液压挖掘机极限复合挖掘力建模及其不同理论挖掘力计算结果分析

现有复合挖掘力模型缺少对实际作业中挖掘阻力存在阻力矩的考虑,导致计算的复合挖掘力偏小,不能反映真实作业中挖掘机的复合挖掘性能。因此,基于挖掘阻力特性建立了以阻力矩和复合挖掘力方向角的主值区间为依据的极限复合挖掘力模型,选取某22 t反铲液压挖掘机任一常态复合挖掘轨迹,求解其挖掘阻力和不同理论挖掘力模型的挖掘力大小,证实了极限复合挖掘力在挖掘作业中是最大的。此外,基于某36 t反铲液压挖掘机两种不同工况的实际挖掘轨迹求解了不同理论挖掘力模型的轨迹挖掘力和主挖区内图谱挖掘力。结果表明:极限复合挖掘力模型能更为确切地表征复合挖掘轨迹挖掘力性能,并给出挖掘轨迹的最佳理论挖掘力表征方式。主挖区图谱挖掘力表明不同挖掘方式不同作业域所发挥的最大挖掘力是各有差异的。

液压挖掘机齿尖挖掘力的间接检测方法

液压挖掘机的挖掘力是反映挖掘机工作状态的一个重要参数。基于挖掘机工作装置的力学分析,建立了反应连杆机构截面应力与铲斗挖掘力之间关系的数学模型,并提出了一种新的挖掘力测量方法。通过有限元模拟分析,得到了连杆机构截面应力在不同挖掘力的仿真结果,与理论计算的误差约为8%。仿真结果验证了该测量方法的可行性。

基于阻力特性的液压挖掘机复合挖掘力建模

基于挖掘过程中三缸联动的实际作业状态,提出复合挖掘力概念.根据动臂、斗杆和铲斗的各自分工确定复合挖掘力限制条件;利用阻力角和差值角的主值区间确定复合挖掘力方向角的取值范围;假设给定挖掘姿态下复合挖掘力大小随方向角渐变,建立复合挖掘力计算模型.以某36 t反铲液压挖掘机为例,验证了该假设的正确性.以真实挖掘轨迹和测试挖掘阻力为基准,对比现有理论挖掘力模型和复合挖掘力模型的计算结果,结果表明后者能够更准确地估算挖掘机的复合挖掘能力.该研究为挖掘机工作装置的优化设计和强度分析提供了评价标准和计算依据.

液压挖掘机挖掘力计算新方法

以工作区域和挖掘点为对象,提出了一种研究理论挖掘力大小及其分布规律的新方法.首先求得挖掘点的空间位置,再利用逆运动学原理求解每个挖掘点对应的挖掘姿态,根据对应的限制不等式组求解每个挖掘姿态的理论挖掘力,最后得到每个挖掘点的理论挖掘力和整个挖掘区域的挖掘力分布规律.以某36t反铲液压挖掘机为例,验证了相邻挖掘点或相似挖掘姿态的理论挖掘力相近的假设.结果表明:在大多数挖掘点上新方法得到的理论挖掘力比传统方法有较大程度(>20.2%)的提高,且更能准确地反映挖掘机在给定挖掘点上所能发挥的最大挖掘力.

液压挖掘机挖掘力的仿真与试验研究

借助Pro/E 4.0和ADAMS 2005两种软件,建立SWE90U液压反铲挖掘机的虚拟样机。在虚拟环境中,对该挖掘机的铲斗挖掘力和斗杆挖掘力进行仿真测试。以SWE90U液压挖掘机为平台进行相关试验,并将仿真结果与试验结果进行对比分析。

挖掘机工作装置挖掘力及铰点受力仿真分析

利用三维造型软件Pro/e及动力学仿真软件ADAMS,搭建了某大型挖掘机SH700-5的虚拟样机模型。为获得铲斗以及斗杆最大挖掘力值,依据挖掘力国标测试方法对工作装置挖掘力进行了仿真测试,并与理论计算值进行了对比,结果表明,两种挖掘方式下工作装置自重对挖掘力大小分别有约4%与8%的提升作用。为研究挖掘作业过程中各铰点受力变化情况,分别按照铲斗挖掘以及斗杆挖掘方式驱动工作装置活塞杆动作,在铲斗上加载阻力,对挖掘作业过程进行模拟仿真,得到了关键铰点连续变化的受力曲线,结果表明,动臂与斗杆连接铰点受力最大,其瞬间受力最大值与挖掘阻力最大值之比分别为4.69与7.13。

采用ADAMS的液压挖掘机整机理论挖掘力的求解与应用分析

借助Pro/E4.0和ADAMS 2007R2两种软件,建立了SWE90H液压反铲挖掘机的虚拟样机,在ADAMS中选用易于实现求解整机理论挖掘力的方法,并对该挖掘机基于挖掘轨迹的整机理论挖掘力进行求解和应用分析。

蝼蛄挖掘运动与挖掘力同步采集系统

为研究蝼蛄的高效挖掘与其挖掘动作规律和挖掘力作用形式间的关系,提出一种蝼蛄挖掘运动与挖掘力的同步采集系统,可以实现对蝼蛄挖掘时的力学数据和图像数据的同步采集.其中,基于蝼蛄扩张挤压土壤的挖掘特点设计的力学测试平台可实现对蝼蛄挖掘过程中前足爪趾的扩张力的实时采集;同步触发模块可实现高速图像采集与挖掘力数据采集同时触发;基于LabVIEW设计的上位机控制软件可实现数据采集、标定及回放等功能.对实验样本的运动及力学数据采集结果显示,其前足夹角的最大值为47.4°,最大平均挖掘力为0.84,N.本系统可有效获取蝼蛄前足的运动及动力学数据,为进一步研究其挖掘作用机理提供了设备保障.

