大型正铲液压挖掘机工作装置性能的优化仿真

合集下载

毕业设计方案ADAMS的液压挖掘机工作装置的模拟仿真分析全套

毕业设计方案ADAMS的液压挖掘机工作装置的模拟仿真分析全套

1 绪论1.1液压挖掘机发展现状1.1.1挖掘机的发展简况挖掘机械的最早雏形,远在十六世纪于意大利威尼斯用于运河的疏浚工作。

随着工业发展,科学技术的进步,单斗挖掘机也由于新技术、新工艺的采用而不断地发展改进,但它的基本工作原理至今未变。

动力装置以及控制方式的不断革新,基本上反映了挖掘机发展的以下几个阶段:1.蒸汽机驱动的挖掘机,从发明到广泛应用,大约经历了100年。

当时主要用于开挖运河和修建铁路。

结构型式由轨道行走的半回转式,发展到履带行走的全回转式。

2.挖掘机传动型式的液压化,是挖掘机由机械传动型式的传统结构发展到现代结构的一次跃进。

随着液压传动技术的迅速发展,四十年代至五十年代初挖掘机开始应用于液压传动,并且由半液压发展到全液压传动。

产量日益增长,六十年代初期液压挖掘机产量占挖掘机总产量的15%,发展到七十年代初期占总产量90%左右,近年来,西欧市场出售的挖掘机几乎己全部采用液压传动。

与此同时,斗轮挖掘机、轮斗挖沟机等工作装置和臂架升降等部分也采用了液压传动。

大型矿用挖掘机在基本传动型式不变的情况下,其工作装置也改为液压驱动。

3.控制方式的不断革新,使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操作和电气控制,无线电遥控。

最近又出现了电子计算机综合程序控制,控制人员可在远离施工现场的集中控制室内通过工业电视监视数台挖掘机工作。

1.1.2液压挖掘机的发展趋势液压挖掘机在工业与民用建筑、道路建设、水力、矿山、市政工程等土石施工中均占有重要位置。

并反映了这些部门的施工机械化水平。

是交通运输、能源开发、城镇建设以及国防施工等各项工程建设的重要施工设备,是国民经济建设迫切需要的装备。

重视和加速挖掘机改进创新,稳定提高产品质量,满足用户需求,对加速现代化工程建设有着重大的意义。

一.液压挖掘机国外发展现状液压挖掘机的生产水平反映机械化施工的水平和能力。

国外,特别是西欧几个国家从50年代开始研制液压挖掘机,到60年代中小型液压挖掘机已成批生产。

液压挖掘机工作装置的动态强度仿真分析

液压挖掘机工作装置的动态强度仿真分析
第3 O 卷第8 期
2 0 1 3 年 8月 机 电 工 程
Vo 1 . 3 0 No . 8 Au g .2 0 1 3
J o u r n a l o f Me c h a n i c a l& E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g
Ab s t r a c t :Ai mi n g a t t h e p r o b l e m o f t h e mo v e me n t p r o c e s s o f h y d r a u l i c e x c a v a t o r wo r k i n g me c h a n i s m a n d t o c a l c u l a t e t h e l o a d a n d
时部件的应力应变 。研究结果表明 , 该仿真模 型比典型 的工况方法更全面地反映 了工作装置的运动状况和部件的强度状况 , 提高了
计算精度 和效率 , 可以为挖掘机结构设计优化提供较为可信 的参考 。 关键词 :液压挖掘机 ;工作装置 ;刚一 柔耦合 ;动态强度
中图 分 类 号 : T H1 2 2 ; T U 6 2 1 文 献标 志码 : A 文章 编 号 : 1 0 0 1 — 4 5 5 1 ( 2 0 1 3 ) 0 8 — 0 9 2 4 — 0 5
s t r e n g t h o f t h e p a r t , a i r g i d — l f e x i b l e , me c h a n i s m— h y d r a u l i c s c o u p l i n g s y s t e m s i mu l a t i o n mo d e l wa s b u i h b y MS C . ADAMS s o f t w a r e . T h e a r n l a n d b o o m we r e a s s u me d t o b e le f x i b l e p a r t s , T h e mo d a l n e u t r a l i f l e s w e r e b u i h b y ANS YS, wh i l e o t h e r s we r e t r e a t e d a s i r g i d . S i mu l a t i o n o f

