。
(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，使挖掘机按最适合其作业要求的速度来工作；美国林肯贝尔特公司新C系列LS-5800型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统，可自动调节流量，避免了驱动功率的浪费。还安装了CAPS（计算机辅助功率系统），提高挖掘机的作业功率，更好地发挥液压系统的功能；日本住友公司生产的FJ系列五种新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅助功率控制系统，利用精控模式选择系统，减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗，并处长了零部件的使用寿命；德国奥加凯(O&K)公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；日本神钢公司在新型的904、905、907、909型液压挖掘机上采用智能型控制系统，即使无经验的驾驶员也能进行复杂的作业操作；德国利勃海尔公司开发了ECO（电子控制作业）的操纵装置，可根据作业要求调节挖掘机的作业性能，取得了高效率、低油耗的效果；美国卡特匹勒公司在新型B系统挖掘机上采用最新的3114T型柴油机以及扭矩载荷传感压力系统、功率方式选择器等，进一步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。韩国大宇公司在DH280型挖掘机上采用了EPOS——电子功率优化系统，根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，即发动机始终以全功率运转，这样既充分利用了发动机的功率、提高挖掘机的作业效率，又防止了发动机因过载而熄火。
挖掘机的机械手臂的设计毕业设计
挖掘机的机械手臂的设计毕业设计摘要：本篇毕业设计论文主要研究了挖掘机的机械手臂的设计。
首先介绍了挖掘机的基本原理和结构，然后分析了机械手臂设计的关键要素和挑战。
接着，提出了一种基于液压系统和电动机的机械手臂设计方案，并详细介绍了设计过程和各个零部件的选择。
最后，进行了实际试验和性能测试，并对结果进行了分析和讨论。
通过本次设计，证明了该机械手臂设计方案的可行性和可靠性。
关键词：挖掘机；机械手臂；液压系统；电动机；设计方案1引言挖掘机是一种用于土木工程、建筑工程和矿山开采的机械设备，具有广泛的应用前景和市场需求。
挖掘机的核心部件之一是机械手臂，它负责实现挖掘、装载和卸载等作业。
因此，机械手臂的设计对挖掘机的性能和效率具有重要影响。
本篇毕业设计论文旨在研究挖掘机的机械手臂设计，并提出一种可行的设计方案。
2挖掘机的基本原理和结构挖掘机是一种通过液压系统驱动的机械设备，具有强大的力量和灵活性。
它由底盘、上车架、工作装置和驾驶室等部分组成。
其中，工作装置主要包括机械手臂、斗杆和斗。
3机械手臂设计的关键要素和挑战机械手臂设计的关键要素包括负载能力、工作范围、动作速度和稳定性等。
此外，机械手臂还需要兼顾结构简单、制造成本低和可靠性高等因素。
然而，机械手臂设计面临着一些挑战，比如设计紧凑、重量轻和功耗低等。
4机械手臂设计方案本设计方案采用液压系统和电动机的组合来驱动机械手臂。
其中，液压系统提供了强大的力量和灵活性，而电动机则提供了高效、低功耗的驱动方式。
具体设计过程包括：首先确定机械手臂的结构和参数；然后选择合适的液压元件和电动机；最后进行各个部件的装配和调试。
5实验和性能测试为了验证设计方案的有效性和可行性，我们进行了实际试验和性能测试。
实验结果表明，该机械手臂设计方案具有良好的负载能力和稳定性，并且具有较高的工作效率和速度。
6结果分析和讨论通过对实验结果的分析和讨论，我们发现该机械手臂设计方案具有一定的改进空间。
挖掘机技师论文范文2000
挖掘机技师论文范文2000摘要：现代挖掘机一般都采用了机电液一体化控制模式，常见故障为发动机转速下降，工作速度变慢，挖掘无力等一些日常使用中的故障。
本文简单介绍了挖掘机在这几类故障中的故障判断及维修技术，另外还介绍了挖掘机的日常保养技术，以保障挖掘机的正常工作。
