基于响应面法的反铲液压挖掘机工作装置多目标优化设计

为提高反铲液压挖掘机工作装置的综合性能,综合考虑理论挖掘力、静态强度、动态性能的基础上对反铲液压挖掘机工作装置进行了多目标优化设计。在Ansys Workbench中对工作装置进行了强度分析和模态分析。使用最优拉丁超立方试验设计和响应面法建立了动臂强度、斗杆强度、工作装置质量、1阶模态、2阶模态的近似模型,提高了优化效率。使用NSGA-Ⅱ算法对工作装置进行了多目标优化设计,获得了Pareto解集。优化结果表明在满足约束的情况下工作装置质量下降、动态性能提高、理论挖掘力增大,提高了工作装置的综合性能。     

液压挖掘机反铲装置虚拟样机仿真研究

为解决液压挖掘机反铲装置作业时,工作范围尺寸与挖掘力出现的问题,首先,运用Pro／E软件,建立液压挖掘机的三维实体模型,并导入虚拟样机分析软件ADAMS,合理地添加约束与驱动;然后,在ADAMS中进行运动学仿真,获得液压挖掘机的主要工作范围尺寸,并经过国家标准检验,验证了系统设计的合理性;最后,在特定工况下,对反铲装置各铰点的受力情况进行动力学仿真,获得其变化规律,较精确地得到反铲装置各铰点所受的最大载荷,并提出了相应的改进措施,为进一步进行有限元分析与优化设计奠定了基础。     

基于拓扑优化方法的大型液压挖掘机斗杆新型结构

以斗杆结构强度为基准,采用结构优化的方法,设计了大型液压挖掘机正铲工作装置斗杆新结构。采用离散元方法,构建矿山岩石模型,获得铲斗挖掘阻力;采用多体动力学方法,搭建大型液压挖掘机正铲工作装置刚柔耦合动力学模型,获得挖掘机斗杆挖掘工况斗杆动态载荷,并对斗杆进行动态结构强度分析;采用SIMP插值函数的变密度拓扑优化方法,在有限元中对斗杆结构进行拓扑优化设计,获得大型液压挖掘机正铲工作装置新型斗杆结构;对新型斗杆结构进行动态结构强度分析,斗杆结构强度保持原有水平。研究结果表明,通过拓扑优化后得到的新型斗杆,结构强度与类比设计一致,但质量减小。     

液压挖掘机反铲工作装置优化设计

本文简述了液压挖掘机反铲工作装置的结构及其工作特点，阐明了液压挖掘机反铲工作装置优化设计的基本思路，为工程设计人员提供了一种先进的优化设计方法。     

轻型挖掘机的研制与运动学分析

本文首先介绍了所研制的液压区动轻型挖掘机,导出挖掘机的动臂、斗杆、铲斗和整个反铲装置的运动模型,建立了可以模拟挖掘机运动的运动学仿真系统.对所研制的轻型挖掘机进行了数字仿真的分析.该仿真系统还可用于挖掘机的结构设计优化.     

液压挖掘机工作装置优化研究

挖掘机是土石方工程的主要施工机械,由于其作业对象、载荷、操作等的不确定性,挖掘机工作装置的受力情况较为复杂。液压挖掘机的工作装置主要由铲斗、斗杆和动臂构成,基于不同优化部位、不同优化目标和不同优化算法,其优化设计具有多样性和复杂性。详细介绍了关于液压挖掘机工作装置的优化方法,分别就局部与整体优化、新型结构设计与应用和现代优化架构三方面进行展开,总结了液压挖掘机工作装置的优化方式和未来发展趋势,为液压挖掘机工作装置的优化设计提供参考。     

