正铲液压挖掘机挖掘性能图谱叠加分析法

通过对正铲液压挖掘机工作装置的机构进行分析研究,建立了正铲液压挖掘机各铰点、重心及斗齿尖的坐标,并进一步推导和建立了正铲液压挖掘机挖掘性能分析的力学模型.此外,首次提出了液压挖掘机挖掘性能的图谱叠加分析法(简称叠加法),在VB编程环境下编制了正铲液压挖掘机挖掘性能的图谱叠加分析软件.图谱叠加分析法是将每种工况下的11张挖掘图叠加在一张图谱上进行分析,更为直观、全面地反映挖掘机的挖掘性能.并以某X型正铲液压挖掘机为例,运用该软件对其挖掘性能进行了系统、全面、准确的分析,验证了本方法的正确性和有效性.     

正铲液压挖掘机四边形机构牵连运动分析

根据正铲液压挖掘机工作装置的机构特性,深入研究了斗杆-铲斗四边形机构的牵连运动关系,对四边形机构进行了运动学分析,归纳出了其运动过程中必须满足的各种条件,建立了数学模型.基于VB编程环境下,研究了四边形机构分析的程序实现方法.并在实际中应用于某型号正铲液压挖掘机工作装置方案设计中,对其牵连运动机构特性进行了分析评价,揭示了牵连运动液压油缸影响区域比例对挖掘机挖掘性能的重要影响.     

一种新型正铲液压挖掘机工作机构的研究

挖掘机工作机构的创新设计对提高其工作性能,增强市场竞争力具有重要意义.提出一种可有效增强挖掘性能的新型挖掘机构,并研究其性能.基于牛顿-欧拉法对新机构进行力学分析,与现行典型挖掘机构对比,在挖掘阻力最大时所需的挖掘机驱动油缸推力明显降低.基于机构拓扑结构理论分析了该挖掘机工作机构的方位特征(POC)集、自由度和耦合度;...     

一种新型矿用正铲液压挖掘机的运动学分析

提出一种新型矿用正铲液压挖掘机,其工作装置是一个复杂的多环耦合机构。采用修正的Grübler-Kutzbach公式分析工作装置的自由度,得出该工作装置能够满足正铲作业要求,可以实现两个移动和一个转动。基于运动链环路理论,建立通用的机构运动学分析框图,并且利用该框图对机构进行运动学分析。基于运动学正解分析矿用正铲液压挖掘机的水平挖掘时理论可达的工作空间,得出该机构在水平挖掘时铲斗与地面的倾角为30°~50°时挖掘空间最优,满足挖掘机水平挖掘的作业要求。基于机构运动分析框图对机构进行速度分析,得到液压缸的输入速度与铲斗输出运动之间的雅可比矩阵。最后给出了五组数值算例,对运动学分析进行验证。研究结果为该机构的设计和使用提供重要的理论依据。     

机械式挖掘机挖掘轨迹的确定

挖掘轨迹是机械式挖掘机挖掘理论研究中的重要内容,铲斗只有沿着合理的挖掘轨迹运动,才可以实现高效和低耗作业.分析了等切削角对数螺旋线轨迹模型的不足,并在此基础上以工作机构的运动关系为出发点,利用机构运动学理论及坐标变换理论,分别以2种途径推导了挖掘轨迹方程.利用MATLAB软件模拟了机械式挖掘机的挖掘轨迹,并用ADAMS软件进行了虚拟样机运动学仿真和验证.仿真结果与轨迹方程的模拟结果一致,验证了轨迹方程的正确性.     

7.5 m3液压挖掘机正铲工作装置的优化设计及仿真分析

主要研究大型液压挖掘机普通正铲工作装置的优化设计，并对其优化前后的挖掘特性进行了仿真分析，验证了优化设计的合理性。     

NX软件在正铲液压挖掘机设计中的应用

基于NX设计软件液压挖掘机设计,利用NX软件的WAVE功能建立液压挖掘机整机参数化模型;利用NASTRAN的分析功能对机构进行分析,使用WAVE参数化功能快速优化机构的模型;利用NX的间隙分析功能审查模型;利用NX的制图功能绘制施工图纸,从而为物理样机的设计制造提供了可靠的基础。     

大型液压挖掘机斗杆挖掘阻力的离散元素法研究

针对由于缺乏铲斗挖掘阻力等关键数据而导致在大型正铲液压挖掘机工作装置、液压系统设计时只能采用类比法而造成整机性能差的问题,对挖掘机斗杆挖掘阻力进行了离散元研究,提出了一套仿真评估方法:运用离散元素法,在EDEM中建立了矿堆模型,通过选择Hertz-Mindlin无滑动接触模型计算了元素间接触力,模拟了大型正铲液压挖掘机斗杆挖掘工况,分析研究了挖掘过程中铲斗所受挖掘阻力。将EDEM中所得挖掘阻力加载到ADAMS挖掘机动力学模型,进行工作装置和液压回路参数校核以及挖掘阻力实验验证。研究结果表明,挖掘阻力的仿真与计算为大型液压挖掘机工作装置和液压系统设计提供了可靠依据。     

