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| 編輯推薦： |
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给出了通过自行研发的综合性能分析软件对实例机型的相关性能进行的验证示例，以及具有工程指导价值的分析结果。
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| 內容簡介： |
本书是作者长期以来在工程机械方面教学与科研经验和成果的结晶，面向工程机械主要机种——反铲液压挖掘机的正向研发和智能化技术，从整体结构特点、工作原理及工程应用角度出发，详细介绍了液压挖掘机的发展概况与技术现状，系统阐述了动力系统、工作装置、回转驱动装置、回转支承、行走装置、液压系统、自动控制系统及智能化技术的结构特点、工作原理、设计理论和方法、性能分析手段，以及现代挖掘机上采用的国际领先技术，列出了一系列分析计算公式，给出了通过自行研发的综合性能分析软件对实例机型的相关性能进行的验证示例，以及具有工程指导价值的分析结果。
本书可作为高等院校机械类相关专业本科生的专业课程教材，也可供机械类专业的研究生以及工程机械行业液压挖掘机研发部门的专业技术人员参考。
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| 目錄：
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前言
第1章绪论/1
11挖掘机械的发展历史/1
111国外发展历史/1
112国内发展历史/6
12挖掘机械的分类与应用/11
121挖掘机械的分类/11
122反铲液压挖掘机的应用情况/13
13液压挖掘机的理论研究与技术现状/15
131国内外理论研究现状/15
132国内外技术现状/15
14液压挖掘机的发展趋势/17
思考题/19
第2章反铲液压挖掘机的总体结构与总体方案设计/21
21反铲液压挖掘机的型号标记/21
22反铲液压挖掘机的总体结构组成与工作原理/22
221动力装置/23
222反铲工作装置/26
223回转驱动装置及回转支承/27
224行走装置/28
225液压系统/29
226操纵装置/29
227电气系统/29
228润滑系统/30
229热平衡系统/31
2210其他辅助系统/32
23反铲液压挖掘机的作业过程及基本作业方式/32
24反铲液压挖掘机的总体设计/33
241反铲液压挖掘机总体设计的内容及原则/33
242确定整机结构方案并拟定设计任务书/35
25反铲液压挖掘机的基本参数和主要参数/41
26反铲液压挖掘机主要参数设计/43
261主要参数选择的基本依据/43
262主要参数的确定方法/43
263液压挖掘机的正向研发/47
思考题/48
第3章反铲液压挖掘机工作装置构造与设计/49
31反铲工作装置构造/49
311反铲工作装置的整体结构组成与工作原理/49
312反铲动臂的结构型式/50
313动臂液压缸的布置/52
314反铲斗杆的结构型式/54
315动臂与斗杆的连接方式/56
316反铲铲斗连杆机构/56
317反铲铲斗的结构型式/58
318附属作业装置与快速更换装置/60
319挖掘机用液压缸/64
32反铲工作装置的几何关系及运动分析/65
321符号约定与坐标系的建立/65
322回转平台的运动分析/67
323动臂机构的几何关系及运动分析/67
324斗杆机构的几何关系及运动分析/69
325铲斗连杆机构的几何关系及运动分析/71
326反铲液压挖掘机的整机几何性能参数分析/73
33反铲工作装置设计/84
331反铲工作装置的设计准则、内容和方法/84
332反铲工作装置结构方案的确定/85
333铲斗结构参数的确定/88
334反铲动臂机构的设计/92
335反铲斗杆机构的设计/96
336反铲铲斗连杆机构的设计/100
337反铲工作装置设计的混合方法/106
思考题/110
第4章反铲液压挖掘机的整机力学性能分析/112
41理论挖掘力分析/112
411铲斗液压缸的理论挖掘力/112
412斗杆液压缸的理论挖掘力/114
413任意位姿整机的理论挖掘力/115
414全局整机最大挖掘力/125
42挖掘性能分析/127
421挖掘图的绘制方法/127
422挖掘性能可视化与大数据统计分析技术/128
43工作装置设计合理性分析/137
44起重能力分析/140
441起重工况的主要参数/140
442整机最大起重能力的理论分析/141
