大型矿用液压挖掘机动臂势能回收与再利用仿真及试验研究

为了提高大型矿用液压挖掘机的能量利用率,基于液压挖掘机三泵系统的设计思路,提出了一种新的动臂势能回收与再利用系统。该系统的蓄能器回收动臂下放时释放的重力势能,用于上车回转的驱动。对该系统主要元件进行建模,并搭建系统的AMESim仿真模型,仿真结果验证了系统的可行性。搭建系统的试验平台,进行试验测试。试验数据表明:在同等条件下,试验样机同传统液压挖掘机相比,发动机输出功率的波动幅度减小了15%,油耗降低了7.5%。     

机械式正铲挖掘机挖掘轨迹的探讨

通过 WS-005挖掘机的试验及计算分析,提出了挖掘机在一次挖掘过程中斗齿尖的挖掘轨迹,可用对数螺旋线予以描述,确定了在该轨迹条件下,提升速度对推压速度的比值和斗齿切削角的变化规律,以及用等速比挖掘可实现对数螺旋线轨迹。     

基于Recurdyn与Simulink的混合动力挖掘机仿真平台

旨在搭建新型混合动力挖掘机能量回收关键技术研究的仿真平台,基于22 t挖掘机用多体动力学软件Recurdyn建立挖掘机复杂执行机构1:1模型,在Matlab/Simulink中建立混合动力挖掘机液压泵、电机、储能系统的模型,通过两软件联合仿真,共同精确仿真混合动力挖掘机能量回收的动态过程。     

基于计算机模拟的35 m~3机械式矿用挖掘机作业参数设计优化

主要针对35 m3机械式矿用挖掘机进行研究,借助ADAMS对该型挖掘机构建了参数化模型并进行了动力学分析。通过计算机模拟得到挖掘机在理想状态下和仿真状态下的作业轨迹对比拟合曲线,对参数化模型的正确性进行了验证。通过参数对比,对挖掘机进行了优化设计,提高了挖掘机的作业效率和挖掘性能。     

WK-75型矿用挖掘机铲斗性能仿真与结构优化

采用离散单元法建立了WK-75型矿用挖掘机挖掘物料的仿真模型,对挖掘过程中铲斗受力、填充信息以及挖掘能耗等进行了仿真与分析。通过对铲斗连杆长度和斗齿角度的匹配关系进行试验,得到了最优的铲斗结构,在一定程度上降低了挖掘过程中的最大挖掘阻力,减少了挖掘能耗,为矿用挖掘机铲斗性能分析与结构设计提供了一定的参考。     

基于离散元的立式辊磨机粉磨性能研究

为提升立式辊磨机粉磨性能,在分析得出辊盘配合形式、磨辊个数、转速为粉磨性能主要影响因素后,以颗粒黏结建模思想构建物料模型,将黏结键断裂数作为评价指标,基于离散元软件EDEM进行单因素实验与正交实验。运用MATLAB做回归分析,建立黏结键断裂数与磨辊个数和转速的函数关系模型与响应曲面图,然后将正交试验得出的最优方案代入计算,最后通过仿真验证最优方案的粉磨效率。结果表明:立式辊磨机的粉磨效率受辊盘配合形式的影响,且随着磨辊数与转速的增大而提升,仿真试验也验证了最佳方案的可行性,为立式辊磨机的设计提供了参考。     

基于曲面的复杂斗齿三维实体建模方法研究

为了获得某型挖掘机斗齿的三维实体模型,依据其工程图样研究了该斗齿的三维实体建模方法。该型斗齿具有复杂外形、内腔和圆弧形走向的销孔,针对其特有的几何特征,在Pro/E软件环境下,基于曲面造型的技术路线,采用先分别创建外形、内腔和销孔的曲面模型,然后将这些曲面进行合并,并最终实体化的方法,可以快速成功地创建其三维模型。     

降低露天矿液压挖掘机吨煤油耗方法

小龙潭露天矿工艺改变初期,液压挖掘机吨煤油耗偏高,针对油耗损失的原因,露天矿从生产工艺、管理办法和人员素质等方面进行了改进,提出并实施了一系列降低液压挖掘机吨煤油耗的对策和方法,并取得了很好的效果,液压挖掘机吨煤油耗明显降低、运行效率显著提高,使企业取得了良好的经济效益。     

