本文選題：挖掘機　切入點：工作裝置　出處：《吉林大學》2013年碩士論文

【摘要】：隨著國家經(jīng)濟快速發(fā)展，國家增加了對能源開發(fā)、國防設施以及基礎(chǔ)建設的投入，對工程機械產(chǎn)品的需求量變得越來越大。挖掘機是一種應用廣泛的多功能的工程機械，其主要施工設備即工作裝置的性能影響整個挖掘機的作業(yè)性能。優(yōu)化挖掘機工作裝置，提高挖掘機的整機工作性能，對于國民經(jīng)濟和工程機械的發(fā)展具有重要的意義。 挖掘機的工作裝置主要包括：斗齒、動臂、斗桿、鏟斗，其中斗齒的構(gòu)型影響其挖掘性能。動臂的尺寸參數(shù)影響挖掘機作業(yè)范圍。本文以典型反鏟液壓挖掘機的工作裝置為原型，結(jié)合本實驗室仿生斗齒研究成果，在對典型反鏟液壓挖掘機工作裝置進行運動學和動力學分析的基礎(chǔ)上，采用虛擬樣機技術(shù)模擬設計出與其相應的虛擬工作裝置；而后將傳統(tǒng)型挖掘機工作裝置與仿生斗齒研究成果進行整合，基于ADAMS優(yōu)化設計了工作裝置的動臂，擴大了工作裝置的作業(yè)范圍，顯著提高了挖掘性能，從而提高了整機作業(yè)性能。 本文首先對工作裝置的運動學和動力學做了理論分析，而后應用Pro/E軟件對仿生斗齒及反鏟液壓挖掘機整體進行了三維建模；通過中間格式將其導入到ADAMS軟件中，對創(chuàng)建的虛擬模型進行了運動學和動力學分析，獲取了反鏟液壓挖掘機工作裝置的最大挖掘半徑、最大挖掘高度、最大挖掘深度、最大卸荷高度、最小回轉(zhuǎn)半徑等作業(yè)范圍參數(shù)，得到裝載有仿生斗齒的反鏟液壓挖掘機工作裝置的斗桿最大挖掘力和鏟斗最大挖掘力。 在上述研究的基礎(chǔ)上，通過改變工作裝置動臂的尺寸參數(shù)，，包括將動臂外側(cè)線與中線的夾角由67°分別改為65°和70°以及將動臂彎曲處的圓弧半徑由200mm分別改為210mm和190mm，并對其進行了兩兩組合；利用ADAMS進行仿真測試，得出了包括工作范圍參數(shù)和最大挖掘力等8組數(shù)據(jù)，并將其與之前動臂尺寸未變的工作裝置的測量數(shù)據(jù)進行對比，得出了外側(cè)線與中線夾角65°、動臂彎曲處的圓弧半徑210mm這一最優(yōu)方案。 通過對原型機的試驗研究，得到反鏟液壓挖掘機工作范圍參數(shù)及其工作裝置的最大挖掘力。試驗結(jié)果與基于ADAMS優(yōu)化后結(jié)果的對比分析表明，基于ADAMS的優(yōu)化顯著提高了挖掘機工作裝置的挖掘性能。研究結(jié)果為設計挖掘性能更加優(yōu)良的反鏟液壓挖掘機工作裝置提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)手段。
[Abstract]:With the rapid development of national economy, the country has increased the investment in energy development, national defense facilities and infrastructure, and the demand for construction machinery products has become more and more.Excavator is a kind of widely used multifunctional construction machinery. The performance of its main construction equipment, that is, the working device, affects the working performance of the whole excavator.It is of great significance for the development of national economy and construction machinery to optimize the working equipment of excavator and improve the working performance of excavator.The working device of excavator mainly includes: bucket tooth, moving arm, bucket rod and bucket, in which the configuration of bucket tooth affects its excavating performance.The dimension parameters of the arm affect the working range of the excavator.Based on the prototype of typical backhoe hydraulic excavator and the research results of bionic bucket teeth in our laboratory, the kinematics and dynamics analysis of typical backhoe hydraulic excavator is carried out in this paper.Virtual prototype technology is used to simulate and design the corresponding virtual working device, and then the traditional excavator working device is integrated with the bionic bucket tooth research results, and the working arm is optimized based on ADAMS.The working range of the working device is enlarged, and the mining performance is improved significantly, thus the performance of the whole machine is improved.In this paper, the kinematics and dynamics of the working device are analyzed theoretically, and then the 3D modeling of the bionic bucket tooth and backhoe hydraulic excavator is carried out by using Pro/E software, which is introduced into the ADAMS software through the intermediate format.The kinematics and dynamics analysis of the virtual model is carried out, and the maximum excavation radius, maximum excavation height, maximum excavation depth, maximum unloading height of the working device of the backhoe hydraulic excavator are obtained.The maximum excavating force of the bucket rod and the maximum excavating force of the bucket are obtained by using the parameters of the minimum radius of rotation and other operating range parameters, which are loaded with bionic bucket teeth and the working device of the hydraulic excavator.On the basis of the above research, by changing the dimension parameters of the working arm,Including changing the angle between the lateral line of the arm and the center line from 67 擄to 65 擄and 70 擄, respectively, and changing the radius of the arc of the arm bend from 200mm to 210mm and 190mm respectively, and combining it in two pairs. The simulation test is carried out by ADAMS.Eight groups of data, including working range parameters and maximum excavation force, are obtained, and compared with the measured data of the working device with no change in the size of the front arm.The optimum scheme of the angle between the lateral line and the center line and the arc radius 210mm at the bend of the arm is obtained.The working range parameters of backhoe hydraulic excavator and the maximum excavating force of the working device are obtained through the experimental study of the prototype machine.The comparison between the experimental results and the optimized results based on ADAMS shows that the optimization based on ADAMS can significantly improve the excavating performance of the excavator working device.The results provide basic data and technical means for the design of backhoe hydraulic excavator with better excavating performance.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU621

【參考文獻】

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本文編號：1703841