443整机最大起重能力的可视化分析技术/145
444整机起重能力的云图分析技术/147
思考题/148
第5章回转平台、回转支承及回转驱动装置/150
51回转平台/150
511回转平台的结构型式/150
512回转平台上各部件的布置及转台平衡/150
52回转支承/152
521转柱式回转支承/152
522滚动轴承式回转支承/153
53回转驱动装置/155
531半回转驱动装置/155
532全回转驱动装置/156
54中央回转接头/160
55转台的运动特点及载荷类型/162
56全回转支承的选型计算/163
561全回转支承选型计算的工况选择及载荷分析/163
562滚动轴承式全回转支承的选型计算/165
563依据标准的全回转支承可视化动态选型技术/166
57回转平台回转阻力矩分析/168
58全回转驱动装置主要参数设计/170
思考题/172
第6章行走装置构造及设计/174
61履带式行走装置/174
611履带式行走架/175
612四轮一带/177
613履带张紧装置/182
614履带式行走装置的传动方式/183
62轮胎式行走装置/188
621轮胎式行走装置的结构布置与支腿/189
622轮胎式行走装置的传动方式/192
623轮胎式挖掘机的悬挂装置/195
624轮胎式挖掘机的转向机构/196
63履带式行走装置的设计/198
631履带式液压挖掘机的行驶阻力分析/198
632履带式液压挖掘机行走液压马达主参数的确定/203
633行走机构主要性能校核/204
思考题/205
第7章反铲液压挖掘机的整机稳定性与安全性分析/206
71整机稳定性的概念/206
72整机稳定性工况选择及稳定性分析/207
721建立坐标系/207
722影响整机稳定性的因素及其数学表达/207
723不同工况的稳定系数分析/209
73最不稳定姿态的确定/214
74反铲液压挖掘机的自救与越障能力/216
思考题/218
第8章反铲液压挖掘机关键零部件的力学性能分析/219
81关键零部件的空间受力分析/219
811铲斗及铲斗连杆机构的受力分析/219
812斗杆及斗杆机构的受力分析/222
813动臂及动臂机构的受力分析/224
814计入偏载及横向力作用时的空间受力分析/225
815回转平台的受力分析/227
816履带式液压挖掘机的接地比压分析/229
82主要结构件的强度分析/232
821静态强度分析方法及其判定依据/233
822静态强度分析工况和计算位置的选择/234
823工作装置的静强度分析/235
824回转平台的静强度分析/239
825履带式液压挖掘机底架的静强度分析/241
826工作装置轻量化及拓扑优化技术/246
83工作装置的动态特性分析及相关技术/247
831工作装置三维模型的建立/248
832破碎工况下工作装置的动态特性分析/248
思考题/251
第9章挖掘机的液压系统/253
91反铲液压挖掘机的工况特点及其对液压系统的要求/253
911反铲液压挖掘机的工况特征/253
912反铲液压挖掘机对液压系统的要求/254
92液压系统的主要类型和特点/255
921液压泵的主要性能参数及液压系统分类/255
922定量系统/256
923变量系统/258
924开式与闭式系统/263
925单泵与多泵系统/264
926串联与并联系统/264
93液压挖掘机的基本回路/265
931限压回路/265
932卸荷回路/266
933调速和限速回路/266
934行走限速补油回路/267
935回转缓冲补油回路/268
936支腿顺序动作及锁紧回路/269
94执行元件的辅助控制回路/270
941行走自动二速系统/270
942行走直驶控制系统/270
943转台回转摇晃防止回路/271
944工作装置控制系统/272
95液压挖掘机的控制系统/272
951先导型控制系统/273
952负流量控制系统/275
953正流量控制系统/277
954负载传感控制系统/278
96液压系统的设计及性能分析/281
961明确设计要求、分析工况特征/281
962确定液压系统主要参数/282
963液压系统方案的拟订/283
964系统初步计算及液压元件的选择/284
965液压系统性能分析/289
966绘制系统图和编写技术文件/292
思考题/292
第10章液压挖掘机自动控制技术及智能化/294
101液压挖掘机动力控制及节能技术/294
1011液压挖掘机的发动机控制系统/294
1012液压油温度控制系统/298
1013挖掘机的节能技术/299