液控振动挖掘机挖掘力的控制方法及专用伺服阀

液压挖掘机在硬地面、矿山碎石地面、山石地震地面等复杂地面施工中出现的低效率、高耗能问题,研究开发一种液控振动挖掘机挖掘力的控制方法及专用伺服阀。该方法以振动冲击学为理论基础,利用专用伺服阀建立液压伺服系统并实现液压挖掘机的振动挖掘方式,将传统的静态挖掘力变革为动态瞬间大的冲击挖掘力。该方法不仅实现了一种核心技术上具有自主知识产权的高效节能液控振动挖掘机,而且提高了液压挖掘机的挖掘工效并降低了能耗。

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。

挖掘机最大理论挖掘力的确定

运用矢量方法推导了任意工况和姿态下的理论挖掘力计算公式,提出了借助于优化方法确定挖掘机最大理论挖掘力及其姿态的新思想和新方法。通过实例分析计算,验证了这种方法的可行性,为分析计算挖掘机的挖掘力及其相应姿态提供了理论依据和新的计算方法。

基于ADAMS的挖掘机虚拟样机最大挖掘力仿真测试

以WY75-6履带式液压挖掘机为平台,借助Solidworks2008和ADAMS2005两种软件,建立该挖掘机的虚拟样机,在ADAMS虚拟环境中,采用模拟测力计的原理,对该挖掘机的铲斗油缸和斗杆油缸的最大挖掘力进行仿真测试。计算该机的最大理论挖掘力,并将理论计算结果与仿真测试结果进行对比分析,说明采用ADAMS虚拟样机技术可以更准确的仿真出挖掘机的最大挖掘力。

基于ADAMS的挖掘机整机理论挖掘力的确定

提出应用PRO/E和ADAMS软件建立虚拟样机通过仿真确定整机理论挖掘力的方法。分别选取铲斗、斗杆两种挖掘方式各6个姿态进行仿真,计算结果反映了每种工况下各因素限制的挖掘力及该工况整机理论挖掘力的限制因素,基本符合实际作业情况。为计算挖掘机的整机理论挖掘力提供了新的途径,同时也为寻求最佳设计方案提供了一种高效便捷的方法。

液压挖掘机斗杆挖掘力分析

分析了液压挖掘机的工作装置,包括工作装置的结构组成及作业工况,并对斗杆在给定工况下挖掘工作时的挖掘力进行了理论分析。进而得出,在满足作业范围的情况下,要求液压挖掘机工作装置的结构布置应合理、紧凑,挖掘力的分布应适当,在保证生产率的前提下,应尽可能提高挖掘力。

液压挖掘机挖掘力试验研究

以某型挖掘机为研究对象,搭建铲斗挖掘力、斗杆挖掘力以及倾翻力矩试验平台,通过试验研究挖掘机挖掘力,并结合整机稳定性进行分析.试验结果表明:最高转速时铲斗挖掘力试验值为160.1 kN,设计值为165.2 kN,相对误差为3.09%;斗杆挖掘力试验值为218.5 kN,设计值为226.7 kN,相对误差为3.62%,均在误差允许的范围内.纵向挖掘倾翻力矩为397.7 kN·m,安全系数为3.46;横向挖掘倾翻力矩为575.3 kN·m,安全系数为2.34,均存在较大安全裕度.基于理论研究挖掘力影响因素,并进行试验对比,验证了试验方法的有效性.

计算正铲液压挖掘机挖掘力的软件开发

正铲液压挖掘机的工作装置直接关系挖掘力,而工作装置的设计因变量多,方案选型计算量极大,给设计工作造成了相当的困难。在参考对正铲液压挖掘机工作装置的建模方法基础上,纠正其数学模型中的错误,并自主开发出用于计算挖掘力的软件,极大地提高了设计效率。

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。

斗山DH80-7挖掘机整机挖掘力下的铰点力计算

确定铰点最大受力是挖掘机铰点设计校核的重点及难点之一,提出采用杆组法对挖掘机工作装置连杆机构进行分析,计算在不同工况和姿态下挖掘机的整机理论挖掘力及各铰点的受力,然后通过对计算数据进行分析比较确定最大铰点力,这是一种行之有效的方法.并用这一方法计算出了斗山DH80-7挖掘机整机理论挖掘力下的最大铰点力.

挖掘机铲斗在任意点的挖掘力可行域

研究了求挖掘机铲斗在各挖掘工况下任意点的挖掘力可行域的方法和步骤,并引入标记,给出了约束方程的统用形式。还以“30”挖掘工况为例列出了约束方程。最后着重说明了平衡方程式及其在处理实测数据中的应用。

基于极限挖掘力的液压挖掘机组合挖掘仿真研究

挖掘阻力计算的准确性是液压挖掘机仿真研究的基础,传统挖掘力模型未考虑阻力矩的存在。以某国产36.5T液压挖掘机为研究对象,通过试验测试,确定极限挖掘力所需阻力系数合理取值区间。以实测挖掘阻力和实测应力同步性为基础,选取组合挖掘轨迹上5个最大挖掘力点的对应姿态。通过仿真研究,对比极限挖掘力和传统挖掘力模型下5个挖掘姿态的应力和位移,并与实测最大应力值对比,验证了极限挖掘力模型具有更高的安全性和可靠性。