挖掘机工作装置的仿真分析

1、挖掘机工作装置,报告人：杨成 指导教师：李因武,Abstract,The virtual model of excavator work device was created with CAD software pro/e The major work parameters of excavator were obtained by means of kinematics simulation in ADAMS In addition ，by dynamic simulation ，the force that was exerted on the points was presented u

2、nder specified conditions The research has provided the basis for the further FEM and improvement of excavator components,液压挖掘机的结构,挖掘机作业流程,动臂,结构简单、价廉，重量轻，但挖掘曲线单一,挖掘机整机作业范围,最大挖掘半径A 最大挖掘深度B 最大挖掘高度C 最大卸载高度D 最小回转半径E 运输高度F 运输总长度G 注：GRP平面指“接地参考平面”。,挖掘力的计算方法,一、工作液压缸的理论挖掘力 液压缸外伸时由该液压缸理论推力所能产生的斗齿切向挖掘力称为工作液压缸

3、的理论挖掘力。 铲斗挖掘时铲斗液压缸的理论挖掘力： 铲斗液压缸的理论推力 传动比 斗杆液压缸的理论挖掘力,二、整机的理论挖掘力,液压挖掘机处于某一工况下工作液压缸的主动挖掘力能否实现主要取决于下列条件：,1.工作液压缸的闭锁能力,2.整机的工作稳定性；,3.整机与地面的附着性能； 4.土壤的阻力； 5.工作装置的结构强度。,三维建模,工作装置运动学分析,装置的主要作业尺寸主要包括: 最大挖掘半径、最大挖掘深度、最大挖掘高度、最大卸载高度,挖掘机工作装置动力学分析,挖掘阻力及物料重力计算 挖掘机工作时既可以使用铲斗挖掘也可以使用斗杆挖掘 ，一般铲斗挖掘时的挖掘阻力要稍大于斗杆挖掘。 切屑阻力与切

4、屑深度基本上成正比其最大切屑阻力公式如下： C-表示土壤硬度的系数 R 铲斗与斗杆铰点至斗齿尖距离 max 挖掘过程中铲斗总转角的一半 B 切屑刃宽度影响系数 ; A 切屑角变化影响系数 ; Z 带有斗齿的系数 ; X 斗侧壁厚度影响系数;,动力学分析,工作装置各铰点受力仿真分析 挖掘过程为 4 个阶段 : 姿态调整斗杆挖掘铲斗与斗杆复合挖掘 动臂提升,挖掘机工作装置动力学分析,设置函数：动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸 、铲斗切屑阻力、铲斗法向阻力,从图中以得出工作装置在挖掘过程 中各铰点最大受力发生在挖掘阻力达最大值附近，通常将此位置铰点作用力作为各构件结构强度检验的依据 。 姿态调整阶段 ， 工作装置移至土壤表面 ，斗齿接触土壤 。挖掘之初 工作装置在瞬间受到挖掘阻力的作用 ， 各铰点受力变化剧烈随着阻力的增大及减小，铰点作用力也相应的变大及减小当斗齿快达到最大挖掘深度处时 ，工作装置由斗杆挖掘变为复合挖掘液压流量重新分配 . 各铰点受力有所波动 ，动臂提升的过程中 ，工作装置脱离土壤 ，只受到自身及物料重力作用 ，铰点受力相对平稳,结论,利用 Adams 对挖掘机工作装置虚拟样机进行了运动及动力学仿真分析 ，得出了挖掘机工作装置的