102新能源挖掘机及其关键技术/303
1021纯电动挖掘机/303
1022混合动力挖掘机/305
1023新能源挖掘机关键技术/307
103挖掘机智能作业技术/308
1031挖掘机智能网联技术/309
1032挖掘机定位导航与环境感知技术/313
1033挖掘机作业规划与控制技术/319
104挖掘机智能运维技术/324
1041挖掘机工况监测与故障诊断系统/324
1042智慧施工与智能挖掘机/326
思考题/332
参考文献/333
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| 內容試閱：
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反铲液压挖掘机是各类土石方和基础设施建设中最为常见的主要机种之一，是体现国家科技水平的重大技术装备，其品种日益增多，设计和制造技术不断更新，使用范围不断扩大。本书面向工程机械的正向研发和智能化发展，从反铲液压挖掘机的结构特点、工作原理及工程应用角度出发，详细介绍了其发展概况与技术现状，重点对反铲液压挖掘机的设计理论和性能分析方法进行了系统性阐述，推导了一系列详细的分析计算公式，给出了总体结构、工作装置、回转和行走装置以及液压系统的具体设计方法和步骤。
全书共分为10章。第1章为绪论，主要介绍挖掘机的发展历史、应用领域、生产情况、技术现状及发展趋势。第2章介绍反铲液压挖掘机的总体结构特点、工作原理、总体方案和主要参数设计方法。第3章重点讲述反铲液压挖掘机工作装置的结构特点和设计方法，推导了基于三维空间的运动分析方程、主要工作尺寸分析计算公式，介绍了作业范围及挖掘包络图的绘制方法和分析技术，以及反铲液压挖掘机典型工作装置的设计方法。第4章利用矩阵矢量方法给出了反铲液压挖掘机整机最大理论挖掘力的分析计算公式、挖掘云图的计算机绘制方法，并通过作者研发的“EXCAB_T”软件对实例机型进行了数字映像及大数据统计分析，阐述了进行整机挖掘性能分析并提升整机挖掘性能的计算机可视化方法，介绍了整机最大理论挖掘力的确定方法。第5章阐述了回转平台、回转支承及回转驱动装置的结构特点、回转支承的可视化动态选型技术及回转驱动装置的设计方法。第6章介绍了履带式和轮胎式液压挖掘机的行走机构结构特点和工作原理，以及履带式行走驱动装置的设计方法。第7章介绍了整机稳定性的分析计算方法，推导了典型工况的稳定性分析计算公式，并介绍了最不稳定姿态的确定方法。第8章介绍了利用空间力学原理和矩阵矢量方法对反铲液压挖掘机各部件进行的受力分析和对工作装置各铰接点、转台及履带进行空间受力分析的计算公式，介绍了用有限元方法对主要结构件进行强度分析的方法和步骤，以及破碎工况下工作装置的动态特性和疲劳寿命分析计算方法。第9章针对反铲液压挖掘机的液压系统进行了全面阐述，对当今采用的先进节能控制系统进行了详细分析，介绍了挖掘机液压系统的主要类型、基本回路及特殊回路的组成和工作原理，以及挖掘机液压系统设计及性能分析的基本方法和过程。第10章介绍了近年来在液压挖掘机上采用的新能源动力技术、自动控制技术及智能化技术。
本书以新工科建设为中心，面向工程机械正向研发的理论与技术以及智能化领域卓越工程师人才培养需求，融合了数学、力学、机构学、机械原理、机械设计、液压传动与控制、计算机软件技术、自动控制与智能化技术等多学科领域的知识，体现了自然科学与专业基础知识的综合应用，兼备了基础性、理论性、实用性、系统性和前瞻性。
本书编者均来自太原科技大学，由史青录、王爱红任主编，负责本书的组织规划、内容制订和全书统稿。本书的具体编写分工如下：史青录和王爱红教授编写第1、2章，任亚峰副教授编写第3章，赵玲瑛博士编写第4、8章，孙小娟和李捷副教授编写第5章，章新副教授编写第6章，智晋宁教授编写第7章，董洪全副教授编写第9章，要志斌副教授编写第10章。
秉承工程机械行业前辈和专家严谨的治学作风，在太原科技大学工程机械教研室全体老师及相关研究生的辛勤劳动和付出，以及与行业企业徐工、詹阳动力、柳工、中联重科等的深度合作的基础上，编者经过了长期学习、深入探索和不断积累得以完成本书。太原科技大学高有山教授和北京信息科技大学林慕义教授作为主审。对本书提出了宝贵的意见。在此向各位前辈、专家及行业同仁致以深深的谢意！
限于编者水平，书中缺点和不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。
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