单斗液压挖掘机动臂应力测试分析

本文介绍单斗液压挖掘机的反铲挖掘力和动臂应力测试技术。并将一些实测结果同有限元法及材料力学法计算成果进行了比较与分析。这些成果对进一步深入研究单斗液压挖掘机具有理论和实用价值。     

挖掘机载机整机挖掘力刚体动力学分析

以轮式WZ30-25型液压挖掘装载机为实例,基于多刚体系统动力学理论,在三组反铲机构液压缸的运动作用下,研究了挖掘装载机整机系统在铲斗斗齿切向产生的挖掘力响应。在斗杆液压缸挖掘和铲斗液压缸挖掘两种工况下,进行了挖掘力响应分析。在各工况下,影响挖掘力的重要参数有很多,包括液压系统的压力、液压缸的尺寸、各液压缸间的相互作用力、整机稳定性和地面附着性能。将推导这些因素和最大挖掘力之间的函数关系。     

液压挖掘机挖掘阻力特性研究

针对反铲挖掘机挖掘阻力难以直接测量的问题,提出了一种利用销轴传感器测量铲斗与斗杆之间的相互作用力,反推挖掘阻力的间接测量方法.首先,分析挖掘阻力的特性,基于牛顿-欧拉方程建立铲斗动力学模型.然后,针对某反铲挖掘机的常态挖掘过程,设计一种基于弯矩测量的销轴传感器,搭建油压、位移、力同步采集测试平台;再通过弹簧测力计在斗齿尖施加模拟载荷,采集数据并计算挖掘阻力.最后,对比计算挖掘阻力与模拟挖掘阻力,验证测量方法的有效性.对比结果表明：计算挖掘阻力与模拟挖掘阻力之间的误差为8.6%,本测量方法能有效地测量斗齿尖挖掘阻力.

     

基于CAE技术的液压挖掘机挖掘装置工作状况分析

针对YW220型液压挖掘机的工作装置复杂的受载状态,基于虚拟样机技术对其危险工况进行了分析,并同传统设计方法使用的危险工况进行了比较,验证了其准确性.对挖掘装置部件使用UG软件建立虚拟样机模型,并对模型进行了参数化处理;采用ADAMS软件仿真模型的运动约束,利用设计变量驱动模型,实现了全工作域内的运动,并进行了动力学分析;同传统设计方法使用的危险工况进行了比较,验证了采用参数化方法在确定危险工况方面的准确性.结果表明:采用DOE(Design of Experiments)分析技术能精确判断出挖掘装置在挖掘过程中的最危险位置,在确定危险工况方面较传统设计方法更加准确,进一步验证了机构的可靠性.     

单斗反铲液压挖掘机铲斗方位域研究之一——《挖掘范圍的标记描述和区域的划分》

本文将单斗液压挖掘机的工作装置,简化为以铲斗尖为活动支承的四连杆机构方法得铲斗的方位域是结构参数、初始位置、运动范围和支承点(铲斗尖)位置的函数。且根据求铲斗方位域的方法不同,将整个挖掘范围划分为四个区,十九个子域,从而为方位域研究打下了基础。     

基于组合挖掘的反铲液压挖掘机工作装置优化设计

为了解决挖掘机在实际作业过程中挖掘力不足、燃油经济性差等常见问题,综合分析和比较国内外先进的挖掘机挖掘性能参数,提出基于组合挖掘的挖掘机工作装置优化设计新方法.挖掘机的组合挖掘方式包括基于作业路径上的多段单缸挖掘轨迹的组合和基于可行区域内离散点的双缸同时主动复合作用两种.建立优化数学模型,通过遗传算法求解多目标函数.优化结果显示:挖掘机的挖掘性能在习惯作业路径上最大挖掘力提高了10%,双缸复合挖掘时工作油缸的充分发挥比例提高了13%以及最大复合挖掘力提高了8%,证明了新优化方法在提高挖掘性能上的可行性.     

