反鏟液壓挖掘機工作裝置結(jié)構(gòu)與性能一體化設(shè)計研究.pdf

1、液壓挖掘機是一種非常重要的和常用的施工機械,它在采礦、道路建設(shè)、國防建設(shè)、農(nóng)業(yè)灌溉和其他土方施工中占有十分重要的地位。隨著我國在建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施上的投資不斷增加,挖掘機在國家的現(xiàn)代化建設(shè)中扮演著越來越重要的角色。所以,重視挖掘機的發(fā)展,加快挖掘機的創(chuàng)新,不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量,對國家的現(xiàn)代化建設(shè)有著重要的意義。
　　工作裝置是液壓挖掘機的重要組成部分,工作裝置的質(zhì)量極大的影響整機的質(zhì)量。所以對工作裝置的強度分析及優(yōu)化設(shè)計將直接影響到液壓挖掘

2、機的可靠性、安全性和工作性能。
　　針對用有限元軟件分析結(jié)構(gòu)強度不便于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化自動循環(huán)的局限性及液壓挖掘機性能優(yōu)化的復(fù)雜性,本文提出對反鏟液壓挖掘工作裝置結(jié)構(gòu)與性能一體優(yōu)化的研究。本課題主要的研究工作包含如下幾個方面:
　?、俜治隹偨Y(jié)了反鏟液壓挖掘機工作裝置的結(jié)構(gòu)形式和挖掘特點;通過運動分析,建立了挖掘機工作裝置的運動學(xué)模型及力學(xué)模型,求解了工作裝置上各個鉸點的位置坐標及理論挖掘力;最終完成了在考慮偏載和側(cè)向力的工況下對

3、各個鉸點的受力分析。
　?、谶\用材料力學(xué)的方法,利用VB編制液壓挖掘機工作裝置強度分析軟件,通過軟件可以求出動臂和斗桿各個截面的最大應(yīng)力;然后通過實例分析,分別用自編軟件計算動臂、斗桿的強度與有限元分析的強度對比。分析對比結(jié)果,自編軟件計算的結(jié)構(gòu)強度與商用有限元軟件分析結(jié)果一致。
　?、墼隍炞C了自編程序分析工作裝置強度正確性的基礎(chǔ)上,通過現(xiàn)代設(shè)計優(yōu)化方法,以動臂和斗桿的質(zhì)量最輕為優(yōu)化目標,其結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計變量,再以其強度不

4、降低為約束條件對動臂和斗桿進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并利用VB編制優(yōu)化程序。通過實例優(yōu)化設(shè)計,將優(yōu)化前與優(yōu)化后的結(jié)果對比。分析對比結(jié)果,優(yōu)化后動臂和斗桿的質(zhì)量減輕。
　　④以降低工作裝置質(zhì)量同時提高挖掘性能為優(yōu)化目標,在工作裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)上,結(jié)合原有的液壓挖掘機性能優(yōu)化軟件進行多目標組合優(yōu)化。并利用VB編制液壓挖掘機結(jié)構(gòu)與性能一體優(yōu)化軟件,最后通過實例分析優(yōu)化,對比優(yōu)化前與優(yōu)化后的結(jié)果。分析對比結(jié)果,優(yōu)化后動臂和斗桿的質(zhì)量減輕;挖掘機的挖