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AMESim的挖掘机平地性能仿真分析

针对无法量化评价液压挖掘机平地性能优劣的问题,该文理论分析了挖掘机平地工作原理,根据各个工作装置之间铰接点的关系,推导出了铲斗斗尖距离动臂后支座铰接点的高度和动臂、斗杆液压缸位移之间的公式.结合实际采集的各工作装置液压缸的位移信号,利用仿真软件分析了挖掘机的平地性能,结合仿真出的铲斗斗尖运动轨迹可以量化评价挖掘机平地性...     

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.     

开发挖掘机平整地面和斜坡的自动整平作业模式

正1.平整作业的种类反铲挖掘机平整地面是一种常见、频繁和必不可少的作业项目。单独操纵挖掘机工作装置任意1个动作时,挖掘机斗齿尖的运动轨迹均为弧线形,均无法实现平整地面作业,因此无论是平整地面作业,还是平整斜坡作业,应采用复合动作方法。(1)平整地面作业平整地面的操作方式是将铲斗和斗杆展开至适当位置,铲斗不动,以V_1速度伸出斗杆缸活塞杆,即收斗杆,同时以V_2速度伸出动臂缸活塞杆,即升动臂。如此进行复合操作,形成斗齿沿直线移动的速度V_5。当斗杆运动至与地     

基于SimMechanics的挖掘机模型仿真分析

为了查找挖掘机设计方案的不足,方便对原方哺进行修改,提高设计效率,利用MATLAB/SimMechanics仿真工具箱对挖掘机上部回转平台及工作装置进行了建模仿真,得到了液压挖掘机工作装置包络图,确定了其工作尺寸参数;通过对挖掘机铲斗施加重力负载,得到了动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸的受力变化图,结果显示铲斗油缸的受力变化很大.     

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.     

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。     

液压挖掘机工作机构尺寸对挖掘力发挥的影响

提出一种改变工作机构尺寸对液压挖掘机挖掘力发挥影响的研究方法。针对挖掘作业中的斗杆挖掘和铲斗挖掘工况,选取机重相近的挖掘机的工作机构尺寸进行动臂、斗杆和铲斗影响下的挖掘力分析,应用仿真软件获得各液压缸挖掘力并绘制相应的挖掘力曲线。以相近吨位的某挖掘机为例,验证了工作机构各尺寸对于挖掘力发挥的影响规律。研究结果表明:建立挖掘力计算模型,对比各组挖掘力变化趋势,在斗杆挖掘中,随斗杆尺寸变化,斗杆最大挖掘力变化率达10%;铲斗挖掘中,随铲斗尺寸变化,铲斗最大挖掘力变化率达12%。此分析方法对于工作机构的设计具有重要意义。     

挖掘机铲斗耳板轴孔修复工艺

正1.磨损情况我公司5台挖掘机主要用于露天钼矿的开采、选矿及装车。由于生产任务量大,造成挖掘机工作装置各部件磨损较大,尤以挖掘机铲斗磨损最为严重。为此,我公司另外购置了2个该型挖掘机铲斗,用于这5台挖掘机维修铲斗时替换使用。这些挖掘机铲斗与斗杆连接处磨损较大,其中铲斗耳板轴孔磨损最为严重。该轴孔磨损后,挖掘作业时会使铲斗与斗杆连接头处产生剧烈冲击,造成斗杆轴孔及销轴的磨损,甚至导致铲斗缸损坏。以上部件损坏后,都需进行修理或更换。     

挖掘机斗杆焊接工艺及开裂原因分析

<正>挖掘机斗杆为箱形焊接件,是挖掘机的主要受力件之一,必须具有抗压、抗弯、抗扭等功能,其强度和刚度要求较高。在正常挖掘工况下,斗杆所受应力较小,斗杆不易开裂;但是当斗杆缸和铲斗缸都达到极限应力时,斗杆所承受的力矩将超过其极限力矩,最终会导致斗杆开裂。本文以20t级挖掘机斗杆为例,叙述其斗杆结构和制作工艺,并分析其开裂原因。1.斗杆焊接结构(1)斗杆前端斗杆前端焊接了连接套,该连接套用于连接铲斗。由于铲斗承受挖掘机全部挖掘力,该挖掘力必然作用在连接套及斗杆前端焊缝上,铲斗偏载所产生的扭转力也由该处焊缝来传递。     