基于虚拟样机的液压挖掘机工作装置最大挖掘力分析

针对液压挖掘机工作装置挖掘力的分析计算与优化问题,对工作装置在斗杆挖掘工况下的最大挖掘力及工作装置关键铰接点空间位置对其最大挖掘力的影响进行了研究,提出了采用机械系统与液压系统联合仿真的方法,建立了某液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型,分析斗杆油缸以系统最大压力工作,铲斗油缸、动臂油缸闭锁时,在整个挖掘范围内,工作装置的挖掘力图谱,并确定了最大斗杆挖掘力.在此基础上,以最大斗杆挖掘力为设计目标,通过试验设计方法,研究了工作装置机构铰接点空间位置对斗杆挖掘工况下最大挖掘力的影响.研究结果表明,液压挖掘机最大挖掘力达到国外同类产品水平,同时找出了铲斗最大挖掘力位置及数值,为工作装置优化设计和结构强度分析提供了有效依据.     

液压挖掘机工作装置的建模与运动学仿真

利用NX三维仿真软件对液压挖掘机反铲工作装置进行了建模和装配,分析了挖掘机工作装置运动过程中铲斗斗齿尖各工况位置,并对其进行了运动学仿真,得到了铲斗斗齿尖追踪轨迹图和位移曲线图等。     

巷道修复机斗杆的拓扑优化设计

斗杆是反铲破碎装置中的关键结构构件,重量对其工作性能影响较大,本文采用ANSYS Workbench有限元分析软件,对巷道修复机反铲破碎装置的斗杆进行拓扑优化设计,实现了斗杆减重20%的目标。     

用Du材料制作液压缸导向支承衬套

通过对国内反铲液压挖掘机用户的调查知,进口和国产各种型号液压挖掘机的动臂缸、斗杆缸和铲斗缸,特别是20t级的产品,在用户使用过程中都不同程度地存在着液压缸活塞杆与缸盖外沿处渗漏油现象,其中斗杆缸尤为突出。1．挖掘机液压缸受力情况从反铲液压挖掘机挖掘工作位置看,随着斗杆缸活塞杆逐渐外伸,活塞杆轴线与缸体中心线间的夹角会逐渐增大,作用于液压缸向下的力随之增大,活塞至行程终点时压力最大,活塞杆导向支承工作条件最为恶劣,所产生的倾斜最为严重。挖掘机在作业过程中斗杆缸伸缩频繁,导向支承长时间承受恶劣变载荷,若…     

基于测试危险工况的挖掘机斗杆加强板优化设计

以某款国产反铲液压挖掘机为例,通过对该挖掘机实况挖掘性能的测试,探索经验危险工况和实测危险工况的区别;在测试危险工况下,利用有限元分析方法,揭示工作装置内部加强板合理布置的方案。以斗杆为研究对象,结果表明:该机型斗杆的测试危险工况与经验危险工况偏差较大;加强板布置在62.5o时,斗杆整体强度最高。     

液压挖掘机关键部件疲劳寿命分析

论文在对某型号液压挖掘机进行典型工况作业试验获取挖掘机工作装置实际作业载荷历程的基础上,利用有限元ANSYS Workbench与疲劳分析软件nCode DesignLife相结合的方法得出挖掘机斗杆的疲劳分析结果。首先利用SolidWorks建模导入Workbench中施加载荷步进行斗杆静力学分析,然后根据斗杆材料的特性得到S-N曲线,并利用合理方法对S-N曲线进行修正,最后结合试验所得斗杆铰点载荷时间历程,选用S-N疲劳分析引擎分析得出斗杆寿命云图。确定疲劳失效易发生的部位,为挖掘机工作装置的疲劳设计提供依据。     

大型液压挖掘机工作装置设计方法研究

为大型正铲液压挖掘机工作装置的设计与研发,建立了工作装置多刚体运动模型、工作装置刚柔耦合动力学模型、矿石模型,分析了工作装置的运动性能、装置的动态强度、挖掘过程中铲斗所受挖掘阻力,研究了工作装置的工作范围,工作装置在工作范围内挖掘、举升、平推运动情况;模拟了斗杆挖掘工况;基于离散元技术和多体动力学技术,提出了大型液压挖掘机铲斗挖掘阻力计算方法,为挖掘机结构件强度分析和工作装置液压系统设计提供了关键的数据。研究结果表明:液压挖掘机工作装置运动和力学性能达到预定目标,挖掘阻力的计算为工作装置乃至液压系统的设计提供了理论依据。     

