WK-12挖掘机行走机构设计及有限元分析含开题及5张CAD图
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WK
12
挖掘机
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WK-12挖掘机行走机构设计及有限元分析含开题及5张CAD图,WK,12,挖掘机,行走,机构,设计,有限元分析,开题,CAD
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基于前言所阐述，我本次所研究的课题是挖掘机行走机构设计及有限元分析。在进行课题的开始，我阅读了很多参考文献，对所研究的课题有了一定的知识储备。史青录主编的液压挖掘机一书，我了解了挖掘机械的发展史和分类。以及挖掘机的应用情况，技术现状和国内外发展状况。挖掘机械发展大致包括几个阶段：第一阶段，蒸汽机驱动的单独机械式挖掘机，从发明到广泛应用大约经历了100年。第二阶段，1899年出现了第一台电动挖掘机，内燃机与电动机驱动的单斗挖掘机则发展于20世纪初。第三阶段，20世纪40年代末至20世纪50年代初。随着液压技术的迅速发展，挖掘机开始采用液压传动，并且由半液压传动发展到全液压传动。第四阶段，控制方式的不断革新是挖掘机有简单的机械杠杆。操纵发展到液压操纵器压，头痛，液压伺服操纵和电气控制及无线电遥控第五阶段自20世纪90年代以来，随着电子计算机技术的发展和普及，开始用电子计算机综合控制技术对发掘机进行节能和智能化控制。挖掘机的类型和构造形式呈现多样化，广泛应用于工业建设，民用建筑交通运输，水利电力工程。农田改造，矿山开采以及国防工程中。国外很注重挖掘机的研究，许多国外公司的产品各有所长，其技术代表了当今世界的领先水平。具体的特点有品种多，产量大，功能越来越多且生产的专业化程度高，标准化，系列化，通用化，模块化日益成熟。机、电、液、信息化集成技术也日益成熟。可靠性高的同时注重驾驶员的操纵舒适性和安全性以及节能效果和环保指标日益提高。同时，国外重视试验和研究工作，加大产品的早期研发的投入。导致国外的挖掘机水平飞速提高。我国也积极培养和引进人才，加强产、学、研的紧密结合，研发拥有自主知识产权的核心技术。提高企业的研发能力和产品竞争能力，同时注重试验研究，着眼于提高产品的可靠性，使用经济性。积极研发和采用高效节能，减少环境污染的新技术，同时跟踪国外先进技术。规划远期目标，实现跨越式发展。郝万军的博士生论文大型矿用挖掘机设计关键技术研究我了解到我国的矿产资源丰富，大部分适合露天开采。而目前国内露天采矿使用的矿用挖掘机主要有两种类型，一种是机械正铲式挖掘机，另一种是液压挖掘机。二者的区别主要在工作装置驱动机构的不同上，机械正铲式挖掘机一般采用齿轮、齿条或钢丝绳等传动件传递动力，液压挖掘机则采用液压缸元件进行动力传递。液压铲具有机动灵活、应用性广泛等优点，最近几年在矿山的应用逐渐增多，但设备基本上依赖进口，适合爆破良好的物料和轻度挖掘的开采。机械正铲式挖掘机具有对物料爆破要求低、适应性强、更易达到满斗要求、国产技术成熟特点，一直是大型和超大型露天矿的主导采掘设备。而此次我研究的WK-12挖掘机正属于大型的机械正铲式挖掘机。史青录主编的液压挖掘机和隋文涛的研究生论文大型矿用挖掘机履带行走装置动力学仿真研究了解了挖掘机的结构，其中着重了解了挖掘机履带行走机构的主要结构以及各部分结构的特点。挖掘机主要由动力装置，工作装置，回转驱动装置及回转轴承。行走装置，液压系统，操纵装置，电气系统，润滑系统，热平衡系统和其他辅助系统构成。挖掘机的履带行走装置主要是“四轮一带”即驱动轮，导向轮，支重轮，托轮，履带。驱动轮结构为齿块式，与采用何种履带板有关。对驱动轮的要求是回转轻快，传动效率高，耐磨损。履带是由履带板用连接销连接起来构成的一个封闭环。他用来支持整机并传递压力及传递牵引力，使整机运行。履带板具备硬度高，耐磨损，耐腐蚀，耐冲击，保证了支持哪儿不能横向移动，然后很好适应资产面的形状，各履带板间。不会卡四块能自动排出的优点。支承轮儿用来支撑机重并沿履带板滚动，因为要直接承载挖掘机重量，故要求轮面硬度高，耐磨损运转轻快阻力小。吴正明的研究生论文履带式液压挖掘机行走系统动力学仿真从这篇文章中，我着重了解了履带行走机构的发展状况和研究现状，以及它的研究意义。