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。     

SY210C8M挖掘机铲斗联多路阀液压系统的研究

针对挖掘机挖掘工况的复杂性,采用AMESim以铲斗挖掘为例对挖掘机的液压系统进行分析。结果显示,在铲斗齿尖过垂直位置之前,有杆腔压力一直大于无杆腔压力,在开始阶段液压泵出口压力为零,随着阀芯的移动,中位过流面积逐渐减小,系统开始建立压力。     

挖掘机斗杆液压油缸安装孔平行度对油缸承载的影响分析

针对挖掘机斗杆液压油缸出现的"拉缸"问题,全面分析了导致"拉缸"的原因。利用力的分解模型,分析出了安装孔的平行度偏差对液压油缸承载的影响方式,利用ANSYS软件建立了斗杆液压油缸有限元计算模型,并计算出两种工况下液压油缸的应力分布云图,从而明确了平行度对液压油缸承载的影响程度。根据分析结果,对斗杆液压油缸的安装孔平行度进行了调整,改进后油缸"拉缸"反馈率明显下降。     

山地挖掘机自主作业轨迹规划与ADAMS仿真验证

为实现山地挖掘机典型工况的自主作业控制,在工作装置的运动学建模基础上,规划了铲斗齿尖运动轨迹.利用运动学建模的结果实现了齿尖坐标序列到关节转角序列,关节转角序列到液压缸驱动序列的转换.利用ADAMS软件对轨迹规划结果进行了仿真验证.验证结果和规划相符,为实现山地挖掘机的自主作业控制提供了理论指导.     

液压挖掘机基于轨迹规划的控制优化

提出一种对液压挖掘机动臂、斗杆及铲斗实施协同优化控制以实现挖掘动作的精确有效操作.基于对液压挖掘机连杆机构的运动学分析,利用运动轨迹求逆的方法规划液压控制系统三个执行器协同工作以控制末端的运动轨迹,将挖掘机的复杂控制分解为几个单一系统的协同控制问题.研究结果表明所提出的方法可实现挖掘机的自动挖掘及自动平整操控,并为实现挖掘机的智能控制开辟了一条新的途径.     

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。     

Motion Planning Based Coordinated Control for Hydraulic Excavators

Hydraulic excavator is one type of the most widely applied construction equipment for various applications mainly because of its versatility and mobility. Among the tasks performed by a hydraulic excavator, repeatable level digging or flat surface finishing may take a large percentage. Using automated functions to perform such repeatable and tedious jobs will not only greatly increase the overall productivity but more importantly also improve the operation safety. For the purpose of investigating the technology without loss of generality, this research is conducted to create a coordinate control method for the boom, arm and bucket cylinders on a hydraulic excavator to perform accurate and effective works. On the basis of the kinematic analysis of the excavator linkage system, the tip trajectory of the end-effector can be determined in terms of three hydraulic cylinders coordinated motion with a visualized method. The coordination of those hydraulic cylinders is realized by controlling three electro-hydranlic proportional valves coordinately. Therefore,the complex control algorithm of a hydraulic excavator can be simplified into coordinated motion control of three individual systems.This coordinate control algorithm was validated on a wheeled hydraulic excavator, and the validation results indicated that this developed control method could satisfaetorily accomplish the auto-digging function for level digging or flat surface finishing.     

挖掘机工作装置负载口独立控制系统节能特性研究

传统的挖掘机负载敏感系统利用1根阀芯同时控制着液压执行器的进、出口油路,在实现运动控制的过程中,造成了多余的节流损失,使得系统能耗大、效率低,为此,结合负载口独立控制技术,采用了5个二位二通比例阀作为主控制阀,设计了挖掘机工作装置负载口独立控制系统,利用机械动力学分析软件ADAMS建立了挖掘机工作装置的动力学模型,利用...     

具有复杂形状内腔的斗齿零件的曲面重构技术研究

为获取外形不规则且具有复杂形状内腔的挖掘机斗齿形状、尺寸等数字信息,基于实物反求工程技术路线,对其进行逆向设计曲面重构技术研究.对曲面反求过程中的数据采集、对齐点云、数据分割及曲面重构等环节有系统的分析总结,对型面数量多的斗齿点云进行了有效的数据分割,提出了基于零件结构特征的直接交互式点云分割法,且反求得到的斗齿曲面精度满足要求,该方法对复杂内型面零件的反求有一定的借鉴作用.