發(fā)布時間：2020-08-13 09:16

【摘要】：大型正鏟液壓挖掘機作為工程機械和礦山開采設(shè)備中具有代表性的高端機械裝備,其設(shè)計研發(fā)能力反映了一個國家裝備制造業(yè)的整體技術(shù)水平。目前國內(nèi)大型液壓挖掘機技術(shù)產(chǎn)品雖發(fā)展迅猛但仍處于起步階段,與國際頂尖水平相比存在著較大差距,對大型正鏟液壓挖掘機的設(shè)計理論、技術(shù)和方法進行研究,對于提高國內(nèi)液壓挖掘機的設(shè)計水平,推動國內(nèi)挖掘機行業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提升我國工程機械裝備的國際競爭力具有重要意義。本文基于多目標(biāo)進化算法這一先進的計算智能方法對大型正鏟液壓挖掘機工作裝置的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計問題進行研究。建立了正鏟液壓挖掘機工作裝置的理論模型與分析框架,包括運動學(xué)模型、力學(xué)模型、挖掘阻力計算模型和挖掘性能評價方法,對正鏟工作裝置的作業(yè)參數(shù)、特殊工況、挖掘力、推壓力、提升力、挖掘阻力和圖譜疊加標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計依據(jù)進行分析介紹�；谒酵茐盒阅�、斗桿挖掘力和鏟斗挖掘力三個目標(biāo)函數(shù)建立了簡單型挖掘裝載裝置的多目標(biāo)優(yōu)化模型�；趧討B(tài)擁擠排序策略、差分進化算子和隨機變異算子提出了一種改進的非支配排序遺傳算法,算法測試的結(jié)果表明改進算法的收斂性和分布性均優(yōu)于原算法,能夠很好地處理具有復(fù)雜帕累托前沿的優(yōu)化問題。基于改進算法對簡單型挖掘裝載裝置進行優(yōu)化設(shè)計,并利用理想解法篩選得到了符合設(shè)計要求的正鏟工作裝置設(shè)計方案。針對強力三角型正鏟工作裝置的功能特點,建立了以水平推壓性能、平移提升性能、等力矩提升性能、斗桿挖掘力和鏟斗挖掘力為目標(biāo)函數(shù)的高維多目標(biāo)優(yōu)化模型;提出了一種改進的分解類多目標(biāo)進化算法求解強力三角型正鏟工作裝置優(yōu)化問題,并與6種多目標(biāo)進化算法的優(yōu)化結(jié)果進行對比,最后篩選得到了能同時實現(xiàn)水平推壓、平移提升和等力矩提升的強力三角型正鏟工作裝置設(shè)計方案,驗證了所提出算法的有效性�；谌睋u桿型正鏟工作裝置的功能特點,建立了以水平推壓性能、平移提升性能、水平推壓力、斗桿挖掘力和鏟斗挖掘力為目標(biāo)函數(shù)的高維多目標(biāo)優(yōu)化模型;提出一種改進的基于參考點的多目標(biāo)進化算法對三副搖桿型正鏟工作裝置進行優(yōu)化設(shè)計,并與13種具有代表性的多目標(biāo)進化算法的優(yōu)化結(jié)果進行對比,驗證了所提出算法的先進性,最后篩選得到了滿意的三副搖桿型正鏟工作裝置設(shè)計方案�；谂c某工程機械企業(yè)的合作研發(fā)項目,設(shè)計開發(fā)了80t級三副搖桿型正鏟液壓挖掘機樣機,樣機的性能指標(biāo)和運動特性很好的符合了設(shè)計預(yù)期,驗證了本文設(shè)計方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU621
【圖文】：

a) 反鏟機型 圖 1-2 利勃海爾 RFig. 1-2 R9800 hydrau日立公司在 1965 年涉足液壓挖掘機領(lǐng)1979 年日立開發(fā)了當(dāng)時世界最大的液壓挖斯頓舉辦的美國工程機械展(CONExpo)上市場。1986 年起日立逐步推出了 EX 系列的機型。目前 EX 系列中最大的挖掘機是日這也是日本制造的最大挖掘機，EX8000 剛了最新的 EX8000-6 型號，機重已增加到

a) 反鏟機型 b) 正鏟機型圖 1-2 利勃海爾 R9800 型液壓挖掘機Fig. 1-2 R9800 hydraulic excavator of Liebherr日立公司在 1965 年涉足液壓挖掘機領(lǐng)域，推出了日本首臺液壓挖掘機 UH03。1979 年日立開發(fā)了當(dāng)時世界最大的液壓挖掘機 UH50，機重 157t，并于 1981 年在休斯頓舉辦的美國工程機械展(CONExpo)上展出，受到了極大的關(guān)注，成功打入全球市場。1986 年起日立逐步推出了 EX 系列挖掘機，取代原來的 UH 系列，成為暢銷的機型。目前 EX 系列中最大的挖掘機是日立在 2004 年研制的 EX8000 液壓挖掘機，這也是日本制造的最大挖掘機，EX8000 剛推出時機重不到 800t，只有正鏟機型，到了最新的 EX8000-6 型號，機重已增加到 820t，且有正反鏟兩種機型，如圖 1-3 所示。

a) WYD260 b) WYD390圖 1-5 太重 WYD 系列液壓挖掘機Fig. 1-5 WYD series hydraulic excavators of TZ四川邦立重機有限責(zé)任公司的前身便是長江液壓挖掘機廠，在上世紀(jì)七八十年代引進的利勃海爾液壓挖掘機技術(shù)的基礎(chǔ)上經(jīng)過多年的消化吸收和技術(shù)改進，邦立重機形成了自己的 CE(D)系列化液壓挖掘機產(chǎn)品，產(chǎn)品覆蓋 40~220t 級中大型液壓挖掘機，目前CE(D)系列最大的型號便是2012年推出的CED2200-7電動型液壓挖掘機，有正反鏟兩種機型，其中正鏟機型機重 215t，斗容為 9~15m3，如圖 1-6 所示。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2791807