本文關(guān)鍵詞：基于獾爪趾的仿生挖掘機(jī)斗齒的研究

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【摘要】：挖掘機(jī)是用鏟斗挖掘高于或低于承載面的物料,并裝入運(yùn)輸車(chē)輛或卸至堆料場(chǎng)的土方機(jī)械。各種類(lèi)型的挖掘機(jī)已廣泛用在工業(yè)于民用建筑、交通運(yùn)輸、水利電力工程、農(nóng)田改造、礦山采掘以及現(xiàn)代化軍事工程等機(jī)械化施工中。據(jù)統(tǒng)計(jì),工程施工中約有60%的土石方量,系由挖掘機(jī)來(lái)完成。斗齒是挖掘機(jī)的重要部件,它位于鏟斗的尖端,其性能對(duì)挖掘機(jī)鏟斗乃至挖掘機(jī)的挖掘性能有重要影響。在工作中,斗齒易產(chǎn)生磨損,造成切削能力下降和工作效率低下。提高挖掘機(jī)斗齒性能的方法包括改進(jìn)斗齒構(gòu)形。自然界生物經(jīng)過(guò)不斷的進(jìn)化獲得了優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和特異的功能,通過(guò)研究這些這些結(jié)構(gòu)和功能,發(fā)掘它們的作用機(jī)理,并將其運(yùn)用到產(chǎn)品的制造和生產(chǎn)中,以期解決實(shí)際工程中遇到的問(wèn)題。為解決挖掘機(jī)斗齒入土阻力大,易斷裂的問(wèn)題,本文利用Handyscan700掃描儀獲取獾右前爪趾表面的三維點(diǎn)云,提取獾爪趾的側(cè)面輪廓曲線,并進(jìn)行擬合得到曲線方程,將獲取的曲線方程運(yùn)用到斗齒的設(shè)計(jì)中,利用三維軟件建立斗齒模型。運(yùn)用有限元分析軟件對(duì)仿生斗齒和80型斗齒的力學(xué)性能和切土過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)比分析了力學(xué)性能的差異以及能量損耗與切土深度的關(guān)系。采用快速成型加工技術(shù)加工出了仿生斗齒與80型斗齒試樣。利用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和搭建的挖掘試驗(yàn)臺(tái)對(duì)斗齒試樣進(jìn)行了楔土和挖掘試驗(yàn),分別測(cè)定了楔入阻力與楔入深度以及扭矩與挖掘深度的關(guān)系。結(jié)果表明:在施加相同載荷的情況下,仿生斗齒產(chǎn)生的最大等效應(yīng)力、最大等效應(yīng)變以及最大等效形變量均小于80型斗齒的,破壞的可能性小,比較安全;當(dāng)斗齒的入土深度相同時(shí),仿生斗齒消耗的能量較80型斗齒降低了22.7%;在同樣條件下,仿生斗齒的楔入阻力較80型斗齒低11.9%-12.6%;在最大挖掘深度相同時(shí),仿生斗齒的扭矩均明顯小于80型斗齒,說(shuō)明其受到的挖掘阻力最小。本文以獾爪趾為仿生原型設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)斗齒不僅解決了工程中遇到的問(wèn)題,還為減阻部件的開(kāi)發(fā)提供了新思路,具有重要的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU621;Q811

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1 溫新林;王秀梅;崔偉清;孫法林;;斗齒低碳低合金耐磨材料研究[J];新技術(shù)新工藝;2006年02期

2 程巨強(qiáng);;高強(qiáng)度鑄鋼斗齒材料的研制與應(yīng)用[J];工程機(jī)械;2007年07期

3 陳映川;陸衛(wèi)倩;;提高厚斗齒鑄件使用壽命的研究[J];熱加工工藝;2010年19期

4 劉聲光;削體斗齒[J];工程機(jī)械;1980年02期

5 郭進(jìn);一種合金鋼新斗齒[J];工程機(jī)械;1984年01期

6 齊強(qiáng);;斗齒的焊修[J];建筑機(jī)械;1989年05期

7 袁東洲;車(chē)順強(qiáng);;鑄鋼斗齒粘砂缺陷的成因及對(duì)策[J];金屬加工(熱加工);2014年07期

8 夏卿坤,戴娟,胡冠昱,陳蕾;提高高錳鋼斗齒使用壽命的途徑[J];水利電力機(jī)械;2002年05期

9 蔡黎明,王德治;工程機(jī)械鏟斗、挖斗斗齒的修復(fù)[J];建筑機(jī)械;2004年01期

10 楊文濤;新型耐磨合金鑄鋼斗齒的研究與應(yīng)用[J];工程機(jī)械;2005年04期

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1 陳新壽;邵昌;李上義;廖梅壽;盧堯?qū)?李茂林;;新型挖掘機(jī)耐磨斗齒的研制[A];第十三屆21省（市、區(qū)）4市鑄造會(huì)議暨第七屆安徽省鑄造技術(shù)大會(huì)論文集[C];2012年

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 張延強(qiáng);WK-75型礦用挖掘機(jī)斗齒的磨損分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[D];太原理工大學(xué);2016年

2 裴高院;基于獾爪趾的仿生挖掘機(jī)斗齒的研究[D];吉林大學(xué);2017年

3 周曉光;低碳合金鋼斗齒鑄造新工藝的研究[D];華中科技大學(xué);2012年

4 李京麗;斗齒用低合金鋼的優(yōu)化熱處理工藝研究[D];中南大學(xué);2012年

5 戚元霞;挖掘機(jī)斗齒CADI新材料試制研究試驗(yàn)[D];廣西大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：1292963