機(jī)械式挖掘機(jī)工作與行走裝置機(jī)構(gòu)性能研究.pdf

1、在露天礦的開采中，大型礦用機(jī)械式挖掘機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)近年來對(duì)機(jī)械式挖掘機(jī)開發(fā)的迫切需要，在與一重集團(tuán)聯(lián)合項(xiàng)目的支持下，對(duì)大型礦用機(jī)械式挖掘機(jī)的工作裝置機(jī)構(gòu)和履帶行走裝置進(jìn)行了詳細(xì)的分析。本文的研究主要包括以下五個(gè)方面：1挖掘軌跡與挖掘阻力的分析在相同的工況條件下，挖掘機(jī)鏟斗斗齒尖所走的軌跡不同，導(dǎo)致土壤的挖掘阻力也不盡相同，則挖掘機(jī)克服的阻力做功也不一樣。挖掘軌跡選取的好壞，直接關(guān)系到工作裝置的能耗大小。為保證挖掘阻力最

2、小化提出了等后角的挖掘軌跡——對(duì)數(shù)螺旋線軌跡方程，并分析了和挖掘軌跡相關(guān)的一些基本問題，如挖掘體積的計(jì)算，初始挖掘角和終了挖掘角的確定，挖掘過程中最大挖掘厚度的計(jì)算。對(duì)挖掘阻力作了一定的分析，提出了一個(gè)比較能全面反映挖掘特性的挖掘阻力公式。2工作裝置機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析針對(duì)工作裝置的機(jī)構(gòu)特性，將工作裝置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為一個(gè)二自由度的雙變長(zhǎng)擺桿機(jī)構(gòu)。由鏟尖的挖掘軌跡方程反解得到機(jī)構(gòu)各桿件主要參數(shù)如質(zhì)心坐標(biāo)，質(zhì)心速度，加速度，角加速度等隨斗桿轉(zhuǎn)角的變化

3、，為后續(xù)的動(dòng)力學(xué)分析作基礎(chǔ)。其中鏟斗質(zhì)心坐標(biāo)的求解是難點(diǎn)，因?yàn)橥诰蜻^程中由于物料的不斷增加導(dǎo)致鏟斗的質(zhì)心坐標(biāo)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不斷變化，通過鏟斗坐標(biāo)系和機(jī)構(gòu)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換解決了此問題。3工作裝置機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力的簡(jiǎn)單求解及機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)靜力分析求解提升和推壓機(jī)構(gòu)是工作裝置中的主要機(jī)構(gòu)，由挖掘機(jī)的幾個(gè)極限工況位置對(duì)其進(jìn)行推壓力和提升力的求解計(jì)算，得到這2個(gè)驅(qū)動(dòng)力的粗略值，由此選取驅(qū)動(dòng)電機(jī)并作了校核。由于挖掘機(jī)質(zhì)量巨大，運(yùn)行過程中的慣性力和慣性力矩不容忽視，

4、將慣性力和慣性力矩加到構(gòu)件上進(jìn)行動(dòng)態(tài)靜力分析，得到一個(gè)12元的線性方程組，將其整理為矩陣的形式便于求解。最后用數(shù)學(xué)軟件得到了挖掘過程中推壓驅(qū)動(dòng)力和提升驅(qū)動(dòng)力的變化曲線圖。4工作裝置機(jī)構(gòu)ADAMS仿真為驗(yàn)證前面運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)方程求解的正確性，同時(shí)有個(gè)參照作用，利用ADAMS這個(gè)多剛體系統(tǒng)仿真軟件的強(qiáng)大仿真能力，對(duì)工作裝置機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真。將工作裝置的PRO/E三維模型導(dǎo)入ADAMS中并作了適當(dāng)簡(jiǎn)化，對(duì)模型施加約束和力載荷，通過spline函數(shù)