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.     

基于正铲液压挖掘机挖掘轨迹的机构运动学分析

通过将坐标变换的矩阵法引入到挖掘机工作装王的运动学分析当中,运用作图法.深入地研究了正铲液压挖掘机工作装王各运动部件的运动关系.通过建立基于坐标的矩阵变换的各运动部件的文学模型,得到了铲斗齿关于动臂缸、斗杆缸以及铲斗缸的函数关系式.揭示了铲斗运动轨迹与各运动缸的运动关系.为正铲液压挖掘机的自动控制、整机优化等提供了理论基础.     

基于多学科联合仿真的液压挖掘机挖掘阻力研究

在300吨以上大型矿用液压挖掘机的研发中,其关键结构部件设计和液压系统动力选配都离不开挖掘阻力等相关数据,缺乏挖掘机作业时的挖掘阻力,是目前国内大型液压挖掘机正向开发的瓶颈之一.本文结合某重工企业研发600吨大型正铲液压挖掘机的项目,基于多学科联合仿真,采用多体动力学软件ADAMS、离散单元法软件EDEM等相关仿真软件...     

大型矿用正铲液压挖掘机挖掘阻力试验研究

为了研究大型矿用正铲液压挖掘机的挖掘阻力,对某70t级的大型矿用正铲液压挖掘机实际正常挖掘作业时动臂、斗杆及铲斗相对于上一级构件的角位移和各个工作液压缸压力进行了现场同步测试。采用MATLAB软件对实测数据进行了处理和曲线拟合,以减小测试过程中的随机因素对计算结果的影响。根据该类型挖掘机的机构特点,以挖掘机工作装置相对角度和液压缸推力为自变量,以切向和法向挖掘阻力为未知数,建立了挖掘阻力的数学模型。根据实测数据,编程计算得出了该挖掘机在实际挖掘过程中破碎介质对斗齿尖产生的切向挖掘阻力、法向挖掘阻力和总挖掘阻力;研究了实际挖掘过程中挖掘阻力的变化情况,论证了法向挖掘阻力与切向挖掘阻力的比值A的变化规律及相关因素的影响,为正铲液压挖掘机挖掘阻力理论的研究提供了参考。     

挖掘机铲斗与松散岩石挖掘阻力研究

针对大型液压挖掘机铲斗与松散岩石之间非线性挖掘阻力计算与无法直接测量的问题,以及非线性挖掘阻力大小与松散岩石形状、尺寸之间的关系问题,对实际松散岩石的尺寸分布和形状分布进行了研究。利用筛分法对松散岩石颗粒的尺寸分布进行了测量,利用随机法对松散岩石的形状分布进行了测量,建立了与实际吻合的松散岩石的离散元模型;对挖掘机工作装置机械机构与松散岩石耦合作用力相互传递进行了研究,提出了挖掘机工作装置多体动力学模型与松散岩石离散元模型的耦合方法,对工作装置的斗杆油缸压力和铲斗油缸压力与实际测量进行了对比分析。研究结果表明:挖掘机工作装置多体动力学模型与松散岩石离散元耦合模型能够计算挖掘机铲斗的挖掘阻力,松散岩石大块岩石和片状岩石的比例增加,铲斗挖掘阻力增大。     

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.     

大型正铲液压挖掘机工作装置性能的优化仿真

针对大型正铲液压挖掘机工作装置工作范围和挖掘力的性能优化问题,首先采用ADAMSMew开发了液压挖掘机工作装置的运动学仿真模型,通过对其进行运动学仿真得出了挖掘包络图与工作范围性能指标,并通过调整铰接点位置的优化方法对工作范围的性能进行了优化;然后利用ADAMS/Hydraulics开发了正铲液压挖掘机工作装置液压模型,集成于工作装置运动学模型,从而建立了工作装置动力学模型,对其进行了挖掘力性能仿真研究,通过调整铰接点位置的优化方法对最大挖掘力进行了优化.研究结果表明,通过采用该仿真优化方法,提升了工作装置的工作范围与挖掘力的性能,筛选出的最终优化方案,将作为研发大型液压挖掘机的设计依据.     

