210型挖掘機工作裝置鉸點優(yōu)化設計.pdf

1、　　液壓挖掘機作為一種常用的、重要的工程機械，被廣泛應用于民用建設、礦山開采、水利水電工程、軍事運載等領域。液壓挖掘機利用工作裝置進行挖掘，其工作裝置的性能和可靠性是整機優(yōu)越性的重要標志，而工作裝置鉸點的位置和結(jié)構件強度是影響挖掘工作效率和作業(yè)性能的重要參數(shù)。工作裝置的作業(yè)由三個油缸的復合運動及鏟斗和土石方的相互作用來實現(xiàn)，其運動和受力分析情況比較復雜。工程應用中常出現(xiàn)動臂或斗桿油缸支架開裂失效、挖掘區(qū)域不合理、以及工作裝置鉸點銷軸早期

2、斷裂等故障，給企業(yè)造成了巨大損失，直接影響了國內(nèi)挖掘機行業(yè)的發(fā)展。和國外其它的工程機械相比，國產(chǎn)液壓挖掘機競爭力較差，在國內(nèi)的市場占有率也是相對較低。液壓挖掘機工作裝置鉸點的優(yōu)化設計是液壓挖掘機設計中極為重要的一部分，它對于提高整機的作業(yè)性能以及產(chǎn)品可靠性具有重要的意義。
　　本文的主要研究工作和結(jié)論主要分為以下幾個方面：建立了挖掘機工作裝置的多體動力學模型和有限元模型，對工作裝置主要部件進行強度分析；以解決挖掘機工作裝置動臂強

3、度問題和動臂輕量化為目標，首次在挖掘機鉸點位置參數(shù)優(yōu)化過程中引入DOE 分析方法，采用正交試驗設計和拓撲優(yōu)化相結(jié)合的方法分別對鉸點的位置和結(jié)構進行優(yōu)化，并對優(yōu)化結(jié)果進行應力試驗驗證。最終完成210型液壓挖掘機工作裝置鉸點的優(yōu)化設計。
　　研究結(jié)果表明：拓撲優(yōu)化和DOE分析相結(jié)合的方法對工作裝置鉸點優(yōu)化是可行的。通過對鉸點的DOE分析，成功的解決了210型挖掘機動臂強度不足的問題，使動臂上應力下降了21%；其次，通過對鉸點結(jié)構的拓