液压挖掘机工作机构尺寸变化对其作业性能的影响规律研究

以液压挖掘机的工作区域为对象,针对工作机构尺寸变化对挖掘范围及作业性能指标的影响进行研究,依据性能要求逆向为工作机构尺寸优化设计提供方向策略。分别考虑挖掘作业中的斗杆挖掘和铲斗挖掘典型工况,利用开发的工作装置运动分析软件绘制了相应的挖掘轨迹的包络曲线。分析工作机构中动臂、斗杆、铲斗尺寸变化对整机挖掘作业性能指标的影响规律,同时对工作机构进行动力学分析,并优化复合挖掘力。结果表明:动臂尺寸增加时,最大挖掘深度、挖掘半径分别增幅达5.56%、13.31%,最大挖掘高度、卸载高度增幅分别达51.36%、53.87%。斗杆尺寸增加使其4种主要工作尺寸总体变化率在5%以内,增加幅度较低,其中挖掘高度的相对增幅率是下降的。铲斗尺寸增加,最大挖掘深度增幅最大为2.7%,且相对增幅变化率均匀;最大挖掘高度、挖掘半径总体变化率在1.3%左右,最大卸载高度呈下降趋势。优化后获得较大的挖掘力为532.16 k N较斗杆挖掘和铲斗挖掘有较大的提升,并给出在主要工况下的挖掘路径。

挖掘机工作臂高强度钢板的矫直理论与试验研究

挖掘机是一种在土石开挖等方面具有不可替代作用的重要工程设备,核心部件质量诊断、智能化及整机轻量化是其发展的三大主要方向。针对钢板平直度对挖掘机工作臂焊接质量存在重要影响的问题,在传统辊式矫直理论的基础上,依据三点弯曲理论、板材变形特点及分层理论建立板材矫直过程中的应力中性层偏移量计算模型,从理论上证明中性层偏移现象的存在以及它与反弯半径、板材厚度及材质的关系。通过室温拉伸试验得到高强钢板Q690的力学性能以此作为模型构建的参数基础;再结合弯曲试验研究矫直过程中性层偏移规律,得到中性层偏移值与反弯半径的变化关系。在本课题组多辊矫直机试验平台上对中性层偏移理论进行验证,结果表明考虑中性层偏移的Q690钢板平直度小于1 mm/m。

液压挖掘机驾驶座椅人体舒适度分析研究

为解决液压挖掘机驾驶座椅舒适度评价的问题,提出综合选择评价因素,合理反映人体的舒适度特性复杂问题的方法。该方法从多学科角度出发,构建了人体生物学、驾驶者主体感受和机械设计3个方面的关联矩阵,采用层次分析法确定了三者之间的权重系数,计算出影响挖掘机驾驶座椅舒适度各准则之间的关联度,给出了影响驾驶座椅舒适度的准则权重排序。依据该权重排序,在挖掘机驾驶座椅设计中综合考虑人体生理及心理特征,在将人体的主观与客观反映相结合的基础上选择更恰当的设计尺寸,才能为驾驶者提供更安全舒适的座椅设计。