关键词：挖掘机;维修;保养随着科技的进步，现代挖掘机一般都采用了机电液一体化控制模式，我们在排除一些故障时，解决的多是发动机、液压泵、分配阀、外部负荷的匹配问题。
一般在挖掘机作业中，这几方面不能匹配，经常会表现为：发动机转速下降，工作速度变慢，挖掘无力以及一些常见问题。
1发动机转速下降首先要测试发动机本身输出功率，如果发动机输出功率低于额定功率，则产生故障的原因可能是燃油品质差、燃油压力低、气门间隙不对、发动机的某缸不工作、喷油定时有错、燃油量的调定值不对、进气系统漏气、制动器及其操纵杆有毛病和涡轮增压器积炭。
如果发动机输出动力正常，就需要查看是否因为液压泵的流量和发动机的输出功率不匹配。
液压挖掘机在作业中速度与负载是成反比的，就是流量和泵的输出压力乘积是一个不变量，泵的输出功率恒定或近似恒定。
如果泵控制系统出现了故障，就不能实现发动机、泵及阀在不同工况区域负荷优化匹配状态，挖掘机从而将不能正常工作。
此类故障要先从电器系统入手，再检查液压系统，最后检查机械传动系统。
2工作速度变慢挖掘机工作速度变慢主要原因是整机各部磨损造成发动机功率下降与液压系统内泄。
挖掘机的液压泵为柱塞变量泵，工作一定时间后，泵内部液压元件(缸体、柱塞、配流盘、九孔板、龟背等)不可避免的产生过度磨损，会造成内漏，各参数据不协调，从而导致流量不足油温过高，工作速度缓慢。
这时就需要整机大修，对磨损超限的零部件进行修复更换。
但若不是工作时间很长的挖掘机突然变慢，就需要检查以下几方面。
先查电路保险丝是否断路或短路，再查先导压力是否正常，再看看伺服控制阀-伺服活塞是否卡死以及分配器合流是否故障等，最后将液压泵拆卸进行数据测量，确认挖机问题所在。
矿用挖掘机的总体设计 毕业论文
矿用挖掘机的总体设计摘要挖掘机行业是工程机械行业的排头兵，大型矿用挖掘机可以实现完全机械化,具有机械化自动化程度高、斗容量大、环保性能好、挖掘效率高、进度快、机动性能好等优点，故在在冶金、能源、矿山等方面有广泛的应用。
由于常常在野外和露天作业，工作环境十分恶劣，要求挖掘机的各个装置既要结构合理,性能安全可靠又要尽可能降低成本。
总体设计是挖掘机设计中极其重要的环节，挖掘机的总体设计就是根据设计说明书中所要求的规格及使用条件，合理的选择机型、性能参数、整机尺寸及各主要部件的结构形式并进行合理布置。
本文通过对挖掘机总体布置，机器外型尺寸的确定，动臂铰点位置的确定，合理接地比压的确定，提升、推压、回转、行走电动机功率的确定，最小转弯半径的确定，铲斗容量的计算、生产率的计算、平衡及配重的计算、工作装置的受力分析等实现其对挖掘机的总体设计。
本文还介绍了挖掘机国内外发展的现状及趋势、挖掘机的结构组成及工作过程，动臂结构原理及其功能。
使用AutoCAD2006软件绘制挖掘机总体布置图、动臂焊接结构图及铲斗、斗杆等零件图。
通过CATIA建立动臂三维模型导入PRO/E中进行有限元强度分析，校核动臂设计效果。
关键词：矿用挖掘机总体设计工作装置设计有限元分析AbstractExcavator industry is the vanguard of the construction machinery industry, large-scale mining excavator can achieve full mechanization, with a high degree of mechanization and automation, fighting capacity, performance and environmental protection, high efficiency, faster progress, good mobility and many other advantages, so it is widely used in broad places like Metallurgy, energy, mining and other aspects of industry. As it is often work in wild and open-air, the negative working environment require various devices excavator with a rational structure, performance, safety and