铲取工况下矿用挖装机动力学及部件力学特性研究

摘要

为了探究矿用挖掘式装载机在铲取散煤岩工况下的力学特性和可靠性，对整机进行多体动力学及部件力学特性分析。本论文将铲取载荷沿铲斗斗齿切向、法向和侧向三向分解，通过分析与简化，用威尔分布的随机过程结合确定型分析方法建立了铲斗的法向阻力模型，用双参数法建立了铲斗的侧向阻力模型，用联合分布随机信号法建立了铲斗的切向阻力模型，提出了确定矿用挖掘式装载机铲取过程的随机载荷的新方法。运用底板交互力学与多体动力学理论，建立了矿用挖掘式装载机履带与底板接触的计算方法，为研究矿用挖掘式装载机整机动力学奠定了理论基础。文中以国产某型矿用挖掘式装载机为例，建立其铲取工况下的多体动力学模型，得出该矿用挖掘式装载机行走机构和运输机构的空间位置变化和受力的规律，并用ADAMS验证了研究结果。研究表明:该机输送槽是挖装机的最容易损坏的部件，其最容易损坏的位置位于输送机构与行走机构铰接座处。研究所得结论为改进该机的结构设计、改善其工作性能、提高工作可靠性和使用寿命提供了重要依据。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪言

1．1 引言

1．2 挖掘式装载机的研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文的研究意义

1．4 本文的研究工作

2 挖掘式装载机铲取阻力模型的建立

2．1 假设与简化

2．2 铲取阻力模型建立

2．2．1 法向阻力

2．2．2 侧向阻力

2．2．3 切向阻力

2．3 挖装机铲取阻力分析

2．4 小结

3 挖掘式装载机行走机构与底板的接触分析

3．1 挖装机行走机构概述

3．2 履带与底板接触分析

3．3 小结

4． 挖掘式装载机整机模型的建立与分析

4．1 假设与简化

4．1．1 空间运动学分析

4．1．2 空间刚度与阻尼的建模方法

4．1．3 多体动力学

4．2 挖装机垂直底板方向动力学建模与仿真

4．2．1 垂直底板方向动力学模型

4．2．2 垂直底板方向动力学仿真分析

4．3 挖装机纵向动力学建模与仿真

4．3．1 纵向动力学模型

4．3．2 纵向动力学仿真分析

4．4 挖装机横向动力学建模与仿真

4．4．1 横向动力学模型

4．4．2 横向动力学仿真分析

4．5 小结

5． 挖装机铲取动力学特性的ADAMS仿真验证

5．1 概述

5．2 挖装机的ADAMS模型建立

5．2．1 铲取过程分析

5．2．2 铲取阻力及施加

5．2．3 各部件的接触力施加

5．3 挖装机ADAMS分析

5．3．1 设置

5．3．2 结果分析

5．4 挖装机整机动力学的验证分析

5．4．1 验证的必要性与方法确定

5．4．2 挖装机的两种分析结果比较

5．4．3 挖装机的运动比较

5．4．4 挖装机的受力比较

5．5 小结

6． 挖掘式装载机主要部件力学特性分析

6．1 铲斗

6．2 小臂

6．3 大臂

6．4 转台

6．5 行走桥

6．6 输送槽

6．7 小结

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

作者简介

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