液压挖掘机工作装置的建模与仿真分析

液压挖掘机工作装置的建模与仿真分析
~6]

纵观我国液压挖掘机 30 余年的发展历史,大致可以分成以下几个阶段: (1)开发阶段(1967 年—1977 年)。以测绘仿制为主的开发,通过多年坚持不懈的努力,克服一个一 个的困难, 有少量几种规格的液压挖掘机终于获得初步成功, 为我国挖掘机行业的形成和发展迈出了重 要的一步。 (2)液压挖掘机发展、提高并全面替代机械挖掘机阶段(1978~1986 年)。这个阶段通过各主机生产厂 引进技术(主要是德国挖掘机制造技术)的消化、吸收和移植,使我国液压挖掘机产品的性能指标全面提 高到国际 70 年代末 80 年代初期的水平。全国液压挖掘机平均年产量达到 1230 台。 (3)液压挖掘机生产企业数量增加,新加入挖掘机行业的国有大、中型企业以技贸结合,合作生产 方式联合引进日本挖掘机制造技术(1987 年~1993 年)。由于国内对挖掘机需求量的不断提高,新加入 挖掘机行业的企业通过开发和引进挖掘机制造技术, 其产品批量或小批量的投放国内市场或出口, 打破 了多年来主要由六大家挖掘机生产企业垄断国内挖掘机市场的局面, 引进了有益于提高产品质量、 性能 和产量的良性竞争。这个期间国内液压挖掘机的年均产量提高到 2000 余台。 (4)国内液压挖掘机供需矛盾日益扩大,广大用户为了提高施工质量和按期完成施工任务,对使用 高质量、高水平、高效率挖掘机的兴趣日趋浓厚。国外各著名挖掘机制造厂商纷纷前来中国创办合资、 独资挖掘机生产企业。从 1994 年开始,特别到 1995 年在我国挖掘机行业掀起了一股不小的合资浪潮. 其中美国卡特彼勒公司率先在徐州金山桥开发区建立了生产液压挖掘机的合资企业, 随后日本小松制作 所、日立建机株式会社、神户制钢所、韩国大宇重工业、现代重工业以及德国利勃海尔公司等都相继在 中国建立了合资、独资挖掘机生产企业,生产具有世界先进水平的多种型号和规格的液压挖掘机[7]。

正铲挖掘机液压系统建模仿真分析

正铲挖掘机液压系统建模仿真分析

156建筑机械设计计算DESIGN & CALCULATION正铲挖掘机液压系统建模仿真分析高 旭(中煤科工集团上海有限公司,上海 200030)[摘要]为了评估正铲挖掘机液压系统的性能,分析了液压泵的P -Q 曲线,建立了液压泵P -Q 数学表达式,根据液压阀开口槽的计算公式得出了液压阀开口面积曲线,通过流场仿真计算液压阀的压力损失及流量系数,修正液压阀的开口面积输入到液压系统仿真模型中,仿真得出了挖掘机水平推压位移曲线图、油缸压力曲线图、动臂与斗杆铰接点受力曲线图。

这些曲线图对评估改进液压系统、工作装置应力分析提供了数值依据,大大减少了多种软件联合仿真的时间。

此文对正铲挖掘机液压系统仿真分析具有一定的参考价值。

[关键词]挖掘机;液压系统;液压阀;AMESim[中图分类号]TU621 [文献标识码]B [文章编号]1001-554X (2023)10-0156-04Modeling and simulation analysis of hydraulic system for front shovel excavator GAO Xu大型挖掘机液压系统执行机构主要由液压油缸驱动的工作装置与液压马达驱动的回转机构、行走机构组成。

其中工作装置有多种方案,如以HITACHI 机型为代表的增设辅助液压缸机构、以TEREX 机型为代表的TRI —POWER 机构等。

上述机构方案虽都有成熟的应用,但出于国外制造商技术保密的原因,对其详细特性的分析研究文献鲜有介绍[1]。

在现代液压挖掘机研发系统中,工程技术人员借助专业仿真软件对其进行建模,模拟液压系统在现实环境下的运动学和动力学特性,并根据仿真结果进行优化,确定相关参数,缩短产品开发周期,提高工作效率及产品质量。