reliability as well as reduce costs as much as possible.Collectivity Design Of 8m Mining Excavator is the important part of the overall design process.Excavator design is according the design specification of the specifications and conditions which required of Design Manual to choice a reasonable models,general layout excavators, machine determine the size of appearance, Boom hinge location identification, reasonable ground pressure than the identification, upgrade, pushing pressure, rotation, the determination of operating motor power, the determination of the minimum turning radius, shovel fighting capacity, productivity, weight and balance calculations and work force analysis, thus to finish the overall design of 8 Cubic meters excavator.This paper describes the domestic and foreign development of excavators status and trends, as well as the composition and structure of the excavator's working process., the principle and function of the boom . Using the AutoCAD2006 software to draw the excavator's overall layout, the structure of the welding boom and bucket and other part maps. Through the software of catia to estabishment three-dimensional model of strength and then put it into PRO/Eto make the finite element analysis.Key words: mining excavators, overall design, Collectivity design finite element analysis目录第一章绪论 (1)1.1 机械式挖掘机概述简介 (1)1.2 国内外机械式挖掘机发展 (2)1.2.1 国外的发展现状及趋势 (2)1.2.2 国内的发展现状及趋势 (3)1.3 本设计的研究主要内容、目的及意义 (4)第二章机械式挖掘机结构原理 (6)2.1 机械式挖掘机结构 (6)2.2 机械式挖掘机工作原理 (6)2.3机械式挖掘机各部分的构成 (7)2.4 动臂结构原理介绍 (7)2.4.1动臂整体概述 (7)2.4.2 动臂各部分功能概述 (8)第三章工作装置的设计计算 (11)3.1概述 (11)3.2动臂强度计算 (12)3.3平台回转时动臂的强度验算 (15)3.4平台回转时动臂强度验算 (20)3.5平台回转时斗柄的强度计算 (23)第四章挖掘机稳定性分析及生产效率计算 (24)4.1挖掘机最小平衡重计算 (24)4.1.1确定允许的最小平衡重 (24)4.1.2确定合理的平衡重 (26)4.2挖掘机的稳定性计算 (28)4.2.1 正常工作时最不利的情况 (29)4.2.2 挖掘机在工作面内以最大挖掘力挖掘障碍的情况 (29)4.3单斗挖掘机的生产率计算 (30)第五章动臂模型的建立及其有限元分析 (32)5.1 CATIA软件简介 (32)5.2 CATIA建立动臂模型 (33)5.3 动臂有限元分析 (34)5.4 结论 (34)致谢 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
