装载机自动铲装作业轨迹与能耗研究

针对装载机自动铲装作业能耗高、有效功低的问题展开讨论。首先,根据配合铲装法规划平行铲装轨迹,并根据油缸长度和整车位移的变化,分析装载机装物料的3个阶段;然后,得到各阶段的铲斗受力公式,以及在整个铲装过程中油缸和整车能耗的计算公式;最后,在满足满斗率的基础上,找到能耗低、有效功占比高的最优轨迹,并将其与人工控制铲装作业对比。结果表明：平行铲装深度为400 mm的轨迹为最优轨迹;与人工控制铲装作业相比,装载机按照最优轨迹铲装时,燃油能耗降低3.6%,有效功占比提高4.3%,装载机按该轨迹铲装有利于节能减排。     

装载机铲装过程仿真的物料堆建模方法研究

对装载机铲装过程仿真的物料堆建模方法进行了研究。使用ATOS Compact Scan 2M三维光学扫描系统扫描典型物料,并通过数据处理,获取了物料外表面轮廓。提出了一种多精度建模方法,在EDEM离散元软件中建立了不同精度的物料堆模型,通过和实验的对比,验证了模型的正确性。进行了水平插入阶段仿真,拟合出了不同建模精度情况下的铲装阻力曲线;以铲装阻力为参考,对不同精度物料堆情况的仿真误差进行了研究,并推测出真实情况下的结果,形成了一整套物料堆建模方法和仿真误差评价方法,为铲装过程仿真和后期优化提供了基础。     

装载机铲装过程试验分析及阻力研究

利用某额定载重量为5t的装载机,对碎石物料进行铲装试验,分析装载机铲装过程并对铲装阻力进行研究。将装载机加装位移传感器,测试装载机动臂、转斗油缸位移数据,导入Ncode软件,根据位移的变化,把装载机铲装过程分为铲斗放平、空载前进、插入、转斗、举升五个阶段;将装载机加装销轴传感器,测试销轴两向载荷数据,导入Ncode软件,根据载荷的变化,分析铲装过程中载荷变化,即铲装阻力的变化。与传统根据经验公式计算得到的铲装阻力[1]相比,试验获得的铲装阻力具有真实性和有效性的特点。铲装阻力数字化后,能为铲斗设计提供重要的评价指标,为整机能耗和效率的提升提供了重要的数据支撑。     

装载机铲装运动作业轨迹规划研究

装载机正在往智能化、节能化、低能耗趋势发展,为装载机规划一条低能耗、高效率的铲装轨迹尤为重要。现阶段验证装载机轨迹最佳方法未考虑工作环境带来的测量误差,近而规划铲装轨迹不能适用与真实工况的装载机。本文根据经验公式及插入深度公式混合计算,结合软件算法设计出比较接近真实工况的一次铲装曲线轨迹和混合铲装轨迹曲线轨迹,并将两条轨迹曲线输入到装载机工作装置试验台分进行测试验证。相比较传统的仿真模拟验证方法,本文采用真实工作台收集数据,还原铲装作业真实环境,引入铲斗满斗率和作业阻力双重标准进行评判。实验结果表明,对于相同作业量、相同时间内混合铲装轨迹法所受的力小于一次铲装轨迹法,且满斗率混合铲装法高于一次铲装法。     

装载机铲装过程电子控制模型研究

就装载机铲装过程的电子控制进行了深入研究 ,建立了动臂及铲斗的控制模型 ,给出了动臂与铲斗定位及铲装净载荷测量的具体实施方案 ,依据此控制模型所研制的系统已成功地应用于大型装载机上 ,达到了预期的效果。     

ZL40型装载机铲装无力的原因

一台ZL40型装载机作业过程中突然铲装无力。检查时,启动机器后落下动臂,在铲斗不工作时,向前扳动铲斗操纵杆使铲斗处于前倾极限位置,系统中的高压油便向铲斗缸的有杆腔供油。将活塞推到底,同时铲斗着地,铲斗操纵阀回到中位,拆下进入无杆腔油管的一个接头,然后加大油门,继续向前扳动铲斗操纵阀,高压油向铲斗缸的有杆腔供油,观察无杆腔油管接头处有无漏油,然后用同样方法判定另一个液压缸。观察发现,液压缸无杆腔的油管接头处无油液流出,说明活塞与液压缸缸筒之间没有泄漏。     

基于密实核理论的装载机水平铲装阻力研究

在装载机的铲装作业过程中,密实核的产生会引起水平铲装阻力过大,从而导致其铲装性能的下降、能耗升高。针对这一问题,对密实核阶段的装载机水平铲装阻力进行了研究。首先,运用密实核理论分析了水平铲装阶段的阻力变化情况,再通过装载机的自动铲装试验,获取了铲斗所受的水平阻力,并以此为依据对密实核的存在进行了验证;然后,根据试验数据对避免密实核形成的方法进行了研究,在铲斗插入料堆深度范围相同的情况下,对有无密实核阶段的油耗进行了对比;最后,采用试验的方式,对滑移面理论模型和EDEM仿真的准确性进行了验证。研究结果表明：控制铲斗插入深度小于202 mm,可以避免密实核;在相同的铲装深度范围内,密实核阶段比无密实核阶段的铲装单位油耗要高出1.9～3.34倍;滑移面理论模型和EDEM仿真的误差不超过7%,均可以较为准确地计算出水平铲装阻力。     

