液壓挖掘機(jī)反鏟工作裝置動(dòng)態(tài)仿真研究

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4、彥虎教授級(jí)高工二○一五年六月摘要摘要液壓挖掘機(jī)作為重要的工程機(jī)械，憑借可靠、優(yōu)良的性能在礦山開采、煤炭、基礎(chǔ)建設(shè)等土方工程中應(yīng)用廣泛，液壓挖掘機(jī)在我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重大作用。挖掘機(jī)工作裝置以及液壓系統(tǒng)在挖掘工作時(shí)面臨惡劣的環(huán)境，所以改進(jìn)液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性和增強(qiáng)工作裝置的質(zhì)量、可靠性是我國挖掘機(jī)廠商需解決的問題。通過計(jì)算機(jī)仿真可以降低試驗(yàn)成本，縮短設(shè)計(jì)周期，提高挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)水平。本文對(duì)挖掘機(jī)工作過程中工作裝置的機(jī)械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的變化規(guī)律展開研究。利用Solidworks對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行三維建模，將Solidworks建立的模型導(dǎo)入到ADAMS中，重

5、新定義約束驅(qū)動(dòng)等，對(duì)模型簡(jiǎn)化后建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。對(duì)挖掘機(jī)工作裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真研究。得出鏟斗運(yùn)動(dòng)包絡(luò)圖以及挖掘機(jī)的主要工作參數(shù)。將ADAMS模型施加載荷后建立動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真研究，得出挖掘機(jī)工作裝置各鉸接點(diǎn)的受力變化情況。在ANSYS/Workbench中建立動(dòng)臂和斗桿的有限元模型，將動(dòng)力學(xué)仿真的三個(gè)工況中受力最大時(shí)刻的力加載到有限元模型中，對(duì)動(dòng)臂和斗桿分別進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)使動(dòng)臂和斗桿都滿足強(qiáng)度要求。運(yùn)用AMESim建立挖掘機(jī)工作裝置的液壓系統(tǒng)模型，以及工作裝置的機(jī)械模型，在AMESim中進(jìn)行機(jī)液聯(lián)合仿真

6、，研究了液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。利用AMESim中建立的液壓系統(tǒng)模型和ADAMS建立的動(dòng)力學(xué)模型，通過兩個(gè)軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真分析，研究了工作過程中液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，為工作裝置和液壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供新的思路和方法。關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)；液壓系統(tǒng)；聯(lián)合仿真；ANSYS/Workbench；ADAMS；AMESimAbstractAbstractHydraulicexcavatorisanimportantengineeringmachinery.Withreliable,highperformanceHydraulicwaswidelyusedinminin

7、g,coal,infrastructureandotherearthworks.HydraulicexcavatorsplayasignificantroleinChina'seconomicconstruction.Excavatorworkingdeviceandhydraulicsystemsworkinharshenvironments.Sotheexcavatormanufacturersofourcountrynotonlyneedtoimprovethedynamiccharacteristicsofthehydraulicsyst

8、em,butalsoenhancethequalityandreliabilityoftheworkdevice.Theexcavato