WK55挖掘机的运行与维护机电一体化技术毕业论文
准能公司WK-55挖掘机的运行与维护摘要： WK-55挖掘机是重工新近开发的大型矿用机械正铲式挖掘机。
它可与载重量为220t～363t的矿用自卸汽车相配套，适用于年产量2000万吨以上的大型露天矿山的岩石剥离和物料采装作业。
WK-55型大型矿用挖掘机的机械部分包括：铲斗、斗杆、起重臂与推压机构、开斗机构、提升机构、回转机构、回转平台、中央枢轴、辊盘、底架、行走机构、履带装置、压气操纵系统、润滑系统与润滑室、机棚与其通风除尘装置、司机室与其空调、梯子、栏杆、走台、配重、活地板、附件等主要部分。
关键词：挖掘机；露天煤矿；起重臂；回转机构；润滑系统。
前言1、本文叙述了设计WK-55型挖掘机主机与主要配套件的技术参数、结构原理和维护方法，容比较详尽，可作为WK-55型挖掘机的使用、维护、修理和安装调试的指导文件，也可作为WK-55型挖掘机操作与维修人员技术培训时的参考。
2、本文根据在原WK-55型挖掘机基础上并作了进一步改进的WK-55型挖掘机设计图纸与文件编写而成。
编写中还参考了各主要配套件的相应技术文件。
3、本文可与太重编制的《WK-55型挖掘机机械维修手册》配合使用，作为用户编制WK-55型挖掘机配件计划的依据。
4、由于产品的不断改进，因此挖掘机的实际状况与本文所述有所差异。
目录前言 (4)一、设备总体说明 (6)二、铲斗 (11)三、起重臂与推压机构 (20)四、开斗机构 (38)五、回转机构 (41)六、润滑系统 (57)七、附录设备的主要技术参数和性能参数 (61)八、参考文献 (64)致词 (65)一、设备总体说明WK-55型矿用机械正铲式挖掘机依靠提升、推压、回转、行走和开斗五大传动机构协同作业，完成了挖掘机对挖掘对象的切入（推压）、装满铲斗（提升）、转移（回转）、卸载（开斗）和纵深挖掘（行走）等工作。
该机具有铲斗容量大、工作围大、生产效率高、主要结构件和易损件寿命长、易于维护保养、故障率低等特点。
挖掘机毕业论文
挖掘机毕业论文挖掘机毕业论文一、引言挖掘机作为一种重要的工程机械设备，在现代建设中发挥着不可替代的作用。
它的出现极大地提高了施工效率，减少了人力投入，使得工程建设更加快速、高效。
本文将从挖掘机的起源、发展历程以及应用领域等方面进行探讨，旨在深入了解挖掘机的重要性和未来发展趋势。
二、挖掘机的起源和发展挖掘机的起源可以追溯到古代，当时人们使用简单的工具进行挖掘和土方工作。
随着科技的进步和工程建设的需求，人们开始尝试使用机械设备来代替人力进行挖掘工作。
最早的挖掘机是由蒸汽机驱动的，虽然效率不高，但为后来的挖掘机技术奠定了基础。
随着电力技术的发展，电动挖掘机开始出现。
这种挖掘机不仅能够提高工作效率，还可以减少对环境的污染。
然而，电动挖掘机的使用受到电力供应的限制，无法在远离电源的地方进行工作。
随着内燃机技术的成熟，内燃挖掘机逐渐取代了电动挖掘机的地位。
内燃挖掘机具有动力强、适应性广等优点，使得它成为工程建设中不可或缺的设备。
同时，随着液压技术的发展，液压挖掘机逐渐取代了传统的机械挖掘机，成为主流。
三、挖掘机的应用领域挖掘机的应用领域非常广泛，几乎涵盖了所有需要进行土方工作的场合。
首先，挖掘机在建筑工程中发挥着重要作用。
它可以用于挖掘地基、开挖基坑、清理建筑垃圾等工作，为工程的顺利进行提供了保障。
其次，挖掘机在矿山开采中也起到了关键的作用。
矿山开采需要大量的土方工作，传统的人工挖掘效率低下，而挖掘机可以快速、高效地完成这些任务。
同时，挖掘机还可以进行爆破作业，提高矿石的开采效率。
此外，挖掘机还广泛应用于城市建设、农田水利、环境治理等领域。
它可以用于道路修建、护坡工程、河道疏浚等工作，为城市的发展提供了有力支持。
四、挖掘机的发展趋势随着科技的不断进步，挖掘机的发展也呈现出一些新的趋势。
首先，智能化是挖掘机发展的重要方向。
通过引入人工智能技术，挖掘机可以实现自主导航、自动化操作等功能，提高工作效率的同时减少人力投入。
挖掘机论文.