装载机智能减阻铲装控制策略及实验研究

为了降低装载机铲装作业时因轮胎滑转而造成的功率损失,提出了一种以破坏物料致密性为基础的智能减阻铲装控制策略.基于理论分析明确了装载机铲装时的作业阻力形成机理,确立了通过自动提升动臂来破坏密实核以达到减阻插入的新思路.提出了基于现有液压系统的改进方案,并设计了基于轮速差值的装载机智能减阻铲装控制策略.后续铲装实验证明,该...     

装载机铲掘作业的轨迹规划

为给装载机的铲掘作业寻找一条能耗较小的铲掘轨迹,根据经验及有关文献给出的较理想的直线和曲线两种铲掘作业的轨迹方程,经过对装载机铲掘作业的轨迹规划及运动学建模,实现铲掘轨迹由直角坐标空间向关节空间转换以及由关节空间向驱动空间转换,得到动臂油缸和转斗油缸的驱动方程,并给出铲斗在实现铲掘轨迹的过程中所受的作用力。对在ADAMS环境下ZL40装载机仿真模型进行仿真,结果表明,装载机在同样时间内完成同样的作业量下,直线铲掘轨迹所作的总功小于曲线铲掘轨迹。     

地下铲运机铲装阻力分析

地下铲运机在铲装物料的过程中,铲装阻力的不确定性会使铲装过程受阻,需要调整铲斗姿态等,保证铲装顺利进行。针对地下铲运机铲装物料时铲装阻力不确定的问题,应用EDEM软件模拟地下铲运机铲装物料过程,通过仿真分析得出铲装阻力的变化趋势,进而为铲装过程中铲斗姿态的控制调整提供参考。     

装载机收斗限位的改进

<正>装载机收斗限位是保证装载机在运输过程中铲斗平稳不颤动不洒料的一个重要指标。一台装载机在均匀碎石工况使用约160 h后,收斗无法限位。铲装物料时,转斗缸已伸至最长,但铲斗与动臂之间的限位距离还有约80 mm。这就直接导致司机在作业时感觉收斗角不到位,铲斗满载系数降低,且满载运输时,铲斗颤动,洒料较为严重。     

地下铲运机铲装轨迹数学建模与仿真

以KCY-2地下铲运机为研究对象,基于多刚体系统运动学方法,建立动臂油缸行程、转斗油缸行程和铲斗位置关系的数学模型,解算出动臂油缸与转斗油缸的驱动方程.另一方面,对地下铲运机铲装轨迹进行仿真,分析目标铲装轨迹曲线与仿真铲装轨迹曲线的误差,验证目标铲装轨迹曲线的准确性.所做数学建模与仿真为后续设计地下铲运机自主铲装控制器...     

智能装载机铲取过程动力学建模分析

通过对装载机工作装置的运动和受力分析，在广义坐标下，运用拉格朗日方程建立起轮式装载机在铲取过程中的动力学模型，即机构的运动微分方程，从而得到力与运动之间的关系，最后对该模型作了必要的分析。     

装载机行走无力的诊断

<正>一台ZL50型装载机在某挡位工作时,行驶速度比该挡正常行驶速度明显降低,且行走无力,铲斗轻微插入料堆即不能行走,同时系统油温也略有升高。根据系统油路走向分析,如某挡     

智能装载机铲取过程动力学建模分析

通过对装载机工作装置的运动和受力分析 ,在广义坐标下 ,运用拉格朗日方程建立起轮式装载机在铲取过程中的动力学模型 ,即机构的运动微分方程 ,从而得到力与运动之间的关系 ,最后对该模型作了必要的分析     

ZL50轮式装载机工作装置的改进

分析了ZL50装载机的工作装置结构及工作环境，通过减小斗容、改进铲斗与铰接部位结构和销轴结构，保证了整机纵向稳定性，解决了工作装置开裂、销轴锈死、螺栓断裂等问题。     

基于有限元分析的装载机铲斗结构优化

装载机铲斗的形状、结构复杂,传统的类比经验设计方法难以计算应力分布,结构设计不尽合理,存在很大的盲目性.采用Pro/E完成铲斗三维实体建模,然后将模型导入ANSYS中,进行铲斗的有限元分析,同时对各板件的厚度进行了结构优化.分析结果表明:铲斗在满足性能和强度要求的前提下实现了轻量化,对铲斗及其他复杂结构件的优化设计具有指导意义.     

装载机铲斗主切削刃耐磨性能分析及改进

针对装载机铲斗主切削刃不耐磨问题,分析其组织性能、磨损方式和工况适应性.通过替换新耐磨材料以及优化热处理工艺,提高其淬透性及晶粒度,从而提高了心部硬度以及冲击韧性.工况试验对比表明,新材料在沙石工况和锰矿工况刀板的使用寿命分别提升了60％和87％.