因此,有必要研究工作液压缸的流量压力变化与铲斗运动位移关系及其各铰接点受力,以降低因速度不均而产生的冲击振动,提高主机的作业效率和零部件的可 靠性[2]。

大型矿用正铲液压挖掘机水平推压特性联合仿真

大型矿用正铲液压挖掘机水平推压特性联合仿真

大型矿用正铲液压挖掘机水平推压特性联合仿真朱小晶;权龙;王新中;吕晓林;李光【摘要】The method of electro-hydraulic proportional controlling means matched by pump valve compound flow rate was proposed to achieve flat-pushing while designing the national largest face-shovel hydraulic excavator with the bucket capacity of 15 m and machine weigh of 260 t. The ratio of hydraulic cylinders' flow rate was ascertained by computer coordinate control during the flat-pushing process, the co-simulation research of dynamics of mechanical systems and hydraulic system in developing mining excavators' flat-pushing process was carried out by using the software of ADAMS and AMESim. The displacement, velocity and pressure of arm mining process in various hydraulic cylinder on the small excavator were validated by the experiment. It is confirmed that co-simulation research methods can accurately simulate the practical working environment of excavator.%在设计目前国内最大(斗容量为15 m3,质量260 t)的正铲挖掘机中,提出采用泵阀复合流量匹配的电液比例控制方法实现水平推压.通过计算机协调的比值关系确定平推中供给各液压缸的流量,采用ADAMS和AMESim软件,对设计的矿用挖掘机水平推压过程进行机械系统动力学与液压系统的联合仿真研究.在小型挖掘机上对斗杆挖掘过程各个液压缸的位移、速度和压力进行测试试验验证,结果表明联合仿真研究能够较准确地模拟挖掘机的真实工作环境.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2011(042)005【总页数】5页(P30-34)【关键词】正铲挖掘机;水平推压;特性;联合仿真【作者】朱小晶;权龙;王新中;吕晓林;李光【作者单位】太原理工大学机械电子工程研究所,太原030024;太原理工大学机械电子工程研究所,太原030024;太原重工股份有限公司技术中心,太原030024;太原重工股份有限公司技术中心,太原030024;太原重工股份有限公司技术中心,太原030024【正文语种】中文【中图分类】TH137.9;TD422.2引言目前国内斗容量大于 12m3的大吨位液压挖掘机装备还处于空白,所用机型完全依赖进口[1]。

液压挖掘机工作装置的动力学仿真

液压挖掘机工作装置的动力学仿真
第 2 7卷 第 3期 2 ( ) 1 3年 9月










Vo L 2 7 NO . 3
S e pt .2 ( 1 1 3
J OURNAL OF S HAN GHAI UN I VE RS I TY O F E NGI N EE R I NG S C I E NC E
ADAM S s o f t wa r e . t he vi r t u a l p r o t o t y p e mo d e l wa s s e t u p f o r d yn a mi c s i mu l a t i o n a na l y s i s .By a d d i n g t h e St e p f u n c t i o n f o r t h e c y l i n d e r t o a c h i e v e t h e mi n i ng p r o c e s s s i mu l a t i o n i n t he t y p i c a l p o s t u r e o f e x c a v a t o r v i r t u a l
h i n g e p o i n t i n t h e e x c a v a t o r c a n me e t t h e a c t u a l wo r ki n g c o n d i t i o n . Ke y wo r d s:hy dr a u l i c e x c a v a t o r;s i mu l a t i on a na l y s i s; d y na mi c s
Ab s t r a c t :A t hr e e - d i me n s i o n a l mo d e l o f t h e e x c a v a t o r wo r ki n g d e v i c e wa s e s t a b l i s h e d i n Ca t i a, a n d b a s e d o n

