【摘要】：除了鏟斗外，挖掘機(jī)的斗桿可以搭載各種作業(yè)裝置，液壓破碎錘就是其中一種。挖掘機(jī)破碎作業(yè)在實際生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，大大的提高了工作效率和勞動安全性。由于其作業(yè)特點，其工作裝置在劇烈的沖擊振動下往往出現(xiàn)共振、結(jié)構(gòu)變形、關(guān)鍵位置疲勞磨損等破壞，相關(guān)的科研人員都進(jìn)行了研究，但是都局限于動臂斗桿等單一構(gòu)件上，，沒有從整體上進(jìn)行分析，本文從整體著手，通過對挖掘機(jī)破碎作業(yè)工作裝置動態(tài)特性的研究，為其進(jìn)行破碎錘與主機(jī)的頻率匹配、結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及延長工作裝置的疲勞壽命提供參考和依據(jù)，主要工作如下： (1)首先介紹了挖掘機(jī)行業(yè)概況和挖掘機(jī)的各種作業(yè)裝置，接著討論了挖掘機(jī)工作裝置的研究狀況，并對挖掘機(jī)工作裝置研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，針對這些問題提出了課題的目的意義和研究內(nèi)容。 (2)隨后分析了挖掘機(jī)裝上破碎錘后在生產(chǎn)中優(yōu)越性能以及出現(xiàn)的問題，建立其振動微分方程。根據(jù)參考機(jī)型建立工作裝置的三維模型，再調(diào)節(jié)各組油缸的伸縮長度獲得三種典型工況的三維模型。進(jìn)行ANSYS Workbench與Pro/E無縫連接，將模型導(dǎo)入Workbench中，然后通過網(wǎng)格劃分、邊界條件設(shè)置，建立起三種工況的有限元模型。 (3)對工作裝置進(jìn)行無液體填充狀態(tài)下的模態(tài)分析和固液耦合狀態(tài)下的模態(tài)分析，得到三種工況工作裝置的頻率和振型，通過對結(jié)果進(jìn)行分析對比，較為全面的了解了工作裝置的模態(tài)，為破碎錘的頻率匹配提供了參考。 (4)選擇工作裝置三處關(guān)鍵位置，對工作裝置的三種工況進(jìn)行諧響應(yīng)分析，得出了工作裝置關(guān)鍵位置的位移頻率響應(yīng)曲線，分析了結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的幅頻特性，驗證了工作裝置承受共振作用、疲勞載荷以及其他持續(xù)動力學(xué)特性。 (5)在Workbench材料庫中建立的工作裝置的S-N曲線，對工作裝置的三種典型工況進(jìn)行了有限元疲勞分析，得到了最小疲勞壽命、及其發(fā)生的位置以及工作裝置容易產(chǎn)生疲勞的區(qū)域，為工作裝置的優(yōu)化設(shè)計延長使用壽命提供了參考。
[Abstract]:In addition to bucket, excavator bucket pole can carry a variety of operating devices, hydraulic hammer is one of them. Excavator crushing is widely used in practical production and greatly improves working efficiency and labor safety. Because of its working characteristics, its working device often appears resonance, structural deformation, fatigue wear and other damage in the severe shock vibration. The relevant researchers have carried out research, but are confined to the single member such as the arm bucket rod, etc. There is no overall analysis, this paper starts from the whole, through the research of the dynamic characteristics of the excavator crushing work device, for which the frequency match between the hammer and the main engine is carried out. The main work is as follows: (1) the general situation of excavator industry and various kinds of excavator operating devices are introduced firstly. Then, the research status of excavator working device is discussed, and the research status of excavator working device is summarized, and the purpose significance and research content of the subject are put forward in view of these problems. (2) after analyzing the superior performance and problems in the production of excavator installed with crushing hammer, the vibration differential equation of excavator is established. According to the reference model, the three-dimensional model of the working device was established, and the three typical three dimensional model was obtained by adjusting the expansion length of each group of cylinders. The ANSYS Workbench and Pro/E are connected seamlessly and the model is imported into Workbench. Then the finite element model of three working conditions is established by meshing and setting up boundary conditions. (3) the mode analysis of the working device under the condition of no liquid filling and the mode analysis of the solid-liquid coupling state are carried out, and the frequency and mode shape of the working device under three working conditions are obtained, and the results are analyzed and compared. The mode of the working device is fully understood, which provides a reference for the frequency matching of the hammer. (4) selecting three key positions of the working device, analyzing the harmonic response of the three working conditions, obtaining the displacement frequency response curve of the key position of the working device, and analyzing the amplitude-frequency characteristic of the key position of the structure. The characteristics of resonance, fatigue load and other continuous dynamics of the working device are verified. (5) the S-N curve of the working device established in the Workbench material library is analyzed by finite element method under three typical working conditions, and the minimum fatigue life is obtained. The location of the device and the area where the working device is prone to fatigue provides a reference for the optimum design of the working device to prolong its service life.
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU621

