基于離散單元法的機(jī)械式挖掘機(jī)工作阻力模擬.pdf

1、礦用機(jī)械式挖掘機(jī)挖掘過(guò)程是復(fù)雜的物理過(guò)程，礦巖的挖掘阻力是設(shè)計(jì)挖掘機(jī)的主要參數(shù)之一，它直接關(guān)系到挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度、機(jī)重、傳動(dòng)方式和功率選擇，該指標(biāo)的準(zhǔn)確程度對(duì)挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)起著重要作用。目前我國(guó)機(jī)械式單斗挖掘機(jī)的挖掘阻力確定仍然采用前蘇聯(lián)20世紀(jì)50年代提出的計(jì)算公式。
　　影響挖掘阻力因素主要有:土樣種類、斗齒形狀與爆破礦石塊度。本文以礦用55m3機(jī)械式挖掘機(jī)為例，以相同土樣、相同斗形，不同塊度的爆破巖石為研究對(duì)象，利用離散

2、單元理論，通過(guò)EDEM軟件仿真模擬，將不同塊度的爆破后風(fēng)化巖石模擬為球形離散元，分析三組顆粒大小，并認(rèn)為服從正態(tài)分布，建立礦堆模型、鏟斗模型、挖掘軌跡得到挖掘過(guò)程中鏟斗沿X方向、Y方向及Z方向的阻力曲線，通過(guò)計(jì)算得到最大切向挖掘阻力、最大法向挖掘阻力、其及出現(xiàn)的時(shí)間與此時(shí)的挖掘厚度。
　　分析得到隨著塊度粒徑的增加，最大切向挖掘阻力與最大法向挖掘阻力均增大，而出現(xiàn)最大挖掘阻力時(shí)斗桿的總轉(zhuǎn)角與此時(shí)的挖掘厚度變化趨勢(shì)大體相同。

3、　　當(dāng)?shù)V石粒徑主要集中在(1.3～1.6)m時(shí)，離散單元法預(yù)測(cè)最大切向阻力誤差為2.63％;最大法向阻力誤差為2.14％;測(cè)量提升力誤差為2.98％;測(cè)量推壓力誤差為3.48％。當(dāng)?shù)V石粒徑主要集中在(1.0～1.3)m時(shí)，離散單元法預(yù)測(cè)最大切向阻力誤差為13.98％;最大法向阻力誤差為12.22％;測(cè)量提升力誤差為9.53％;測(cè)量推壓力誤差為13.69％。
　　以上誤差均在工程上可接受范圍內(nèi)，可見(jiàn)離散單元法可以作為研究挖掘過(guò)程中挖