液压挖掘机工作装置的动力学分析及仿真

液压挖掘机工作装置的动力学分析及仿真

26
机械传动
2 l2 H + l2 H] - L 3 2 l HlH] [ T] [ [ T2] : Tl] 等效力矩阵为
2005 年
等效有限元方法, 表示单元节点号与系统节点号之间 为 关系的关联阵 [ Nm ]
x3 :
[ F ]:[ Ml F cos "3
0
0
T 0]
M2
0
0
M3
F sin "
8
曲秀全 . 单自由度平面连杆机构等效转动惯量的计算公式 . 哈尔滨 工业大学学报,2004 . 5 610 ~ 612
图4
动臂的仿真曲线
9 车仁炜 . 一种自动仓储货运车工作装置的设计及动力分析 . 大连铁 道学院学报,2004 . 2 . 9 ~ 12 10 王国强, 张进平 . 虚拟样机技术及其在 ADAMS 上的实践 . 西安: 西 北工业大学出版社, 2002 收稿日期: 20041205 资助项目: 黑龙江省自然科学基金资助项目 (F01 - 23) 哈尔滨工业大学跨学科交叉基金资助项目 (HTT. MD 2000 . 17) 作者简介: 车仁炜 (1964 - ) , 女, 黑龙江哈尔滨人, 博士研究生
[6, 7] 本文采用等效元素法 对液压挖掘机工作装置
A l lI ! (! 2 2 (1)
进行动力分析, 并在 ADAMS 上进行动力学仿真, 改动 了模型后可以直接在仿真中把改动体现出来; 调整了 某设计参数或某关节的运动规律后无需改动程序就可 以直接进行运动学与动力学的重新计算。
(2)
1
!.!
动力学建模
等效原则 等效元素法的基本思想是把有限元方法与等效的
式中
— —系统等效质量阵, 它由单元质量阵和表 M— 示系统可能位移与单元节点坐标之间关 系的关联阵 [ Nm ] 所决定。 — —雅可比阵, 它建立了广义坐标和为推导 T— 和建立有限元模型的方便而设定的系统 "Ri 。 运动自由度之间的关系 [ T] = "gS — —广义坐标阵 g—

地下铲运机工作装置动态仿真与满意优化研究的开题报告

地下铲运机工作装置动态仿真与满意优化研究的开题报告

地下铲运机工作装置动态仿真与满意优化研究的开题报告一、研究背景及目的地下铲运机是一种用于采矿与运输地下矿物的重型机械设备。

工作装置是影响铲运机工作效率和性能的重要因素,因此动态仿真与满意优化研究在实际生产中具有重要的应用价值。

本文旨在研究地下铲运机工作装置的动态仿真与满意优化方法,并通过仿真实验与优化算法的实现使该机械设备的工作效率和性能得到有效提升,为地下矿山的生产提供良好的技术支持。

二、研究内容及方法本文主要研究内容包括以下方面:1. 地下铲运机工作装置动态仿真模型的建立:根据实际工况与设备结构,建立地下铲运机工作装置动态仿真模型,模拟铲运机在采矿过程中的工作状态。

2. 工作装置满意度评价指标的确定:根据地下铲运机的采矿工作特点,选取合适的指标以评价工作装置的满意度,包括采矿效率、能耗、安全性等方面。

3. 工作装置优化算法的设计:基于粒子群算法与遗传算法等优化算法,对地下铲运机工作装置的工作状态和参数进行优化求解,提升工作效率、降低能耗等。

4. 模拟实验与结果分析:通过动态仿真实验,验证优化算法的有效性,并通过实验数据分析与评价铲运机工作的效率和性能。

本文的研究方法主要包括:文献调研、数据采集、动态仿真建模、算法设计与实现、实验验证等。

三、预期成果及意义通过本文的研究,预期可以实现以下成果:1. 建立地下铲运机工作装置动态仿真模型,模拟铲运机在采矿过程中的工作状态。

2. 确定合适的工作装置满意度评价指标,提高评价工作装置的科学性与准确性。

3. 设计优化算法并实现,为铲运机工作装置提供更优的工作状态和参数设置方案,满足不同采矿场景下的需求。

4. 通过实验验证算法的有效性,提升地下铲运机的工作效率、降低能耗、提高工作安全性,具有较好的应用价值和社会效益。

本文的研究具有推动地下矿山采矿技术发展的作用,为提高国内地下矿山的生产效率和运营质量提供技术支持。

同时,本文的研究方法和思路还可以为动态仿真与工程优化领域的相关研究提供新的参考与借鉴。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
( I n s t i t u t e o f V e h i c l e E n g i n e e r i n g , Z h e j i a n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,H a n g z h o u 3 1 0 0 1 4 , C h i n a )
p e f r o r ma n c e . T h e n d y n a mi c s s i mu l a t i o n o n t h e wo r k d e v i c e d y n a mi c s s i mu l a t i o n mo d e l wa s c a r r i e d o n, wh i c h i n t e g r a t e d h y d r a u l i c mo d e l ,
第3 0 卷第 3 期
2 0 1 3 年 3月




