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。     

液压挖掘机工作装置联合仿真研究

工作装置是液压挖掘机的主要执行机构,其性能好坏直接决定液压挖掘机的挖掘效率。建立液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型进行动力学仿真分析,得到工作装置在复合挖掘工况下的位移动态曲线以及各杆件主要铰接点的受力情况,选取各铰接点最大受力姿态和受力值对动臂进行强度分析和校核,为液压挖掘机工作装置的设计及优化提供依据。     

300t液压挖掘机虚拟样机动力学仿真研究

以300t大型反铲液压挖掘机为研究对象,通过ADAMS仿真分析了各液压缸以及4个主要铰接点在循环工况中的受力情况,为循环工况下铲斗、斗杆和动臂等的强度分析作准备。仿真结果表明:动臂液压缸、动臂与斗杆铰接点所受载荷的变化最为剧烈;各液压缸、铰接点所受载荷跟随挖掘阻力的变化而变化,其峰值与阻力的峰值几乎出现在同一时刻。     

基于Pro/E的液压挖掘机工作装置运动仿真

工作装置是液压挖掘机的重要组成部分。为研究工作装置在挖掘机整个作业循环时间里的运动情况,运用Pro/E软件的运动仿真模块对挖掘机工作装置进行运动仿真,获得铲斗斗尖部位的速度、加速度、位置与时间的关系,并绘制出铲斗斗尖在整个挖掘作业循环时间里的运动包络曲线。结果表明该方法简单、可靠,为挖掘机整机设计及性能评估提供一定的理论依据。     

基于ADAMS的液压挖掘机工作装置动力学仿真分析

液压挖掘机工作装置的挖掘力是衡量液压挖掘机挖掘性能的重要指标之一,也是挖掘机用户购买挖掘机时考虑的重要因素之一。基于虚拟样机技术的液压挖掘机仿真分析能够真实地模拟该挖掘机工作装置的挖掘力。以某型液压挖掘机(20t级)为研究对象,应用仿真分析软件ADAMS对其工作装置进行动力学仿真分析。通过动力学仿真分析,得到各铰接点处和液压缸的受力情况及相关曲线,从而为铲斗、斗杆和动臂等结构的强度分析提供依据。     

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.     

TZJ24型装载机工作装置的作业工况构建与分析

虚拟样机仿真技术在铲装运机械领域得到广泛应用,基于TZJ24型号装载机的三维模型,利用ADAMS/View模块构建工作装置在顺序动作和复合动作两种典型作业工况下的虚拟样机仿真模型。由顺序动作下的运动学仿真,得到了斗齿运动轨迹图、齿尖位移和挖掘半径曲线图,获得主要工作性能参数。由作业终端实时工况载荷作用下的工作装置复合动力学仿真分析,得到了各驱动液压缸的动力需求情况,以及工作装置铰接点约束反力,为铲运工作臂结构的可行性分析与优化设计提供重要依据。     

基于AMESim的石材叉装车工作装置运动特性研究

石材叉装车作为一种新型工程机械,需要具有较大的举升力和较强的运输性能,同时必须能够适应复杂的作业环境。由于现代矿山开采中叉装车的工况与装载机截然不同,因此传统的将装载机铲斗直接换成货叉的设计方法,使叉装车的举升性能未能得到较大的提升,不能满足使用要求。为获得结构合理、举升性能良好的叉装车工作装置,建立了工作装置动力学模型并分析比较了动臂液压缸铰接点水平和竖直位置变化对工作装置运动特性的影响规律,选取了动臂油缸最优铰接点位置。仿真结果表明,在同样举升30 t荒料的工况下,工作装置动臂液压缸最大压力减小了5 MPa,实现了叉装车性能的优化,为叉装车工作装置参数优化提供了依据。     

