液压挖掘机斗杆、铲斗回路仿真及再生控制研究

为了研究挖掘机挖掘工况下斗杆、铲斗的再生回油量与挖掘力的动态平衡,以提高挖掘机工作效率,在深入分析负流量液压系统的基础上,利用AMESim仿真软件建立了斗杆、铲斗的液压回路模型,并以实际挖掘中油缸输出压力作为模拟负载验证了模型的正确性.利用仿真模型详细分析了流量再生阀弹簧刚度对回油再生量和挖掘力的影响,该方法对实际液压系统设计与参数优化有一定的实用价值.     

基于ANSYS的装载机铲斗结构静强度的有限元分析

装载机是一种大型工程机械设备,工作环境一般比较恶劣,采用CAE分析软件ANSYS对装载机铲斗的六种工作情况进行有限元分析,找到铲斗的应力和强度的危险点,为装载机设计和安全可靠性提供参考依据.     

基于Workbench液压挖掘机动臂的有限元分析

针对YC230型液压挖掘机的动臂位于最低位置的最深挖掘工况,运用Workbench有限元方法进行静力分析,在利用理论公式对其进行载荷计算基础上通过网格划分、边界条件确定、数据分析等,得到动臂的应力云图及应变图,为动臂的强度设计提供了参考数据.     

矿用液压支架强度分析

对某型矿用液压支架进行结构强度分析和实验对比。针对煤矿用液压支架实验标准要求的几个工况进行分析,选取顶梁偏心加载、顶梁扭转加载和顶梁两端加载等3个行业比较关心的工况进行有限元计算;针对这3种工况,采用电测法测试了台架试验时若干测量点的应力;通过有限元计算的应力值与试验测量应力值对比,发现两者误差较小。该计算分析方法为产品的研发提供了较可靠的依据。     

液压挖掘机铲斗的轨迹跟踪控制

为了降低液压挖掘机进行精整作业时的手动操作难度,对某型液压挖掘机的工作装置进行了二自由度的动力学分析,建立了其动力学方程;通过测试试验,给出了控制阀死区补偿方法,PID参数设置方法和数值;并在上述参数下进行了仿真实验。结果表明,当铲斗末端跟踪的设定水平直线长度为2500 mm,铲斗水平跟踪速度为107 mm/s时,其精度可以控制在120mm之内,达到一般熟练工人的程度,证明了该控制方案是可行的。     

基于Pro/E的液压挖掘机反铲工作装置运动仿真

采用传统的运动分析方法绘制挖掘机铲斗包络图存在工作量大、不精确和不直观等缺点。利用Pro/E 对液压挖掘机反铲工作装置进行了建模和装配, 首先分析了挖掘机的运动过程和各工况位置, 然后用Pro/ E 中的Mechanism 模块进行了机构运动学仿真, 通过对挖掘机各连接轴的设置, 找到挖掘机动臂、斗杆和铲斗的各极限位置, 得到了挖掘机铲斗斗尖运动包络图。运动仿真的结果不仅可以以动画的形式表现, 也可以以参数的形式输出,得到挖掘机的工作参数。这样可知零件之间是否干涉, 还可获知挖掘机的设计是否满足性能要求, 为改善整机性能提供设计依据。     

装载机铲斗失控回落故障的排除

分析了轮式液压装载机,铲斗突然失控回落的原因,提出解决的方法。     

液压挖掘机铲斗轨迹跟踪的鲁棒控制

首先给出了挖掘机工作装置的两自由度动力学方程模型;然后基于滑模控制原理设计了状态观测器,并在此基础上根据反演法设计了挖掘机工作装置的带滑模观测器的变结构控制器;最后在改造后的挖掘机上进行了试验,并给出了所设计的控制器和常规PID控制器跟踪设定直线的效果。试验结果表明,使用常规PID控制器所得到的跟踪误差大于40 mm;而使用作者设计的控制器其跟踪误差可以控制在30 mm之内。对比结果表明,所设计的控制器对设定直线的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性具有较强的鲁棒性。     

