基于離散單元法的機械式挖掘機工作阻力模擬.pdf

1、礦用機械式挖掘機挖掘過程是復雜的物理過程，礦巖的挖掘阻力是設(shè)計挖掘機的主要參數(shù)之一，它直接關(guān)系到挖掘機的結(jié)構(gòu)、機械強度、機重、傳動方式和功率選擇，該指標的準確程度對挖掘機的設(shè)計起著重要作用。目前我國機械式單斗挖掘機的挖掘阻力確定仍然采用前蘇聯(lián)20世紀50年代提出的計算公式。
　　影響挖掘阻力因素主要有:土樣種類、斗齒形狀與爆破礦石塊度。本文以礦用55m3機械式挖掘機為例，以相同土樣、相同斗形，不同塊度的爆破巖石為研究對象，利用離散

2、單元理論，通過EDEM軟件仿真模擬，將不同塊度的爆破后風化巖石模擬為球形離散元，分析三組顆粒大小，并認為服從正態(tài)分布，建立礦堆模型、鏟斗模型、挖掘軌跡得到挖掘過程中鏟斗沿X方向、Y方向及Z方向的阻力曲線，通過計算得到最大切向挖掘阻力、最大法向挖掘阻力、其及出現(xiàn)的時間與此時的挖掘厚度。
　　分析得到隨著塊度粒徑的增加，最大切向挖掘阻力與最大法向挖掘阻力均增大，而出現(xiàn)最大挖掘阻力時斗桿的總轉(zhuǎn)角與此時的挖掘厚度變化趨勢大體相同。

3、　　當?shù)V石粒徑主要集中在(1.3～1.6)m時，離散單元法預測最大切向阻力誤差為2.63％;最大法向阻力誤差為2.14％;測量提升力誤差為2.98％;測量推壓力誤差為3.48％。當?shù)V石粒徑主要集中在(1.0～1.3)m時，離散單元法預測最大切向阻力誤差為13.98％;最大法向阻力誤差為12.22％;測量提升力誤差為9.53％;測量推壓力誤差為13.69％。
　　以上誤差均在工程上可接受范圍內(nèi)，可見離散單元法可以作為研究挖掘過程中挖