摘要挖掘机作为我国工程机械的主力机种,被广泛应用于各种各样的施工作业中.挖掘机产品的核心技术就是液压系统设计,由于挖掘机的工作条件恶劣,要求实现的动作复杂,于是它对液压系统的设计提出了很高的要求,其液压系统也是工程机械液压系统中最为复杂的.因此,对挖掘机液压系统的分析研究对推动我国挖掘机发展具有十分重要的意义.在全面搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上,了解了挖掘机液压系统的发展历史,并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结.论文对挖掘机的各种工况进行了分析,系统总结了挖掘机液压系统的设计要求.文中还以现代、林德、小松等著名品牌的挖掘机液压系统为研究对象,深入分析了负流量控制系统和负载敏感压力补偿液压系统的控制原理,并着重对负载敏感压力补偿技术进行了分析研究.根据挖掘机液压系统的设计要求,论文中还创新地采用通用多路阀,配以专用控制阀和简单的电子控制系统,设计了一套适合我国生产制造的关键字：挖掘机，液压系统，负载敏感，压力补偿，系统参数，获得，动态特性试验，静态，试验台，设计制造，试验方案，依据，参数选择，控制特性，验证，仿真软件，AMEsim，国际，数学模型，参考，生产制造，电子控制系统，控制阀多路阀AbstractChina's construction machinery excavator as the main aircraft types, are widely used in various construction operations. Excavator product's core technology is the hydraulic system design, due to poor working conditions and excavators, the action required to achieve complex, so Hydraulic system design made it a high demand, the hydraulic system, hydraulic system is the most complex. Therefore, a systematic analysis of hydraulic excavators in promoting the development of China's excavator is of great significance. in full excavator hydraulic system at home and abroad to collect information based on the understanding of the history of development of hydraulic excavators,Excavator hydraulic system and the technical developments were summarized. Papers on the excavator's various work conditions were analyzed, the system summarizes the excavator hydraulic system design requirements. The article also modern, Linde, Komatsu, and other famous brand excavator hydraulic system for the study, in-depth analysis of the negative flow control system and load sensing hydraulic system control theory, and focus on the load sensing techniques were analyzed. According to excavator hydraulic system design requirements paper also innovative use of common multi-way valve, together with the special control valves and a simple electronic control system, design a set for production in China Key words: excavator, hydraulic system, load sensing and pressure compensation, system parameters, access, dynamic test, static, test bed design and manufacture, testing programs, the basis for parameter selection, control features, verification, simulation software, AMEsim, International, mathematical model, reference, manufacturing, electronic control systems, control valves, multiple valves目录前言 (2)1绪论................................................... 错误！未定义书签。
液压挖掘机回转机构毕业设计论文
2工作装置总体设计2.1 工作装置构成1-斗杆油缸；2- 动臂； 3-油管； 4-动臂油缸； 5-铲斗； 6-斗齿； 7-侧板；8-连杆； 9-曲柄(摇杆）： 10-铲斗油缸； 11-斗杆.图2-1 工作装置组成图图2-1为液压挖掘机工作装置基本组成及传动示意图，如图所示反铲工作装置由铲斗5、连杆9、斗杆11、动臂2、相应的三组液压缸1, 4,10等组成。
动臂下铰点铰接在转台上，通过动臂缸的伸缩，使动臂连同整个工作装置绕动臂下铰点转动。
依靠斗杆缸使斗杆绕动臂的上铰点转动，而铲斗铰接于斗杆前端，通过铲斗缸和连杆则使铲斗绕斗杆前铰点转动。
挖掘作业时，接通回转马达、转动转台，使工作装置转到挖掘位置，同时操纵动臂缸小腔进油使液压缸回缩，动臂下降至铲斗触地后再操纵斗杆缸或铲斗缸，液压缸大腔进油而伸长，使铲斗进行挖掘和装载工作。