一种新型正铲液压挖掘装置的运动学和动力学分析

提出一种可有效增大铲斗液压缸的推力和行程的新型正铲液压挖掘装载装置。通过对机构自由度分析,验证了该工作装置满足挖掘机铲斗作业要求的一个转动自由度和两个移动自由度。基于模块化图形组态和运动链环路理论,建立该机构的运动学分析流程图,并根据流程图对新型机构进行运动学特性分析。采用数值验证的方法给出五组数值算例,通过运动学正解和反解分析结果的对比,验证了分析方法的可靠性和准确性。基于凯恩方法对该新型机构进行动力学分析,将驱动力等效为关节转矩,推导并建立了动力学数学模型。参考卡特彼勒矿用正铲挖掘机的相关尺寸,给定该新型正铲液压挖掘装载装置的结构参数,基于Matlab分别在空载和变阻力情况下对挖掘机水平作业工况下进行动力学仿真研究,结果验证了动力学模型的准确性。研究结果为该新型机构的设计和应用提供了重要的理论依据。     

正铲液压挖掘机三副摇杆工作机构的超多目标优化设计

为解决液压挖掘机工作机构的超多目标优化难题,以新型三副摇杆正铲挖掘机构为研究对象、开展基于超多目标进化算法的优化设计研究。以三副摇杆工作机构的功能特点和正铲挖掘机的挖掘力、推压力、挖掘图谱指标等性能指标为目标函数建立其约束超多目标优化模型。通过引入自适应旋转模拟二进制交叉算子,提出一种改进的约束超多目标进化算法,增强算法处理复杂约束优化问题的能力,并在标准测试函数集中进行验证。将改进算法应用于70 t级液压挖掘机三副摇杆工作机构优化实例中,并与当前最先进的8种约束多目标进化算法进行比较研究,验证所提出算法的有效性。最后基于理想解法从得到的非支配解集中筛选出满意度最高的三副摇杆工作机构设计方案,并与现有经典机型方案的性能参数进行比较。优化结果表明：提出的算法在挖掘机工作机构优化中相比于其他进化算法具有明显优势,能得到极具竞争力的三副摇杆工作机构优化方案。     

大型液压正铲挖掘机工作装置有限元分析及应力测试

针对某大型液压正铲挖掘机,使用Pro/Engineer软件对其工作装置进行实体建模,并对各部件(动臂、斗杆和铲斗)最不利工况的模型进行受力分析,求出各铰点和被动油缸的受力.分别建立各部件的有限元模型,然后应用ANSYS软件的静力分析模块对其进行有限元强度和刚度分析,得出各部件的应力和变形云图.最后采用静态应变仪对工作装置进行现场应力测试,将试验结果和理论计算进行比较,对有限元分析结果进行了验证.从而为改进挖掘机设计、提高挖掘机工作的稳定性提供了理论依据.     

基于Vega Prime的液压挖掘机运动仿真

为了更好地研究挖掘机反铲机构,并在虚拟环境下实现对实际工况及工作流程的可视化仿真,需要建立挖掘机挖掘过程中的各种三维实体模型,进而研究系统中模型运动控制的实现。在研究了反铲机构的结构和工作方式的基础上,给出了在Creator、Vega Prime等软件环境下挖掘机的三维模型的构建过程及对挖掘仿真过程中的动态控制方法,完成了挖掘工作艺流程的动态仿真。     

基于混合动力技术的液压挖掘机节能方案研究

为进一步提高液压挖掘机的节能效果,提出了以混合动力源代替单一柴油机动力系统的新型节能方法.通过分析液压挖掘机的工况特点和发动机工作点波动情况,证明了混合动力技术在液压挖掘机节能中的必要性和可行性.建立了5 t级串、并联混合动力挖掘机的仿真模型,并以采集的同等级动力配置的液压挖掘机工作负载作为仿真的载荷谱.以模型仿真和试验测试为研究手段,对比分析了原型系统和串/并联混合动力系统的节能效果、系统成本和动力性能,得出了并联式混合动力系统是目前最适合液压挖掘机的节能方案的结论.仿真和试验结果表明,该方案能进一步提高液压挖掘机的节能效果.     

基于AMESim的支重轮疲劳试验台液压系统仿真研究

该文简单介绍了面向工程设计的高级建模软件AMESim,并使用该软件建立支重轮疲劳试验台液压控制系统模型,并对其动态特性进行仿真分析,结果表明,应用AMESim软件能较好地解决液压力控制系统动态仿真问题,优化设计方案.     

斗山DH80—7挖掘机整机挖掘力下的铰点力计算

确定铰点最大受力是挖掘机铰点设计校核的重点及难点之一,提出采用杆组法对挖掘机工作装置连杆机构进行分析,计算在不同工况和姿态下挖掘机的整机理论挖掘力及各铰点的受力,然后通过对计算数据进行分析比较确定最大铰点力,这是一种行之有效的方法.并用这一方法计算出了斗山DH80-7挖掘机整机理论挖掘力下的最大铰点力.     

1种挖掘机恒压网络二次调节液压系统及其能耗分析

为开发高效节能型挖掘机,提高能量的利用率,分析了现有挖掘机液压系统在节能控制方面存在的不足,提出1种基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压系统的设计方案,分析了该方案的特点.以具体挖掘机工况为例,对3种不同的挖掘机液压控制系统进行能耗分析与对比,结果表明基于恒压网络二次调节技术的挖掘机液压控制系统是可行的,且具有较好的节能效果.     

小型挖掘机工作装置三维建模及有限元分析

以某国产小型液压挖掘机工作装置作为研究对象,用Pro/Engineer建立起了挖掘机的工作装置的三维模型,并进行了模拟装配和有限元模型分析;针对2个种典型的工况位置进行了受力分析,并且利用有限元分析法对处于2个工况条件下的动臂进行了应力和变形分析,得出在2个工况下动臂的应力集中和变形的具体模拟数值和趋势,分析结果为挖掘机物理样机的制造以及新机型设计方案的评估提供了理论基础和有效参考数据.     

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.