挖掘机斗齿的三维建模方法研究

为了获得某挖掘机配用斗齿在现场的数字三维实体模型,研究了该斗齿的三维CAD实体建模方法。该斗齿是外形复杂、有楔形内腔和配合要求的铸件,针对其几何特点提出了三维实体建模的思路和方法,并简述了在Pro/E环境下实体建模的主要方法和步骤。为该斗齿的后续数字化设计与制造提供了可靠依据,提高了设计效率。     

逆向工程技术在挖掘机斗齿研制中的应用

为了研发出能够和现场某型挖掘机斗齿座配套的新型复合材料斗齿,在缺乏原设计图纸的情况下,首要的问题是获知和铲斗铲齿相配的斗齿内腔形状和尺寸以及销孔位置等关键设计尺寸。鉴于斗齿的外形和内腔形状复杂,难以用常规测量器具准确测得有配合要求型面的形状和尺寸,为此确定了基于实物逆向工程(RE)的技术路线,来获得具有足够反求精度的斗齿CAD模型及配合尺寸。就各反求环节的策略和要点作了扼要说明。依据反求三维实体模型生成的工程图样采用消失模铸造工艺试制的斗齿,经过现场的试装和试用,取得了一次性成功,说明所采用的技术路线和模型重建方法实用、有效。     

防爆胶轮车发动机动力性研究及试验

针对现有矿用防爆胶轮车在巷道内运行过程中存在动力不足和燃油不充分问题，提出利用动力学理论模型和试验相结合的方法，分析最佳动力性、油耗及其能效。首先根据实际工况进行了发动机的选型，再利用MATLAB软件中的线性回归法得出最理想的四阶拟合曲线方程，建立了发动机的数学模型。基于该模型搭建了防爆胶轮车动力系统模型并对爬坡度、加速度和经济性进行了分析。最后进行了动力性试验，将试验得出的万有特性曲线与仿真对比研究。试验结果表明：该型号发动机转速1800r/min时为最佳经济性及动力性区域，最低油耗为222g/kW·h，由此建立的发动机数学模型及胶轮车动力系统模型是准确的，为后续的发动机研究和整车动力匹配奠定了基础。     

挖掘机工作装置的运动学建模与仿真

基于D-H齐次变换矩阵法建立了挖掘机的运动学模型,为铲斗轨迹规划以及工作装置的逆向运动学分析、动力学分析等奠定了基础。利用MATLAB的符号运算功能通过编制M文件实现了运动学数学模型的自动推导。以某型号挖掘机为例,在建立的运动学模型基础上,利用MATLAB编程实现挖掘包络图的程序化绘制,给出了主要作业性能参数,并与出厂参数进行比较,验证了模型和仿真结果的正确性和精确性,为挖掘机的机构设计提供了一种高效便捷的方法。     

差压传感器在挖掘机负荷传感液压控制中的应用

压差传感器的应用实现了负荷传感液压控制，使液压挖掘机获得最佳流量，提高了作业效率和复合操纵性，达到了节能的目的，促进了液压挖掘机的技术进步。     

初鉴

<正>沃尔沃全新重量级EC350D型挖掘机沃尔沃建筑设备公司最新推出的35吨级重型挖掘机——EC350D,性能优良、坚固耐用,极大地提升了生产能力和运行效率。功率强劲的EC350D适合于条件苛刻的重型应用领域。大臂和小臂、惰轮支架和行走马达支架都用厚金属板进行了加固,可以均衡分配机械应力,以便在恶劣条件下作业。选配的侧面耐磨板可以保护臂端轴承,且更换方便。EC350D配备了全套沃尔沃作业装置,可以实现最优性能。具体包括:经久耐用的高质量铲斗、快速连接器、沃尔沃斗齿和耐磨零件。此外,还有一系列新型液压破碎锤,以便操作员在破碎坚硬物质时使用。     

基于EDEM的立式磨机磨腔结构研究与分析

为了对立磨机腔型进行合理的优化,研制出高效、节能的新型立磨机,在分析立磨机腔型结构的基础上,以不同腔型中钢球速度变化为评价指标,运用EDEM离散元软件建立不同腔型模型,通过仿真分析得出:导料板的安装可明显提升钢球速度;拔料筋的安装方式对钢球的运动有着明显的影响。采用正交试验与极差分析找到并验证了腔型结构的最优配置。     

