液壓挖掘機(jī)工作裝置動(dòng)態(tài)特性研究及挖掘力優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、液壓挖掘機(jī)是進(jìn)行土石方作業(yè)的多功能工程機(jī)械，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，工作裝置是挖掘機(jī)整機(jī)的重要組成部件，也是其土石方作業(yè)的執(zhí)行裝置，工作裝置的作業(yè)性能很大程度上反映了挖掘機(jī)整機(jī)的挖掘性能。在真實(shí)的挖掘過(guò)程中，由于工作環(huán)境惡劣、挖掘?qū)ο蠖嘧儾灰磺夜ぷ髫?fù)荷復(fù)雜，導(dǎo)致工作部件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和受力規(guī)律非常復(fù)雜，以及會(huì)出現(xiàn)挖掘力不足的情況?；谏鲜霈F(xiàn)象，本文以某型號(hào)的液壓挖掘機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其工作中的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真分析，以及鏟斗挖掘

2、時(shí)的挖掘力進(jìn)行了優(yōu)化，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）分別運(yùn)用Denavit-Hartenberg奇次坐標(biāo)變換法、Lagrange法建立了工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)理論模型，得到了關(guān)鍵鉸點(diǎn)位置的位移?X,Y,Z?T、速度v、加速度a的函數(shù)關(guān)系式，以及其動(dòng)力學(xué)方程的函數(shù)表達(dá)式。
　?。?）在PROE中運(yùn)用經(jīng)典的bottom-up設(shè)計(jì)方法，建立了工作裝置的三維模型，裝配后導(dǎo)入ADAMS建立工作裝置的虛擬樣機(jī)，對(duì)多剛體系統(tǒng)的虛擬樣

3、機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)仿真，得到工作裝置的主要作業(yè)尺寸參數(shù)和關(guān)鍵鉸點(diǎn)位置的受力及力矩規(guī)律曲線。
　?。?）依托ANSYS有限元分析軟件，建立了動(dòng)臂和斗桿的柔性部件，并對(duì)兩機(jī)構(gòu)進(jìn)行約束模態(tài)分析，得到了機(jī)構(gòu)的前六階固有頻率以及其相對(duì)應(yīng)的振型圖，在ADAMS中進(jìn)行柔性替換得到工作裝置剛?cè)狁詈咸摂M樣機(jī)模型并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，結(jié)果表明:剛?cè)狁詈夏Ｐ偷你q點(diǎn)受力曲線與多剛體系統(tǒng)的走向趨勢(shì)基本一致，在多剛體曲線的基礎(chǔ)上成不同幅度的波動(dòng)，且在有外載荷

4、作用下曲線的波動(dòng)程度較為明顯,并得到動(dòng)臂機(jī)構(gòu)和斗桿機(jī)構(gòu)在一個(gè)作業(yè)循環(huán)內(nèi)最大應(yīng)力位置分別位于動(dòng)臂與轉(zhuǎn)臺(tái)鉸點(diǎn)附近和斗桿上的鏟斗油缸支座位置處。
　?。?）在ADAMS中建立鏟斗連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化的樣機(jī)參數(shù)化模型，以挖掘力即傳動(dòng)比為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明：連桿機(jī)構(gòu)四個(gè)參數(shù)化點(diǎn)的縱坐標(biāo)對(duì)目標(biāo)函數(shù)的靈敏度值較大，即對(duì)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的影響程度較大，優(yōu)化設(shè)計(jì)后鏟斗連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比在油缸行程變化很小的范圍內(nèi)從之前的最大值為0.2991提升到0.378