液压挖掘机工作装置作业空间研究

针对挖掘机铲斗斗齿在挖掘过程中空间运动轨迹的准确描述,提出用D-H齐次坐标法描述挖掘机铲斗斗齿的空间运动轨迹。以机器人学原理为基础,将挖掘机的动臂、斗杆、铲斗视为机器人的三级机械手臂,建立挖掘机工作装置空间位姿的数学模型,运用Matlab/Simulink模拟分析其空间动作,并快速得到挖掘机作业包络图。以ZE-360液压挖掘机为例,验证了D-H齐次坐标法在挖掘机工作装置空间作业动作分析中的科学性及适应性,为挖掘机工作装置运动轨迹、作业空间分析提供理论依据。     

基于Pro/E软件的ZL30型装载机工作装置受力分析

为研究ZL30型装载机工作装置机械静力学特性，以及装载机工作运行时机体的受力情况，文中采用Pro/E软件计算下限铲掘工况各部件铰接点的受力并加以分析，对装载机工作过程中的受力最大时刻进行模拟。结果发现：其工作装置铰接点受力最大点集中在动臂与前车体的铰接点F点和动臂与动臂油缸的铰接点H点上。各个铰接点与前车体上铰接点距离越近，则受力越大；与铲斗铰接点距离越近，则受力越小。在对装载机的动臂和摇臂强度校核中，动臂在下限铲掘时，受力最大截面发生在横梁与H点铰接处，正应力值为61.13 MPa,剪应力值为8.37 MPa,两者均远小于许用应力值；摇臂在下限铲掘时，受力最大截面发生在铰接点B点所在的横截面，正应力值为7.27 MPa,剪应力值为0.71 MPa,两者也均远小于许用应力值，因此，装载机动臂和摇臂均满足强度要求。     

应用虚拟样机技术的液压挖掘机仿真分析

利用空间机构学中D-H法和ADAMS软件建立了挖掘机工作装置坐标系及机械仿真模型.通过ADAMS/View中对挖掘机虚拟样机系统的仿真分析,得到了空载挖掘下动臂、铲斗和斗杆之间的速度、加速度关系,并得到液压挖掘机的一些特殊工作尺寸.根据对挖掘阻力的分析,对挖掘机铲斗挖掘时的受力状况进行仿真,得到了各铰接点处的受力情况,为零件的强度分析提供了依据.     

装载机工作装置销轴载荷测试方法与试验研究

在分析装载机工作装置铲斗受力模型的基础上,针对动臂与铲斗销轴处的动态载荷测试问题,提出一种考虑装载机工作装置侧向力的销轴动态载荷测试方法,采用该测试方法可以准确获取动臂与铲斗铰接点处的销轴水平、竖直和侧向三个方向的动态载荷。在不改变工作装置受力特点的基础上,通过销轴传感器的设计与铲斗的结构改装建立了装载机工作装置销轴力动态测试系统,选取含有颗粒状铁矿石的原生土作为铲装作业工况,进行铲装试验测试,获得了动臂与铲斗铰接点处销轴三个方向的动态载荷变化。对实测数据进行了分析,结果表明:建立的销轴力动态测试系统能够准确地获得铰接点处销轴三个方向动态载荷;装载机工作装置动臂与铲斗销轴传感器测得的三个方向的动态载荷与铲装作业过程有密切的关系;首次获得了侧向力随铲装作业过程变化的动态载荷。这对于研究装载机工作装置的受力特性、载荷谱和疲劳性能具有重要的指导作用。     

实测载荷驱动下挖掘机动臂的疲劳寿命研究

针对挖掘机工作装置疲劳分析中由于复杂载荷难以模拟而导致结果误差大的问题,提出一种完全由真实载荷驱动的工作装置疲劳寿命研究方法,为工作装置结构设计提供了依据.以20t挖掘机为研究对象,采用D-H(Denavi-Hartenberg)法建立挖掘机工作装置动力学模型,并根据传感器记录的挖掘过程中各液压缸压力和位移的变化曲线结合力平衡方程得到动臂各铰点的真实工作载荷,再应用疲劳分析软件对动臂进行疲劳分析,获得寿命云图.研究结果为挖掘机工作装置的结构设计提供了参考依据.     

