挖掘机工作装置载荷谱测试方法研究

摘要

近年来，随着挖掘机的市场需求不断增大，市场竞争激烈，各种关于挖掘机的新技术也在不断完善，使得挖掘机的设计制造水平不断提高。但是，从以往的挖掘机可靠性试验和产品的市场反馈，国内许多企业设计制造的挖掘机工作装置均存在静强度富裕、疲劳强度不足等问题。造成这些问题的根本原因是缺少基本载荷谱数据。针对以上问题，本文拟在一系列研究的基础上提出一种可行的测取挖掘机工作装置载荷谱的方法，为挖掘机疲劳可靠性试验提供数据以及为挖掘机工作装置的进一步改进提供依据，进而提高挖掘机可靠性、耐久性。
　　本文以徐工XE215型挖掘机为研究对象，参考国内外关于挖掘机工作装置载荷研究现状，结合现有研究成果，对其工作装置载荷谱载荷测试方法进行了研究。
　　通过对挖掘机工作装置的运动学和力学分析，结合铲斗的受力特点，提出了一种挖掘机工作载荷测试的总体方案，主要是铲斗外载荷测试方法。铲斗外载荷是通过设计对应传感器测量铲斗销轴和连杆处的受力，再求解力学方程得到的。这种方法可以完整测量出挖掘机铲斗所受合外力，包括正载、偏载和侧载。
　　根据测试方法搭建起测试系统，对测试系统中所需的仪器与设备进行选型。
　　测试系统测取数据后，对测试数据进行转换与验证。
　　建立主要测试装置模型，对其中关键元件进行静力学有限元分析。根据结构材料特性，对测试装置在使用过程的安全性进行评估。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外载荷谱的研究现状

1.3挖掘机载荷谱研究现状

1.4本文研究内容

第二章 挖掘机工作装置运动学与力学分析

2.1挖掘机工况分析

2.2工作装置运动分析

2.3工作装置力学分析

2.4偏载及侧载分析

2.5本章小结

第三章 挖掘机工作载荷测试方案

3.1测试原理

3.2传感器方案设计

3.3电测桥路方案设计

3.4本章小结

第四章 测试传感器的设计计算

4.1整机理论挖掘力分析

4.2挖掘机所受侧向力计算

4.3测力传感器量程的确定

4.4传感器设计计算

4.5传感器的标定

4.6其他测试传感器选用

4.7本章小结

第五章 测试系统

5.1试验样机选择及其参数

5.2测试系统

5.3重心测试与试验零位

5.4本章小结

第六章 数据转换与验证

6.1测试数据转换

6.2测试数据验证

6.3斗杆与动臂受力

6.4本章小结

第七章 主要部件有限元分析

7.1测试装置有限元分析

7.2本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