挖掘机工作装置有限元分析

以国产徐工XE135B型反铲液压挖掘机的挖掘集成组件为一体作为研究对象,建立有限元模型,采用有限元分析软件Ansys对工作装置的5种比较典型工况进行静强度分析和模态分析。结果表明:在切向力为85k N的情况下,危险工况1的强度和刚度都满足要求,5种工况的模态分析在激振频率范围内的变形满足要求,为改进挖掘机设计、提高工作寿命及安全性提供理论参考。     

大型斗轮挖掘机上部结构静动力分析

以ＷＤＬ９５０（３０／５）型斗轮挖掘机的为样机，建立了其上部有限元模型，并对其进行了静动力分析，进而通过动力响应的计算给出斗轮机主要部位采用不同动力系统的参考值。     

小型液压挖掘机工作装置虚拟样机的仿真与分析

利用PRO/E软件建立液压挖掘机工作装置的三维实体模型,并导入到ADAMS中,添加约束建立虚拟样机。计算各个油缸位移的step函数、铲斗齿尖受力的step函数和物料重力的step函数,并进行动力学仿真,得到几个主要铰接点处的受力曲线,为液压挖掘机工作装置的强度分析和结构优化提供了依据。运用模拟测力计的原理,对虚拟样机斗杆油缸的最大挖掘力进行仿真测试。计算出斗杆油缸的最大挖掘力,将计算结果与仿真结果进行了对比分析,为挖掘机挖掘力的测试提供了一条新途径。     

挖掘机工作装置虚拟样机的建立与动力学仿真

采用Pro/E软件建立了单斗反铲液压挖掘机工作装置的三维实体模型。将此模型导入ADAMS软件中,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。运用step函数模拟了挖掘机工作装置的一个工作循环,及它在该循环中受到的切向挖掘力、法向挖掘力和物料重力。通过仿真,得到了受力较复杂的3个铰接点所受载荷随时间变化的曲线,为挖掘机机构的设计提供了依据。     

轮斗挖掘机斗轮直径的确定与分析

斗轮直径是轮斗挖掘机最重要的结构参数，其值的大小决定了轮斗挖掘机的理论生产能力、结构重量以及造价等。目前国内对斗轮直径的确定主要是采用德国Ｏ＆Ｋ公司斗轮直径计算公式进行的，Ｄ为斗轮直径；Ｑ＿１为每秒实方理论生产能力）。但是，由于对此公式的应用条件不清，导致计算结果与实际应用值相差较大。本文通过对大量资料的统计与理论分析，建立了确定斗轮直径的新方法。依此方法进行斗轮直径的确定较现有方法合理。     

单片机在液压挖掘机节能控制中的应用

在研究液压传动机械节能控制原理的基础上,根据单斗液压挖掘机液压系统工作情况,在不改变发动机内部结构的前提下,利用单片机直接控制发动机油门,实现节能控制。     

挖掘机动臂应力测试及优化

动臂是挖掘机的主要承力部件,在施工时会承受较大的交变复合应力和复杂的瞬态冲击载荷.基于CATIA软件建立挖掘机动臂的实体三维模型,并根据有限元分析结果制定动臂瞬时应力的检测方案.通过实测数据与有限元计算数据的对比,在验证有限元分析可靠性的基础上,优化动臂模型,指导实际生产.     

液压挖掘机工作装置的动力学仿真

在Catia软件中建立挖掘机工作装置的三维模型,基于机械系统动力学自动分析(ADAMS)软件,建立虚拟样机模型,并进行动力学仿真分析.对油缸添加Step函数,实现挖掘机虚拟样机在典型姿态下的挖掘过程仿真,考察挖掘机在某些工况下的挖掘性能,进一步得出动臂、斗杆、铲斗等构件各铰接点处的受力情况及响应曲线.同时,对挖掘机油缸在额定液压下的最大铲斗挖掘力进行校核.研究表明,所测挖掘机工作装置各铰接点的受力情况符合挖掘实际工况.