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉鵬虎;張勇;張強(qiáng);;液壓挖掘機(jī)工作裝置的動力學(xué)分析及控制[J];中國工程機(jī)械學(xué)報;2007年01期

2 司癸卯;張青蘭;段立立;李曉寧;孫恒;;基于AMESim的液壓破碎錘液壓系統(tǒng)建模與仿真[J];中國工程機(jī)械學(xué)報;2010年02期

3 王建軍;馮光金;占必紅;易靖宇;;小型挖掘機(jī)工作裝置三維建模及有限元分析[J];中國工程機(jī)械學(xué)報;2011年01期

4 史青錄;張福生;連晉毅;;挖掘機(jī)動臂強(qiáng)度對比分析[J];工程機(jī)械;2009年07期

5 史青錄;連晉毅;張福生;;挖掘分析軟件EXCA(R10.0)的研發(fā)[J];工程機(jī)械;2009年09期

6 林明智;邢樹鑫;;液壓挖掘機(jī)動臂有限元分析[J];工程機(jī)械;2010年12期

7 徐兵;朱曉軍;劉偉;劉英杰;;挖掘機(jī)工作裝置運(yùn)動學(xué)建模與仿真[J];機(jī)床與液壓;2011年09期

8 趙勇;張若京;孫利民;;G70B列車油罐液固耦合模態(tài)分析[J];計算機(jī)輔助工程;2007年03期

9 鐵巍巍;王曉楓;楊茹萍;周雍;;挖掘機(jī)動臂有限元模態(tài)分析[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2011年03期

10 劉闊;劉春時;林劍峰;馬曉波;于文東;;VMC0540d機(jī)床床身和立柱結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2011年12期

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1 薛彩軍;結(jié)構(gòu)靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計的若干關(guān)鍵問題研究[D];浙江大學(xué);2003年

2 杜文靖;液壓挖掘機(jī)工作裝置設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2007年

3 張大慶;液壓挖掘機(jī)工作裝置運(yùn)動控制研究[D];中南大學(xué);2006年

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1 馬穎;基于ADAMS的液壓挖掘機(jī)工作裝置仿真與優(yōu)化[D];湘潭大學(xué);2011年

2 劉剛強(qiáng);液壓挖掘機(jī)工作裝置特性分析與優(yōu)化設(shè)計[D];華中科技大學(xué);2011年

3 秦貞沛;液壓挖掘機(jī)工作裝置仿真優(yōu)化及液壓系統(tǒng)模型建立[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

4 鄭東京;挖掘機(jī)工作裝置的有限元分析及其仿真[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

5 王在昌;液壓挖掘機(jī)工作裝置動力學(xué)分析及有限元優(yōu)化設(shè)計[D];山東科技大學(xué);2011年

6 劉本學(xué);液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置的有限元分析[D];長安大學(xué);2003年

7 姬鵬;液壓挖掘機(jī)反鏟裝置的運(yùn)動學(xué)仿真及動力學(xué)分析[D];吉林大學(xué);2005年

8 陳玉峰;液壓挖掘機(jī)工作裝置運(yùn)動與動力綜合優(yōu)化研究[D];重慶大學(xué);2005年

9 孫志廣;液壓挖掘機(jī)工作裝置優(yōu)化設(shè)計及性能仿真[D];吉林大學(xué);2005年

10 康海洋;液壓挖掘機(jī)動臂結(jié)構(gòu)動態(tài)分析[D];長沙理工大學(xué);2007年

本文編號：2305567