【摘要】：裝載機(jī)鏟斗作為與外界作業(yè)介質(zhì)直接接觸的部件,承受了復(fù)雜多變的載荷,鏟斗性能的好壞決定著裝載機(jī)整機(jī)性能。為響應(yīng)國家節(jié)能減排的號(hào)召,裝載機(jī)的節(jié)能減排研究也廣泛受到關(guān)注。從設(shè)計(jì)過程看,鏟斗的斗型設(shè)計(jì)是裝載機(jī)設(shè)計(jì)的“設(shè)計(jì)前端”,鏟斗形狀的合理設(shè)計(jì),有利于減少插入阻力,提高整機(jī)生產(chǎn)能力和工作效率。反觀鏟斗傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法,受限于作業(yè)阻力難以獲取的瓶頸,前期研究對(duì)鏟斗結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)裝載機(jī)鏟裝效率的認(rèn)識(shí)和理解不夠深入,設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)更多的集中在鏟斗可靠性方面,忽視了鏟裝效率的設(shè)計(jì)目標(biāo)。本文以裝載機(jī)鏟斗為研究對(duì)象,開展了裝載機(jī)鏟斗結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其鏟裝性能的影響分析。以作業(yè)阻力的獲取研究入手,通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證,突破了鏟斗設(shè)計(jì)主要參數(shù)獲取的瓶頸。對(duì)獲得的作業(yè)阻力進(jìn)行數(shù)學(xué)描述及分析,探討鏟斗的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其作業(yè)阻力等鏟裝性能的影響。以斗張角等四參數(shù)為研究目標(biāo),開展結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)作業(yè)阻力的影響大小的靈敏度分析,并進(jìn)一步探討了在可取范圍內(nèi),各參數(shù)對(duì)作業(yè)阻力、裝載重量的影響規(guī)律。以鏟裝效率為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn),本文開展了5噸鏟斗的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析。具體的研究結(jié)論如下:1.利用多體動(dòng)力學(xué)和散體力學(xué)法進(jìn)行裝載機(jī)鏟斗插入阻力的研究分析,設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鏟斗插入阻力的試驗(yàn)研究,理論與實(shí)驗(yàn)研究對(duì)比表明,本文對(duì)插入作業(yè)阻力的獲取精度可控制在10%以內(nèi),基本滿足工程實(shí)際應(yīng)用。2.通過對(duì)作業(yè)阻力的分析表明,鏟斗的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)鏟斗所受作業(yè)阻力有明顯的影響。3.通過對(duì)斗張角等四參數(shù)的研究,開展的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)作業(yè)阻力的影響大小的靈敏度分析表明,鏟斗的斗張角、側(cè)刃傾角對(duì)鏟斗的作業(yè)阻力影響較為明顯。斗張角在其可變化范圍逐漸增大時(shí),作業(yè)阻力先隨之緩慢減小后略有回升;裝載重量隨斗張角的增大而增大。另外,作業(yè)阻力隨底弧比的增加呈明顯的下降趨勢(shì);裝載重量卻隨著底弧比的增加明顯增大。4.以鏟裝效率為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)所開展的5噸鏟斗的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化分析表明,5噸斗的最佳斗型為斗張角取41°,底弧比取1.8,側(cè)刃傾角取60°,擋板高度系數(shù)取0.35。
【圖文】：

Lz為鏟斗的后壁長(zhǎng)度，指鏟斗后壁上邊延長(zhǎng)線與斗底延長(zhǎng)線交點(diǎn)的長(zhǎng)度，，Lz=zR。Lk為鏟斗的擋板高度，Lk=λkR。側(cè)刃傾角的選擇通常選定在 50°~60°范圍內(nèi)，鏟斗與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)（一般稱下點(diǎn)）距斗底壁的高度通常取 h =（0.06~0.12）R。綜上可知，鏟斗在任務(wù)書給定鏟斗容量和鏟斗寬度的前提下，只要初步選定鏟的斗底長(zhǎng)度系數(shù)、后壁長(zhǎng)度系數(shù)、擋板高度系數(shù)、圓弧半徑系數(shù)和鏟斗的斗張角、板與后壁間夾角，即可獲得新鏟斗的所有基本參數(shù)。然而這些系數(shù)多基于經(jīng)驗(yàn)選，就造成鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑與斗型參數(shù)之間常需要來回矯正才可以用于最終數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)增加了難度，且很難研究鏟斗的這些參數(shù)對(duì)鏟斗幾何形狀的影響。

鏟斗在任務(wù)書給定鏟斗容量和鏟斗寬度的前提下，只要初步選定長(zhǎng)度系數(shù)、后壁長(zhǎng)度系數(shù)、擋板高度系數(shù)、圓弧半徑系數(shù)和鏟斗的斗張壁間夾角，即可獲得新鏟斗的所有基本參數(shù)。然而這些系數(shù)多基于經(jīng)驗(yàn)成鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑與斗型參數(shù)之間常需要來回矯正才可以用于最終數(shù)據(jù)增加了難度，且很難研究鏟斗的這些參數(shù)對(duì)鏟斗幾何形狀的影響。圖 2-1 傳統(tǒng)的鏟斗設(shè)計(jì)流程Fig. 2-1 Traditional Bucket Design Flowγ1
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH243

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 姬國強(qiáng);裝載機(jī)鏟斗結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其鏟裝性能的影響分析[D];廣西科技大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2663494