V0 l _ 30 No. 3 Ma r .2 01 3
J o u r n a l o f Me c h a n i c a l& El e c t r i c l a En g i n e e in r g
Ab s t r a c t :Ai mi n g a t t h e p r o b l e m o f p e f r o r ma n c e o p t i mi z a t i o n f o r t h e w o r k i n g r a n g e a n d t h e d i g g i n g f o r c e o f l a r g e f a c e — s h o v e l h y d r a u l i c e x c a v a t o r wo r k d e v i c e, k i n e ma t i c s s i mu l a t i o n mo d e l o f h y d r a u l i c e x c a v a t o r wo r k d e v i c e w a s d e v e l o p e d b y AD AMS / v i e w i f r s t l y, t o o b t a i n t h e d i g g i n g e n v e l o p e d i a g r a m a n d t h e wo r k i n g r a n g e p e r f o m a r n c e , t h r o u g h c h a n g i n g h i n g e p o i n t p o s i t i o n s t o o p t i mi z e t h e w o r k i n g r a n g e
摘要 :针对大型正铲液压挖掘机工作装置工作范 围和挖掘力 的性 能优 化问题 , 首先采用 AD A MS / v i e w开发 了液压挖掘机工作装置 的 运动学仿真模型 , 通过对其进行运动学仿真得 出了挖掘包络 图与工作范 围性能指标 , 并 通过调整铰接 点位 置的优化方法对工作范 围 的性能进行 了优 化 ; 然后 利用 A D A MS / H y d r a u l i c s 开发 了正铲液压 挖掘机工作装置液压模 型 , 集成于工作装置运动 学模 型 , 从而建立 了工作装置动力学模 型, 对其进行 了挖掘力性能仿真研究 , 通过 调整铰接点位 置的优化方法 对最大挖 掘力 进行 了优化 。研究结果表 明, 通过采用该仿真优化方法 , 提升了工作装 置的工作 范围与挖掘力的性能 , 筛选 出的最终优化方案 , 将作为研发大型液压挖掘机的 设计依据 。 关键词 :大 型正铲液压挖掘机 ;工作装置 ;优化仿真 ;A D A MS / v i e w;A D A MS / H y d r a u l i c s
D O I : 1 0 . 3 9 6 9 6 . i s s n . 1 0 0 1 — 4 5 5 1 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 2 0
大型正铲液压挖掘机工作装置性能的优化仿真术
张 羽林 , 宁 晓斌 , 王 秋 成
( 浙江 工业 大学 车辆工 程 研究 所 ,浙 江 杭 州 3 1 0 0 1 4 )
o f l a r g e f a c e ・ - - s ho v e l hy dr a u l i c e x c a v a t o r Z HA N G Y u — l i n ,N I N G X i a o — b i n , WA N G Q i u — c h e n g
t h a t d e v e l o p e d b y ADAMS / Hy d r a u l i c s , t o r e s e a r c h t h e d i g g i n g f o r c e p e f r o m a r n c e a n d o p t i mi z e t h e b i g g e s t d i g g i n g f o r c e b y c h a n g i n g h i n g e p o i n t p o s i t i o n s . T h e r e s u l t i n d i c a t e s t h a t t h i s o p t i mi z a t i o n me t h o d i s a n i d e a l a p p r o a c h t o i mp r o v e t h e p e f r o m a r n c e o f t h e wo r k i n g r a n g e a n d t h e d i gi n g f o r c e or f t h e wo r k d e v i c e .T h e i f n a l o p t i mi z a t i o n p l a n wi l l b e c o me t h e d e s i g n b a s i s o f r e s e a r c h a n d d e v e l o p me n t o f l rg a e — s c le a h y d r a u l i c e x c a v a t o r . Ke y wo r d s :l rg a e f a c e — s h o v e l h y d r a u l i c e x c a v a t o r s ;wo r k d e v i c e ;o p t i mi z a t i o n s i mu l a t i o n;ADAMS / v i e w;ADAMS / Hy d r a u l i c s
中 图分 类号 : T H1 2 2 ; T H1 3 7 . 5 1 ; T U 6 2 1 文献 标 志 码 : A 文章 编 号 : 1 0 0 1 — 4 5 5 1 ( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 3 2 9 — 0 4
Op t i mi z a t i o n s i mu l a t i o a n c e o f wo r k i n g d e v i c e
相关文档
最新文档