液压挖掘机工作装置综合优化研究

液压挖掘机反铲工作装置是一个典型的开链四杆机构,其铰点的布局对于作业性能以及使用寿命至关重要.采用常规优化方法对反铲工作装置进行优化,往往难以得到满意的结果.因此,建立了反铲工作装置的综合优化模型,并采用遗传算法进行了优化.仿真及实验结果表明:相对于传统方法,遗传优化更为快捷有效;优化后工作装置的综合性能有了较大的提高.     

中型液压挖掘机工作装置设计方法研究

挖掘机在国民经济建设的许多行业被广泛地采用,工作装置是挖掘机直接承受工作载荷的主要构件,其结构强度与挖掘机的可靠性和工作性能直接相关,以23t液压挖掘机为蓝本,在进行大量现场测绘的基础上,提出了工作装置结构设计的简明方法。确定了23t液压挖掘机工作装置的结构方案和液压缸的布置方案。针对设计要求,对工作装置的运动特性、结构主参数进行分析计算。根据挖掘机的工作特点,在各种危险工况下,验算工作装置各液压缸的闭锁压力和动臂的提升力,并进一步完成了载荷分析。在此基础上初估动臂、斗杆的危险截面尺寸,并校核其最大应力,以确定最佳截面尺寸。最后,对动臂、斗杆进行了强度校核,验证了设计合理性,证明该设计方法具有较好的工程实用价值。     

8吨挖掘机工作装置的有限元分析与优化设计

为减少某型号8吨反铲液压挖掘机工作装置的制造成本,在综合考虑多种典型工况、理论挖掘力、静态强度的基础上对反铲液压挖掘机工作装置进行了轻量化设计.分析与计算了挖掘机工作装置在五种典型工况下的挖掘力,并通过有限元分析软件ANSYS中对工作装置进行了静力学强度分析.采用ANSYS、MATLAB与导重法相结合的方法对挖掘机工作...     

单斗液压挖掘机反铲装置动力学模型的建立

根据液压挖掘机反铲装置的工作特点,对反铲装置进行了动力学研究.采用Lagrange法建立了挖掘机反铲装置的动力学模型.然后,在MATLAB中编写了四阶龙格-库塔算法程序,对动力学模型进行了求解,得到各个关节的角位移、角速度和角加速度曲线.同时,在ADAMS中利用相同参数,建立了挖掘机反铲装置的虚拟样机,利用相同的负载和驱动力矩进行动力学仿真,也得到各个关节的角位移、角速度和角加速度曲线.最后,将相应曲线进行叠加对比,发现通过动力学模型求得的曲线与仿真得到的曲线基本吻合,误差都在5%以内,从而验证所建动力学模型的正确性和有效性.     

柳工CLG220LC型液压挖掘机

柳工新一代CLG220LC型液压挖掘机,采用加长加宽行走底盘和加强加固动臂斗杆,大大提升了整机的稳定性和工作装置的高效性,充分体现了“平衡稳健, 强劲力道”的设计宗旨。根据工程作业的不同要求,该机型可以换装反铲、正铲、液压锤等多种工作装置,适用于各级土壤的开掘与装车作业,更能满足采矿、破碎等恶劣工况的使用要求。     

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.     

柳工CLG220LC型液压挖掘机

柳工新一代CLG220LC型液压挖掘机,采用加长加宽行走底盘和加强加固动臂斗杆,大大提升了整机的稳定性和工作装置的高效性,充分体现了"平衡稳健,强劲力道"的设计宗旨.根据工程作业的不同要求,该机型可以换装反铲、正铲、液压锤等多种工作装置,适用于各级土壤的开掘与装车作业,更能满足采矿、破碎等恶劣工况的使用要求.