反铲液压挖掘机运动轨迹分析

为实现挖掘机动臂-斗杆机构的改进,对该机构的运动轨迹进行研究分析.利用坐标变换矩阵法建立了挖掘机动臂-斗杆机构的数学模型,推导出了机构运动轨迹的一般表达式,对特定条件下的轨迹表达式作了进一步推导,结合该机构的实际运动情况对结果进行相应地分析.最后,利用Matlab软件对上述推导结果进行了仿真验证.仿真结果表明:仿真所得...     

小型液压挖掘机动臂的性能分析

以某小型液压挖掘机工作装置的动臂为研究对象,运用Pro/E三维软件建立挖掘机工作装置动臂的三维模型,通过Pro/E软件与ANSYS软件的无缝接口,将动臂三维Pro/E模型导入ANSYS软件中建立有限元分析模型。利用ANSYS软件对动臂有限元模型进行静态和模态分析,得到动臂的应力云图、应变图、模态频率和主振型等分析结果,为结构优化设计提供理论依据。     

基于ADAMS仿真技术的挖掘机铰点受力分析

为了获得挖掘机工作时主要铰接点处的连续受力变化值,利用Pm/E 4.0和ADAMS 2005两种软件,建立了SWE90U液压反铲挖掘机的虚拟样机.在虚拟环境中,分别模拟了该挖掘机的铲斗挖掘、斗杆挖掘和平整操作3种典型工作状态,并针对该挖掘机的4个主要铰接点的受力情况进行了分析研究,得到了一系列相应的铰接点受力变化曲线.结果表明,动臂与斗杆铰接点的受力情况变化最为剧烈,而摇杆与斗杆铰接点的受力情况变化最为平缓.     

液压挖掘机破碎锤钎杆的冲击特性分析

按照液压破碎锤破碎作业时钎杆与工作面之间夹角的不同而设定了10个工况,利用Solidworks Simulation软件分析了这10个工况下钎杆的冲击特性,得到了应力最大点应力和速度的响应曲线,探讨了碰撞角度对应力和变形的影响。     

小型液压挖掘机工作装置虚拟样机的仿真与分析

利用PRO/E软件建立液压挖掘机工作装置的三维实体模型,并导入到ADAMS中,添加约束建立虚拟样机。计算各个油缸位移的step函数、铲斗齿尖受力的step函数和物料重力的step函数,并进行动力学仿真,得到几个主要铰接点处的受力曲线,为液压挖掘机工作装置的强度分析和结构优化提供了依据。运用模拟测力计的原理,对虚拟样机斗杆油缸的最大挖掘力进行仿真测试。计算出斗杆油缸的最大挖掘力,将计算结果与仿真结果进行了对比分析,为挖掘机挖掘力的测试提供了一条新途径。     

中小型挖掘机液压油箱的热平衡研究

以日立20t挖掘机液压油箱为研究对象,在分析其散热原理的基础上,根据热平衡原理,对液压油在油箱中的流动和传热特性进行分析,并依托CFD-ACE+系列流体仿真软件,对其散热能力进行分析仿真,为挖掘机液压油箱的结构优化,以及挖掘机液压系统的热平衡分析和整体的节能优化提供了参考。     

现代全液压挖掘机多路阀的功能

用川崎ＫＭＸ１５Ｒ挖掘机多路阀为例,分析了当今全液压挖掘机对多路阀所提出的一些特殊功能的要求以及多路阀为实现这些功能的结构原理。     

基于AMESim的挖掘机动臂液压系统的仿真与分析

对某小型挖掘机液压系统进行改造后,应用AMESim软件,建立挖掘机动臂液压系统的仿真模型,分析了PID控制器参数对系统动态特性的影响。同时,对其动态性能进行了仿真分析。结果表明,PID参数的全局最优解改善了挖掘机动臂液压系统的性能,取得了良好的效果,为系统的频率响应速度和稳定性提供了依据。     

提高液压挖掘机效率与节能的探讨

本文提出了以新的手动伺服控制+超压(溢流)控制+超负荷控制的变量调节法,应用于液压挖掘机的液压系统中,再辅以部分闭回路和背压油箱来解决传统的液压系统的溢流损失、回转动能损失、空流阻力损失、背压损失等项能量损失问题。以此提高液压挖掘机的工作效率和能量利用率,节省能源,减少发热,降低冷却系统负荷。