液壓挖掘機(jī)工作裝置的動(dòng)力學(xué)分析與仿真.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，液壓挖掘機(jī)被廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)、隧道施工、公路修建、抗震救災(zāi)、礦山開挖等場(chǎng)合，是土石方工程的重要機(jī)械設(shè)備之一。
　　挖掘機(jī)的工作裝置是挖掘機(jī)的重要組成部分，是進(jìn)行挖掘工作的直接參與者，因此，其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、及設(shè)計(jì)的合理性，一直是設(shè)計(jì)研究人員關(guān)心的問題。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是根據(jù)挖掘機(jī)在幾種典型工況下的最大應(yīng)力和相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)挖掘機(jī)的工作裝置進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)和校核，然而，由于挖掘機(jī)的工作環(huán)境惡劣，挖掘過程中，工作裝置承

2、受的是隨時(shí)間變化的動(dòng)載荷，工作裝置雖然滿足一定靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，但動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)是否滿足要求還有待考證，所以本文以某公司生產(chǎn)的6噸小型挖掘機(jī)—WY6.3的工作裝置為研究對(duì)象，用有限元分析軟件ANSYSWorkbench和動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)接觸分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、模態(tài)分析、動(dòng)力學(xué)分析，為挖掘機(jī)工作裝置的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
　　論文的研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)采用D-H法構(gòu)建挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，獲得了挖掘機(jī)鏟

3、斗齒尖在三維空間的運(yùn)動(dòng)軌跡方程，對(duì)比ADAMS仿真結(jié)果證明方程是正確的。
　　(2)對(duì)挖掘機(jī)的工作裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的求解，推導(dǎo)了工作裝置鉸接點(diǎn)處俯仰角速度與角加速度方程，并構(gòu)建了挖掘機(jī)的理論挖掘力、挖掘阻力計(jì)算方程。
　　(3)以6噸小型挖掘機(jī)WY6.3為研究對(duì)象，對(duì)挖掘機(jī)的工作裝置進(jìn)行模態(tài)分析及靜力學(xué)接觸分析。
　　(4)用Pro/E構(gòu)建了WY6.3工作裝置的三維模型，利用ADAMS仿真出反鏟挖掘機(jī)工作裝置的運(yùn)動(dòng)包

4、絡(luò)線，獲得了其工作空間參數(shù)。利用ADAMS仿真出挖掘機(jī)采用鏟斗挖掘和斗桿挖掘時(shí)的理論挖掘力。
　　(5)根據(jù)計(jì)算獲得的工作裝置的切向阻力和法向阻力及物料重力，利用ADAMS仿真出工作裝置在挖掘與卸載整個(gè)過程中，各鉸接點(diǎn)在變載荷作用下的受力情況，將獲得的分析結(jié)果加載到ANSYS工作裝置的有限元模型中，對(duì)挖掘和卸載過程中的動(dòng)臂和斗桿進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，根據(jù)動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果，評(píng)估工作裝置的剛度、強(qiáng)度是否滿足使用要求，為挖掘機(jī)工作裝置的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)