铲斗装满后，铲斗缸和斗杆缸停动并操纵动臂缸大腔进油，使动臂抬起，随即接通回转马达，使工作装置转到卸载位置，再操纵铲斗缸或斗杆缸回缩，使铲斗翻转进行卸土。
卸完后，工作装置再转至挖掘位置进行第二次挖掘循环。
在实际挖掘作业中，由于土质情况、挖掘面条件以及挖掘机液压系统的不同，反铲装置三种液压缸在挖掘循环中的动作配合可以是多样的、随机的。
上述过程仅为一般的理想过程。
挖掘机工作装置的大臂与斗杆是变截面的箱梁结构，铲斗是由厚度很薄的钢板焊接而成。
各油缸可看作是只承受拉压载荷的杆。
根据以上特征，可以对工作装置进行适当简化处理[3]。
则可知单斗液压挖掘机的工作装置可以看成是由动臂、斗杆、铲斗、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸及连杆机构组成的具有三自由度的六杆机构，处理的具体简图如2-2所示。
进一步简化得图如2-3所示。
图2-2 工作装置结构简图1-铲斗；2-连杆；3-斗杆；4-动臂；5-铲斗油缸；6-斗杆油缸图2-3 工作装置结构简化图挖掘机的工作装置经上面的简化后实质是一组平面连杆机构，自由度是3，即工作装置的几何位置由动臂油缸长度L1、斗杆油缸长度L2、铲斗油缸长度L3决定，当L1、L2、L3为某一确定的值时，工作装置的位置也就能够确定。
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分类号密级UDC学位论文大型矿用机械式挖掘机工作装置参数的优化设计作者姓名：康晶晶指导教师：林贵瑜高素荷东北大学机械工程与自动化学院太原重型机械（集团）有限公司技术中心申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：机械设计及理论论文提交日期：2008年2月论文答辩日期：2008年3月学位授予日期：2008年3月答辩委员会主席：评阅人：东北大学2008年3月A Dissertation in Mechanical Design and TheoryThe Design of Parameter Optimization on the Working Device of Mining largemechanical excavatorBy Kang JingjingSupervisor: Lin Guiyu Gao SuheNortheastern UniversityMarch 2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。
论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。
本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。
（如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。
）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期大型矿用机械式挖掘机工作装置参数的优化设计摘要大型机械式挖掘机在目前国际国内的矿山开采及工程施工中得到了广泛的应用，大型挖掘机的性能和水平代表了一个国家的工业水平和科学技术水平，所以有必要采用可靠的设计方法设计挖掘机的工作参数，进而提高挖掘机设计水平、产品质量、效率和竟争能力。
工作装置部分是挖掘机工作的主要执行机构，所以工作装置部分的参数优化对总体设计起着至关重要的意义。
论文的基本思想是根据采掘工艺，基于挖掘轨迹的思想，从多种不同的料堆形状出发推导挖掘轨迹，建立数学模型，确定目标函数，运用一种可靠的优化方法进行优化计算设计。
从铲斗开始逐一推导工作装置各个部件之间的几何关系，针对不同的料堆边界条件，建立优化数学模型和目标函数；对工作装置进行运动学分析，优化计算推压速度与提升速度之比；选用混合罚函数调用鲍威尔方法，用语言编写优化设计程序进行多目标和单目标优化计算；根据边界条件确定合理的挖掘厚度，与优化结果中的挖掘厚度做比较；最后对动臂和斗杆合理断面的确定进行了尝试性的设计原理研究。
挖掘机工作装置部分的参数优化针对大型机械式挖掘机，开发出了具有自己知识产权的大型矿用挖掘机工作装置部分的参数优化设计软件，并具有普遍指导意义，为后续设计工作做准备，使设计具有延展性和继承性。
关键词：优化设计；大型挖掘机；工作装置；设计原理研究AbstractHeavy mechanical excavators in the current international and domestic mining and engineering construction has been widely used，and heavy excavators level of performance represents a national industrial standards and scientific and technological level. Therefore, we need a reliable method to the design of the work of excavators design parameters, and to improve excavator design standards, product quality, efficiency and competitive ability.This paper is about the optimized design of large mining excavators working device parts ,and the working device parts is a main part of the excavator executing agency, so the parameter optimization design on the working device parts plays a vital significance.The basic idea of this paper is based on the design of mining trajectory according to mining technology, from the shape of material pile to educe the mining trajectory and get a mathematical model to