基于MATLAB的液壓挖掘機反鏟裝置挖掘性能圖的程序化繪制.pdf

1、液壓挖掘機是工程機械的主要品種之一，它廣泛應(yīng)用于礦山開采、道路施工、國防建設(shè)、農(nóng)用水利等基本建設(shè)之中。隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，基本建設(shè)項目的增多，對液壓挖掘機的需求也有較大幅度的增長，但是目前國產(chǎn)液壓挖掘機數(shù)量卻比較少，而且多為斗容2.5m3以下的小型設(shè)備，中型設(shè)備較少，大型設(shè)備在國內(nèi)尚屬空白。國產(chǎn)液壓挖掘機從品種、規(guī)格、數(shù)量上滿足不了國內(nèi)市場需要，而且在產(chǎn)品技術(shù)水平、可靠性制造質(zhì)量方面也與國外液壓挖掘機有較大差距。 國產(chǎn)液

2、壓挖掘機的生產(chǎn)當(dāng)前仍處于仿制階段，缺乏自主開發(fā)能力，為了不斷提高國產(chǎn)液壓挖掘機在國內(nèi)市場上的份額并縮小與國外液壓挖掘機質(zhì)量上的差距，國內(nèi)不少挖掘機生產(chǎn)廠家紛紛引進國外先進的挖掘機產(chǎn)品，在對引進產(chǎn)品進行技術(shù)消化和吸收的基礎(chǔ)上不斷改進產(chǎn)品設(shè)計來提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 挖掘性能圖是評價挖掘機工作裝置設(shè)計合理性的重要手段之一。挖掘性能數(shù)據(jù)點圖能夠反映出斗齒尖挖掘力、液壓泵的功率利用率以及三組液壓缸的匹配等詳細情況，過去已經(jīng)實現(xiàn)了程序化繪制。然

3、而在挖掘機總體設(shè)計階段，對挖掘機設(shè)計人員，無論是在消化國外挖掘機的設(shè)計思想還是在進行產(chǎn)品設(shè)計方面，都非常需要從整體上來了解和把握產(chǎn)品的工作性能，而含有各限制因素分界線的挖掘性能圖譜能使設(shè)計人員形象準確地了解液壓挖掘機工作裝置三組液壓缸、整機各部分重心分布及整機重量是否合理，以及發(fā)動機功率是否得以充分發(fā)揮等重要信息，是設(shè)計人員評價工作裝置、整機總體參數(shù)是否合理的主要依據(jù)。由于挖掘性能簡圖中各限制因素區(qū)域之間的分界線情況較復(fù)雜，過去往往是通

4、過手工繪制出來的，費時且工作量較大。為了減少挖掘機設(shè)計人員的工作量，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高設(shè)計質(zhì)量，對挖掘機的挖掘性能圖譜的程序化繪制進行研究是很有必要的。本文正是在這樣的背景下，進行了以下的研究工作。 ① 對挖掘機的反鏟工作裝置進行運動分析，以及對斗齒尖挖掘力進行力學(xué)分析，為編制挖掘性能簡圖的自動化繪制程序奠定了基礎(chǔ)； ② 在分析挖掘性能圖譜的基礎(chǔ)上提出各限制因素區(qū)域分界線的計算數(shù)學(xué)模型，鑒于采用解析方法不能求解這一模

5、型的情況下探討了運用優(yōu)化理論和數(shù)值分析技術(shù)來求解這一問題的方法，即采用曲線擬合技術(shù)擬合一條曲線來近似表示分界線。在這一過程中，首先對限制區(qū)域分界線的類型進行分析，之后運用優(yōu)化理論求解出曲線的端點，最后采用最小二乘法對滿足條件的數(shù)據(jù)點進行曲線擬合，從而得到分區(qū)界線的近似解； ③ 在以限制因素分區(qū)的挖掘性能圖的基礎(chǔ)上本文提出了挖掘阻力對比區(qū)域分界線的數(shù)學(xué)模型，進而為實現(xiàn)挖掘性能圖繪制的程序化奠定了基礎(chǔ)； ④ 在上述研究的基礎(chǔ)