基于真实载荷的挖掘机工作装置瞬态动力学分析

用有限元法对挖掘机工作装置进行瞬态动力学分析,以6 t小型挖掘机工作装置为研究对象,针对斗杆液压缸驱动铲斗撞击地面工况,用压力传感器、位移传感器测试出撞击过程各液压缸工作腔压力和位移变化曲线,以所获各液压缸位移变化曲线和最大理论撞击力为驱动,用动力学仿真软件ADMAs对挖掘机撞击过程进行仿真,得出各铰销点在撞击过程中所承受载荷的变化曲线,采用测试所得各液压缸的驱动力验证仿真结果的准确程度.进一步将各铰销点受力的仿真结果作为工作装置的负载,对工作装置进行瞬态动力学分析,对比仿真计算与应力测试结果表明,对应测点的应力变化趋势基本一致,误差在10%以内,可为结构优化设计提供依据.     

挖掘机平地轨迹研究及改进

针对如何评价挖掘机平地作业的问题,提出了一种通过研究挖掘机铲斗齿尖运动轨迹来评价其平地作业的方法。按照该方法对现有某挖掘机进行了平地试验,利用Proe软件与试验相结合对该挖掘机进行了虚拟平地仿真,针对过程中出现的挖掘机平地轨迹不够平稳问题,对其液压系统进行了改进,增加了斗杆调速阀,使液压泵流向斗杆油缸和动臂油缸的流量比值为4∶3,此时挖掘机铲斗齿尖运动轨迹较为平缓,挖掘机平地性能得到改善,为挖掘机平地作业的研究和改进提供了参考。     

液压挖掘机工作装置的仿真分析

为了实现液压挖掘机工作装置的优化,找出工作时的特殊尺寸,采用Pro/E建立三维模型并与ADAMS虚拟样机结合仿真分析。根据动臂、斗杆、铲斗三个液压缸的运动状态,得到铲斗齿尖X方向和Y方向的位移曲线图。通过与原设计值的比较为进一步的分析提供设计的基础。     

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.     

挖掘机液压缸摩擦力对工作装置性能影响分析

分析挖掘机工作装置结构及其液压缸摩擦力,根据挖掘机实际结构,建立了挖掘机工作装置结构的简化模型;同时根据实验数据和虚拟样机的静力学和逆动力学计算,得到挖掘机动臂、斗杆及铲斗三组油缸在不同运动状态下的摩擦力曲线,确定其平均摩擦力及摩擦因数的大小;利用仿真软件ADAMS对工作装置虚拟样机模型进行不同工况下的运动学及动力学仿真,仿真结果表明液压缸摩擦力对工作装置运动学参数影响不大,但对其液压缸驱动力的影响较为明显。     

液压挖掘机工作装置复合动作时动力学仿真分析

复合动作是液压挖掘机常用的挖掘方式。文中用Pro-E对液压挖掘机进行了三维建模,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。通过对工作装置在复合工作时的动力学分析,得到了挖掘机的动臂、斗杆、铲斗等主要铰接点力的特性曲线,揭示了挖掘机挖掘工作过程中各构件的动力学特性规律,为进一步分析挖掘机的结构特性和应力分布提供了结构件的载荷分布情况,从而为挖掘机的设计提供理论依据。     

液压挖掘机动力学仿真与试验分析

为探究液压挖掘机在工作时发生疲劳失效的影响,基于SY235反铲液压挖掘机实验平台,运用仿真软件对其工作装置进行动力学仿真分析,得到关键铰接点的受力曲线,在实验平台上测试得到对应位置的应力、应变曲线,对比验证模型和仿真结果的正确性,为后续研究疲劳寿命节约成本、减轻工作量.