【摘要】：為獲得裝載機(jī)工作裝置在鏟裝作業(yè)過(guò)程中外載荷的時(shí)間歷程,進(jìn)行了載荷譜編制與疲勞臺(tái)架試驗(yàn),提出一種由鏟斗鉸接孔處載荷當(dāng)量裝載機(jī)工作裝置鏟斗斗尖載荷的計(jì)算方法。在鏟斗上建立隨體坐標(biāo)系,通過(guò)D-H(Denavit-Hartenberg)矩陣得到鏟斗隨體坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,根據(jù)油缸位移確定裝載機(jī)作業(yè)姿態(tài),進(jìn)而由鏟斗受力模型求得固定姿態(tài)下斗尖處的當(dāng)量載荷理論解;設(shè)計(jì)了銷(xiāo)軸傳感器,并進(jìn)行標(biāo)定試驗(yàn)得到銷(xiāo)軸傳感器各個(gè)方向外載荷與電橋輸出電壓之間的線性函數(shù)關(guān)系;建立包括銷(xiāo)軸力、側(cè)向力、拉桿力、動(dòng)臂關(guān)注點(diǎn)應(yīng)力、動(dòng)臂油缸和鏟斗油缸位移的多參數(shù)載荷同步測(cè)試系統(tǒng),并進(jìn)行散狀物料鏟裝試驗(yàn),得到鏟斗隨體坐標(biāo)系下鉸點(diǎn)銷(xiāo)軸力、結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力和油缸位移等基本載荷參數(shù);在此基礎(chǔ)上,以鏟斗斗尖當(dāng)量載荷為外載,進(jìn)行了工作裝置有限元分析;驗(yàn)證了載荷當(dāng)量模型和所得結(jié)果的合理性。研究結(jié)果表明:由實(shí)測(cè)載荷參數(shù)和斗尖載荷當(dāng)量模型能得到反映裝載機(jī)工作裝置鏟斗斗尖處真實(shí)受力特性的當(dāng)量載荷時(shí)間歷程,且載荷當(dāng)量時(shí)間歷程呈明顯的周期變化,大載荷出現(xiàn)在鏟掘物料和卸載物料時(shí)刻;動(dòng)臂結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)應(yīng)力的仿真值與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值之間最大相對(duì)誤差為9.07%,將大小和方向連續(xù)不斷變化的銷(xiāo)軸載荷當(dāng)量到固定姿態(tài)下的鏟斗斗尖處,為裝載機(jī)工作裝置載荷譜編制和疲勞試驗(yàn)提供依據(jù)。
[Abstract]:In order to obtain the time history of load at home and abroad during shovel operation, load spectrum compilation and fatigue test were carried out, and a method for calculating the load equivalent load on the bucket tip of loader working device at the hole of bucket hinge was put forward. In this paper, the coordinate system is established on the bucket, and the conversion relationship between the bucket coordinate system and the geodetic coordinate system is obtained by D-H (Denavit-Hartenberg) matrix, and the attitude of the loader is determined according to the displacement of the cylinder. Then the equivalent load theoretical solution at the tip of the bucket under fixed attitude is obtained from the bucket force model. The pin shaft sensor is designed, and the linear function between the external load of the pin shaft sensor and the output voltage of the bridge is obtained by calibration test. A multi-parameter load synchronizing test system including pin axial force, lateral force, pull rod force, concern stress of arm, displacement of oil cylinder and bucket cylinder is established, and the loading test of loose material shovel is carried out, and the pin axial force at hinge point is obtained in the follow-body coordinate system of bucket. Basic load parameters such as structural stress and cylinder displacement; On this basis, taking the bucket tip equivalent load as the external load, the finite element analysis of the working device is carried out, and the rationality of the load equivalent model and the obtained results is verified. The results show that the equivalent load time history can be obtained from the measured load parameters and the equivalent model of bucket tip load, and the equivalent load time history is obviously periodic. Large load occurs at the time of excavating and unloading materials; The maximum relative error between the simulated stress of the measuring point of the arm structure and the measured value of the test is 9.07. The equivalent of the pin shaft load, which is continuously changing in size and direction, is transferred to the tip of the bucket in a fixed attitude. It provides basis for load spectrum compilation and fatigue test of loader working device.
【作者單位】： 長(zhǎng)安大學(xué)道路施工技術(shù)與裝備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;徐工集團(tuán)江蘇徐州工程機(jī)械研究院;
【基金】：“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAF07B02) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目(310825163407,310825175009)
【分類(lèi)號(hào)】：TH243

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