工作装置匹配特性对挖掘机挖掘性能的影响研究

为研究液压挖掘机理论挖掘力与主动液压缸充分发挥比之间的匹配特性对挖掘性能的影响规律,以主动缸充分发挥比和动臂缸闭锁限制比为一设计因素、以实际挖掘力与设计最大挖掘力之比为另一设计因素,考虑不同挖掘工况建立目标匹配函数。以某36.5 t反铲液压挖掘机为例,通过匹配工作装置铰点位置和设计因素的权重系数来建立优化匹配方案,基于图谱叠加法分析验证不同优化匹配方案对挖掘性能的影响。结果表明：减少主动缸充分发挥比和动臂缸闭锁限制比,增大实际挖掘力与设计最大挖掘力之比权重系数,使得动臂和斗杆的尺寸增加,铲斗和连杆尺寸减少,工作装置各项作业范围参数均有提高;铲斗挖掘和复合挖掘在闭锁限制比变化不大且主动缸充分发挥比有所降低时,使得二者最大挖掘力均有提高,而斗杆挖掘性能表现与之相反。     

流热固耦合下的双螺杆压缩机转子结构特性研究

针对双螺杆压缩机工作过程中转子的结构特性问题,综合考虑压缩机产生的压力场和温度场,对螺杆转子进行流热固耦合研究。通过有限体积法求解压缩机工作过程中产生的压力场和温度场,采用数值插值技术将其加载到转子的结构网格上,建立转子的真实受力模型。进一步求解转子的静平衡方程得到转子的位移场和应力分布,并利用L形大直径掩埋管道对所提出的方法进行验证。研究结果表明:温度场是螺杆转子产生较大变形和应力的主要原因,选择合适的转速可以降低转子的变形和应力。研究结果对压缩机的结构设计和优化有一定的理论意义。     

基于不同工作载荷的铲斗结构特性分析

针对挖掘机铲斗在未达到理论寿命之前,便发生严重磨损或断裂等破坏现象的问题,研究了复合挖掘方式对铲斗结构特性的影响。基于工作装置应力特性选择了4种挖掘机典型工况,并分别基于挖掘阻力经验公式、单独挖掘理论挖掘力模型和复合挖掘理论挖掘力模型,计算出了某21 T挖掘机铲斗的工作载荷,采用有限元法计算了铲斗在不同载荷作用下的应力变形情况。研究结果表明:在相同工况下,复合挖掘方式对应更大的铲斗外载荷,同时对应更大的应力和变形;该结果验证了复合挖掘是一种造成铲斗破坏的重要因素这一结论,为挖掘机铲斗结构强度分析和优化设计提供了理论依据。     

基于运动学分析的挖掘机器人轨迹规划新方法

基于D-H位移矩阵法、工作装置的变量空间模型和三角函数关系,对液压挖掘机工作装置的运动学模型进行了深入的分析研究,推导出各变量空间相互转换的通用表达式.对传统的挖掘机器人轨迹规划方法进行分析,研究液压挖掘机实际作业的特点和需要,提出了模糊速度的概念.进一步提出一种基于控制信号实时生成的挖掘机器人轨迹规划的模糊速度法.该方法完全避免了传统方法中未知的负载和预定的运动速度之间的矛盾,从根本上保证工作装置能够以合适的速度,精确的跟踪预定轨迹.     

基于AMESim的高速液压柱塞泵设计与试验研究

分析了高速液压柱塞泵的结构及工作原理,对其进行了结构设计。通过对液压柱塞泵不同转速、不同油温、不同压力控制阀进口节流小孔直径下的出口压力进行仿真分析,得到了转速、油温、节流小孔尺寸对出口压力响应的规律,确定了最优的参数。最后,利用液压柱塞泵样机进行了原理试验,试验数据验证了柱塞泵理论计算和动态仿真的准确性,为高速液压柱塞泵的设计提供了一定的参考依据。