determine a multi-objective function with a reliable method to optimize the design. Based on the working environment of the ore heap after the bursting to establish the mining trajectory describing the bucket sharp trajectory to determine material pile angle and other boundary conditions; For different material pile boundary conditions, from the bucket to educe the geometric relations between the various component working devices, as well as mathematical models and optimization objective function; Working on the device kinematics analysis; Selecting the mixed penalty function calling Powell methods, and using computer language to the optimized design among the optimization process; According to the optimized results to get a rational mining thickness; Finally, working on the design principle study about the determination of reasonable cross-sections of the arm and handle.For heavy mechanical excavators, the parameter optimization design on the working device parts has developed with its own intellectual property rights of large mining excavators working device part of the system design parameter optimization software, and with universal significance for the design work to prepare for the follow-up scalability and inheritance design.Keywords: optimized design ;heavy excavator ;the working device; design principle目录独创性声明 (Ⅰ)摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)目录 (Ⅳ)第一章绪论 (1)1.1国内外研究现状、发展动态 (1)1.1.1国外研究现状 (1)1.1.2国内发展状况 (2)1.2优化设计的必要性及优化方法的选择 (3)1.3课题来源、选题依据和背景情况 (3)1.4课题研究目的 (3)1.5研究工作的思路、主要研究内容及解决的关键技术 (4)1.5.1研究工作的思路 (4)1.5.2主要研究内容 (4)1.5.3解决的关键技术 (4)1.6采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析 (4)1.6.1采取的研究方法 (4)1.6.2技术路线及实施方案 (4)第二章优化设计的准备工作 (6)2.1 优化过程的数学模型： (6)2.1.1 优化设计变量的确定 (6)2.1.2 优化过程中间变量的确定 (7)2.2优化后有效力、平均速度的计算 (27)2.2.1有效力的计算 (27)2.2.2平均速度的计算 (28)第三章优化设计的模型及优化结果 (29)3.1设计变量的确定 (29)3.2目标函数的确定 (30)3.2.1 后角差最小 (30)3.2.2提升钢丝绳与斗杆中心线之间夹角最大 (31)3.2.3功损耗最小 (31)3.3总目标函数表达式 (32)3.3.1 多目标优化设计 (32)3.3.2 单目标优化设计 (34)3.4确定约束条件 (35)3.4.1 设计变量约束 (35)3.4.2 挖掘性能约束 (35)3.4.3 等式约束 (36)3.5优化方法及编程语言 (37)3.6多目标优化结果 (40)3.6.1 料堆坡角α= 40°～50°力的结果 (40)3.6.2 料堆坡角α= 55°～65°力的结果 (40)3.6.3 料堆坡角α= 70°力的结果 (41)3.6.4 料堆坡角α= 75°力的结果 (41)3.6.5料堆坡角α= 40°～50°速度结果 (51)3.7 单目标优化结果 (55)3.7.1料堆坡角α= 55°力的结果 (55)3.7.2料堆坡角α= 55°速度结果 (57)3.8 小结 (58)第4章机械式挖掘机挖掘厚度的确定 (62)4.1 准备工作 (62)4.1.1 挖掘体积的确定 (62)4.1.2 挖掘厚度的确定 (63)4.2 挖掘厚度实例计算与分析 (65)4.2.1 边界及初始条件： (65)4.2.2 不同初始角θ0与k、θ的对应关系 (65)4.2.3 最大挖掘厚度c max的确定 (66)4.3 小结 (68)第5章动臂及斗杆合理断面的确定 (69)5.1力学模型 (69)5.1.1强度要求与刚性要求的关系 (69)5.1.2 梁自重的函数表达式 (70)5.2 实例计算 (74)5.2.1 基本数据1 (74)5.2.2 动臂的长度和高度的确定 (75)5.2.3 箱型梁高的鲁棒性 (76)5.2.4 动臂宽度的确定 (78)5.2.5 基本数据2 (81)5.3斗杆的截面设计 (85)5.3.1已知数据 (85)5.3.2假设条件及计算结果 (86)5.4扭转筒的计算 (87)5.5 小结 (88)第6章结论与展望 (89)6.1 结论 (89)6.2 展望 (90)参考文献 (91)致谢 (93)第一章绪论1.1国内外研究现状、发展动态近年来矿用挖掘机发展的一个突出特点，是继续向大斗容发展[1]，使设备进一步大型化。