液壓挖掘機反鏟工作裝置的運動分析與優(yōu)化.pdf

1、液壓挖掘機是現代石方作業(yè)工程中最為主要的施工機械設備之一，其在眾多工程領域中均得到了廣泛應用。其中，液壓挖掘機進行作業(yè)時最關鍵的機構是其工作裝置部分。在工程實踐中，工作裝置中動臂或者斗桿斷裂、絞點失效以及挖掘區(qū)域不合理等不良狀況時有發(fā)生，不僅影響著挖掘機的使用性能而且存在著極大的安全隱患?？梢?，對液壓挖掘機的工作裝置進行優(yōu)化設計研究，從而保證其更加高效、安全和可靠，具有重要的研究意義和實用價值。
　　本文以WY22型液壓挖掘機為對

2、象，較為詳細地概述了其工作原理和結構特點，建立了挖掘機反鏟工作裝置的三維模型，以該模型為基礎對反鏟工作裝置進行了運動分析，得到了其運動特性；以此為基礎，建立了反鏟工作裝置的優(yōu)化模型，重點對反鏟工作裝置的斗桿絞點進行了參數化優(yōu)化設計。
　　本文的主要研究工作如下所示：
　?。?）概述了液壓挖掘機的結構組成和工作原理、工作特點，為后續(xù)對挖掘機反鏟工作裝置的建模、運動分析和工作絞點的優(yōu)化等工作提供了理論上的依據和準備；同時，對液壓

3、挖掘機的作業(yè)過程即挖掘機的幾種工況做了詳細的分析；此外，對反鏟液壓挖掘機的基本性能參數和設計原則進行了概要介紹。
　　（2）以WY22型液壓挖掘機為對象，采用SolidWorks軟件分別建立了動臂及動臂液壓缸、斗桿及斗桿液壓缸、鏟斗及鏟斗液壓缸、連桿和搖桿的三維模型，并在SolidWorks的裝配環(huán)境中實現了反鏟工作裝置的裝配，得到挖掘機反鏟工作裝置的三維裝配圖?；谌S裝配圖，對挖掘機反鏟工作裝置進行了運動分析，獲得了動臂、斗桿

4、和鏟斗的相關運動方程，并繪制了動臂和斗桿液壓缸推力的力臂曲線圖。
　?。?）對WY22型液壓挖掘機的反鏟工作裝置建立了優(yōu)化模型，所設定的目標函數包括動臂的理論挖掘力、斗桿的理論挖掘力和以及鏟斗的理論挖掘力等三個子部分，共確立了14個設計變量和25個相關的約束條件。在MATLAB軟件的基礎上重點對反鏟工作裝置的斗桿絞點進行了參數化優(yōu)化設計，優(yōu)化結果表明，優(yōu)化后的斗桿缸推力的力臂值和斗桿的挖掘力要明顯大于優(yōu)化前，達到了預期的優(yōu)化目的。