SWE210型挖掘机平硬路面行走跑偏数值模拟与试验

为了研究SWE210型挖掘机无故障状态下在平硬路面上的行走跑偏特性,在Recur Dyn中建立了挖掘机动力学模型,对其进行了低、高速挡工况下在平硬路面上的行走跑偏数值模拟,并进行了行走跑偏试验,数值模拟与试验结果较好吻合。研究结果表明:SWE210型挖掘机以低速挡在平硬路面上行驶时,跑偏量与行走距离大致服从线性分布,但在高速挡下并不服从;当行驶距离相同时,低速挡下的挖掘机行走跑偏量明显小于高速挡下的行走跑偏量;运用Recur Dyn对挖掘机进行行走跑偏仿真具有较高精度,为今后挖掘机行走效率的研究和挖掘机履带系统的结构优化提供了一种新的方法。     

集成软件平台下的挖掘机动臂优化设计

在挖掘机动臂设计过程中,由于多种软件之间数据转化困难,缺乏集成优化设计平台,导致设计过程需要反复试算,效率很低。因此,成功搭建了包括ANSYS、HyperMesh、UG、iSIGHT的集成软件平台,完成了不同软件之间的数据自动交换,解决了集成平台数据接口难题。以挖掘机动臂轻量化作为目标,对动臂进行了优化设计。采用优化拉丁方法进行了试验设计,并根据试验设计结果,用Pareto方法筛选出对目标影响显著的优化变量。利用多岛遗传算法以及序列二次规划法,对动臂优化模型以质量最小为目标进行了优化设计,使得挖掘机动臂质量下降15%,优化效果显著。集成平台方法为解决挖掘机动臂优化以及类似问题提供了一种新的解决方案。     

基于本征正交分解的斗轮堆取料机俯仰结构降阶方法

针对斗轮堆取料机结构复杂、动力学特性分析成本高的问题,基于有限元法提出了一种采用本征正交分解 (Proper Orthogonal Decomposition,POD) 的模型降阶方法,对斗轮堆取料机的俯仰结构进行动力学特性计算分析。通过抽取一系列时刻的系统响应构成瞬态快照矩阵,并对其进行本征正交分解;根据模态能量占比原则,截取本征模态,获得投影子空间,并将全阶系统动力学方程投影到子空间上进行降阶。基于降阶模型分析了俯仰结构的模态特性和动力学响应特性,并与全阶模型的计算结果进行了对比。结果表明：降阶模型与全阶模型的位移响应吻合较好,计算效率提升了98.6%。提出的模型降阶方法为大型复杂结构的动力学特性分析提供了一种有效途径。     

基于PSOGA႗SਧM 的露天矿卡车油耗预测研究

针对露天矿卡车运输油耗预测问题,提出了一种基于 遗传算法(GA)改进的粒子群优化算法(PSO),用以优化支 持向量机(SVM)参数,构建了基于 PSOGAＧSVM 的露天矿 卡车油耗预测模型.模型考虑运量、运距、道路质量以及天 气等８个影响因子,选取某大型露天矿智能生产管控系统中 采集到的卡车油耗数据进行试验,将模型应用于矿山实际进 行试验.试验结果表明,PSOGAＧSVM 卡车油耗预测模 型 能够比较快速、准确地预测出卡车油耗数据.相比其他对比 试验模型,预测精度提高了３０％、预测稳定性提高了３４％, 模型在露天矿卡车燃油消耗的预测应用中具有较好的适应 性,可为露天矿卡车燃油消耗考核与油库管理提供参考.     

基于PSOGA-SVM的露天矿卡车油耗预测研究

针对露天矿卡车运输油耗预测问题,提出了一种基于遗传算法(GA)改进的粒子群优化算法(PSO),用以优化支持向量机(SVM)参数,构建了基于PSOGA-SVM的露天矿卡车油耗预测模型。模型考虑运量、运距、道路质量以及天气等8个影响因子,选取某大型露天矿智能生产管控系统中采集到的卡车油耗数据进行试验,将模型应用于矿山实际进行试验。试验结果表明,PSOGA-SVM卡车油耗预测模型能够比较快速、准确地预测出卡车油耗数据。相比其他对比试验模型,预测精度提高了30%、预测稳定性提高了34%,模型在露天矿卡车燃油消耗的预测应用中具有较好的适应性,可为露天矿卡车燃油消耗考核与油库管理提供参考。