反铲挖掘机挖掘阻力动态解析模型研究

为解决在典型工况下,较难预测反铲挖掘机挖掘阻力的问题,基于反铲挖掘机铲斗与物料的作用特性,利用Simulink-Adams联合方法,建立挖掘阻力动态解析模型。通过比较在反铲挖掘机常见工况下,该解析模型与离散元仿真挖掘干土块的挖掘阻力,证明提出的解析模型可快速获得对应的挖掘阻力结果。实验结果表明：利用该挖掘阻力动态解析模型,可大幅提高挖掘阻力预测效率。     

大型正铲液压挖掘机斗杆升降回路及特性

在设计目前国内斗容和机重最大的矿用液压挖掘机液压控制系统中,为减小使用成本,采用交流电动机驱动变量液压泵组作为动力源。为满足工作效率要求,斗杆举升过程采用四台液压泵供油,通过四组比例多路阀(主控阀)阀外合流来满足斗杆的速度要求,为降低能耗,提出在斗杆下降过程依靠自重和专用的比例节流阀进行流量再生的控制方法,加快斗杆下降速度,提高系统工作效率。分析斗杆采用流量再生方法下降的前提条件,对斗杆液压缸在一个工作循环内的压力变化进行机电液一体化的联合仿真研究,按照仿真确定的参数设计并制造样机,试验测试表明,挖掘机加载最大试验负载25 kN时,所设计的液压控制系统可以满足斗杆满载举升所需要的压力及速度要求,斗杆下降采用流量再生方法后,下降时间由32 s缩短至18 s,下降速度明显加快,且下降结束阶段无液压冲击。通过试验,验证了挖掘机液压控制方案的正确性,为今后国内设计和制造更大型的液压挖掘机积累了数据和经验。     

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电液比例控制模型的建立与研究

为实现对液压挖掘机工作装置的精确控制,在分析电液比例模型结构特点的基础上,建立电液比例数学模型并对其时域和频域性能指标进行分析。由于系统响应速度较慢,在调节控制系统增益后,加入了PID控制算法,通过试验确定法确定仿真控制参数,进而分析系统性能的改进程度;为了验证控制算法的合理性以及控制参数的正确性,通过基于PID控制算法的挖掘机轨迹规划试验,验证系统控制效果,证明理论分析方法对实际应用的指导意义。     

液压挖掘机节能控制新策略

提出一种新的挖掘机节能控制方法,基于单片机测控技术,改进了挖掘机的操作柄,使挖掘机的动臂、斗杆、铲斗转动速度与操作员通过操作柄给定速度保持一致,实现系统功率的实时匹配,达到“所得即所需”.不仅可以提高操作人员的操作舒适性,仿真实验还表明,与恒功率控制相比,在新的控制策略下,挖掘机做功节省了7％左右.     

离散元素法在工业过程分析与产品设计中的应用初探

离散元素法(DEM)是求解与分析离散系统的运动规律与力学特性的一种新型数值方法。目前,DEM已初步拓展至工业过程分析与工业产品设计领域。针对DEM仿真的特点,尝试性分析了DEM在工业过程分析与产品设计中应用的特征,探讨了DEM在工业过程分析与产品设计仿真应用的分类,讨论了DEM工业应用中面临的问题及挑战。     

EX220-3型液压挖掘机的回转控制

本文介绍了EX220-3型液压挖掘机回转过程中回转停放制动器的控制与回转缓冲的控制。     

液压挖掘机工作装置的动力学分析及控制

对液压挖掘机的工作装置进行三自由度的动力学分析,利用拉格朗日方法建立其动力学方程,并对挖掘机计算机控制进行了改造,绘出了PID控制的框图以及铲斗轨迹跟踪方程表达式.研究结果可以用于挖掘机工作装置的轨迹规划和运动控制.     

挖掘机液压系统维护与故障诊断浅述

液压挖掘机是一类重要的工程机械,广泛应用于与国民经济相关的施工建设项目。液压系统直接影响挖掘机的动力性、挖掘特性、经济性和可靠性。现场故障诊断要求维修者具有一定的液压传动知识和实践经验。根据液压系统常见故障诊断与维修保养技巧,总结挖掘机液压系统故障及其原因,并提出一系列排除方法。这种方法能提高液压挖掘机的使用寿命、效率和工作稳定性。     

液压挖掘机动臂优化设计数学模型的建立

研究大型液压挖掘机动臂的优化设计．着重论述了数学模型的建立,包括如何确定动臂结构优化设计的目标函数、设计变量和约束条件．运用计算机程序对其优化前后的提升力进行了分析和比较,验证了优化设计的合理性．