履带行走机构经过去多年的发展，目前的概况可以从动力源和履带两个方面来说明。从动力源来说，目前行走机构的动力源主要有柴油机驱动，混合动力驱动和电力驱动。电力驱动相比于其传统机械传动具有无级调速，任意半径转向没有机械传动，换挡的冲击，震动以及加速性，灵活性高，部件布置方便和易于实现模块化等优点。从履带方面来说，目前挖掘机的履带形式可主要可以分为金属履带和橡胶履带，金属履带主要有强度和刚度大。承重能力大，能够在条件恶劣的路面行走，而橡胶履带具有抗震动性能好，噪音低，机重轻，不损坏路面，耐磨损，使用寿命长的优点。此外就是履带式车辆的研究设计由原来的经验设计向数字化设计和虚拟样机技术发展。履带式车辆的通过能力转向机构及转向功率传动系统性能综合评价。车辆动力学仿真等方面的研究，随着相关技术的发展和关键问题的解决，不断取得重大进展和突破。不足的地方就是与进口挖掘机竞争时存在液压元件工作寿命短，故障多，行走装置驱动力不足，转向不灵活等不足之处。根据隋文涛的论文大型矿用挖掘机履带行走装置动力学仿真研究了解了大型矿用挖掘机的行走装置的传动方式，行走方式以及总体方案设计。液压挖掘机的履带行走装置绝大部分采用液压传动方式，简化履带行走架结构。并且省去了机械传动中采用的复杂锥齿轮离合器及传动轴等零件。履带行走机构形式为：双履带；驱动轮与引导轮兼作支承轮；多支点；支承轮与履带架刚性连接的。总体方案设计，采用驱动轮后置的方式，优点是履带受力大的区段短，不易形成履带下部起拱，避免了转向时履带脱落的危险，并且履带架受力状态良好。胡英华的履带式矿用挖掘机行走机构动力学研究采用理论和仿真相结合的办法，分析研究了大型矿用挖掘机的行走机构，对行走机构中的支重轮进行着重分析，得到了所受垂直载荷的动态特性。履带的各种工况中转弯工况的载荷最为范围，对双履带结构的转弯有两种方式，第一种是一条履带主动，另一条被动的方式，第二种是两条履带均主动，但运动方向相反的方式鲁振的大型静定履带行走装置履带架强度有限元分析研究采用了有限元法这一常用的分析方法，把大型静定履带行走装置中的履带架单独取岀，在详细分析其工作原理的基础上，结合某履带式移动破碎站的三种工作工况：匀速行驶工况、爬坡工况以及转弯工况，对履带架的受力特点进行了分析研究，并给出了如何进行载荷计算及结构强度分析的方法。李海伟的55m矿用挖掘机履带行走装置动力学研究对55立方米矿用挖掘机的行走装置进行了动力学分析研究，在分析其构造和工作原理的基础上，首先进行了牵引力及行驶阻力的理论分析，获得了进行仿真计算时所需要的外部载荷，然后以多体动力学理论为基础，建立了详细的虚拟样机模型，对平道运行和坡道运行这两种情况下的行走装置，在ADAMS软件环境下进行了仿真，得到了履带行走装置的动力学信息。王得胜的12m机械式矿用挖掘机履带架强度和刚度分析研究分析硏究12立方米矿用挖掘杋的行走装置，具体选择了行走装置上的履带架这一关键部件，对其强度和刚度进行了详细分析，主要采用了有限元方法，从结构分析入手，研究了多种不利工况下的履带架的受力特点，并对如何进行外载荷计算以及根据应力和变形分析对设计不合理处提出可行的改进方案进行了深入探讨。之后通过履带架的模态分析，解决了因强度薄弱而不能投产的具体问题。王学军的液压挖掘机履带张紧装置的设计介绍了液压挖掘机履带张紧装置的选型设计。以上文献主要研究了大型矿山机械行走机构总体方案设计比如行走装置的行走方式，传动方式，动力装置的选型比较，以及行走阻力的计算分析和电动机的选取，这些研究都是出于对传统挖掘机行走装置的优化设计。为了使挖掘机更加节能减排，注重了低能耗，绿色设计同时可靠性也逐渐增高延长了挖掘机的使用寿命，保证了施工效率。对我所要研究的课题非常有帮助，我可以依据这些文献进行我的设计，但对于挖掘机的行走装置的详细设计比如四轮一带参数设计，传动部分各零件的设计暂时还没有查到，我会多查阅资料，请教老师搞好自己本次的课题设计。参考文献【1】 史青录主编液压挖掘机 北京:机械工业出版,2018.6.【2】 郝万军 大型矿用挖掘机设计关键技术研究吉林大学，2014.5.【3】 吴正明 履带式液压挖掘机行走系统动力学仿真太原科技大学，2013.5.【4】 隋文涛 大型矿用挖掘机履带行走装置动力学仿真研究吉林大学，2007.6.【5】 胡英华
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