挖掘機載荷譜模擬及動臂動態(tài)分析.pdf

1、挖掘機在挖掘礦石(土壤)的過程中，即使是挖掘同一種礦石，受其塊度大小不均、形狀各異、礦石之間相互交錯、擠壓等不確定性因素的影響，其挖掘阻力表現(xiàn)出是一個隨機過程。利用太原重型機械廠提供的實測挖掘數(shù)據(jù)，和前蘇聯(lián)對挖掘阻力的研究，以及相關(guān)的統(tǒng)計學知識，找出挖掘比阻力的分布規(guī)律是正態(tài)分布，通過檢驗其結(jié)果具有90％的可信度。根據(jù)挖掘阻力的隨機過程特性，基于數(shù)學隨機模擬理論，給出了切向挖掘阻力的隨機過程表達式，利用產(chǎn)生隨機數(shù)的方法模擬出了切向挖掘阻

2、力載荷譜，解決了確定切向挖掘阻力的關(guān)鍵。該載荷譜為移植到挖掘同種礦石其他機型的挖掘機設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。 采用數(shù)值分析軟件-ANSYS，通過實體建模，對P&H2300型礦用挖掘機的動臂進行了模態(tài)分析，計算出了動臂的前5階固有頻率，并給出了相應(yīng)的主振型圖。輸入的力信號是隨挖掘角度(斗桿轉(zhuǎn)角)變化的向量，通過平均速度把其轉(zhuǎn)化成為隨時間變化的向量，并進行付利葉變換，得出了其在頻域的頻譜圖。并提出共振頻率和輸入的力信號之間的關(guān)系。為避免共振

3、提供了理論依據(jù)。 動臂的動力學分析是研究動臂在工作過程中的受力情況及在這些力作用下的運動狀態(tài)。挖掘機的部件(動臂、斗桿、鏟斗，提升繩、變幅繩)組成的挖掘機構(gòu)，簡化成含變參數(shù)鉸支外伸梁的振動系統(tǒng)。在挖掘機挖掘過程中，由于受到的外力源以及自身結(jié)構(gòu)參數(shù)都是隨時間不斷變化的，動臂振動的振幅情況比較復(fù)雜。所以利用MATLAB仿真軟件向系統(tǒng)的振動微分方程，輸入4組隨時間變化的力向量，經(jīng)過計算后得到動臂的振動波形，并計算出振幅最大處的鋼絲繩動