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。

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。

三节臂轮式液压挖掘机整机理论挖掘力分析

为研究三节臂轮式液压挖掘机在铲斗挖掘方式下动臂辅助液压缸长度与整机理论挖掘力的关系,运用矢量力学方法,考虑主要的限制因素,推导在任意姿态下的最大理论挖掘力计算公式。借助三维建模技术和仿真软件建立三节臂轮式液压挖掘机的虚拟样机模型,并将动臂辅助液压缸长度取不同的值进行仿真。仿真结果表明,随着动臂辅助液压缸长度不断增加,整机理论挖掘力呈减小趋势,这为分析计算三节臂轮式液压挖掘机的性能提供了参考。

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.

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.

基于常态挖掘轨迹的铲斗疲劳寿命研究

针对实际挖掘过程中液压挖掘机铲斗铰点载荷谱难以获取、导致铲斗疲劳寿命难以分析的问题,提出基于常态挖掘轨迹的铲斗疲劳寿命分析方法。首先根据实际挖掘过程选取常态挖掘轨迹,对常态挖掘轨迹中各分段轨迹的液压缸理论挖掘力进行计算,得到挖掘阻力载荷谱;然后基于挖掘轨迹对工作装置挖掘过程进行仿真,获得铲斗铰点载荷谱;最后建立铲斗有限元模型,结合挖掘阻力和铰点载荷谱对铲斗静力学和疲劳寿命进行协同分析。以21T挖掘机铲斗为例,采用上述方法对其进行疲劳寿命分析,计算得到了J_(3)J_(4)轨迹中铲斗的最低疲劳寿命为3.2936×10^(7)次。铲斗疲劳寿命分析结果验证了该方法的可行性,为挖掘机工作装置的疲劳分析提供了参考。