通过对正铲液压挖掘机工作装置的机构进行分析研究,建立了正铲液压挖掘机各铰点、重心及斗齿尖的坐标,并进一步推导和建立了正铲液压挖掘机挖掘性能分析的力学模型.此外,首次提出了液压挖掘机挖掘性能的图谱叠加分析法(简称叠加法),在VB编程环境下编制了正铲液压挖掘机挖掘性能的图谱叠加分析软件.图谱叠加分析法是将每种工况下的11张挖掘图叠加在一张图谱上进行分析,更为直观、全面地反映挖掘机的挖掘性能.并以某X型正铲液压挖掘机为例,运用该软件对其挖掘性能进行了系统、全面、准确的分析,验证了本方法的正确性和有效性.

为了研究大型矿用正铲液压挖掘机的挖掘阻力,对某70t级的大型矿用正铲液压挖掘机实际正常挖掘作业时动臂、斗杆及铲斗相对于上一级构件的角位移和各个工作液压缸压力进行了现场同步测试。采用MATLAB软件对实测数据进行了处理和曲线拟合,以减小测试过程中的随机因素对计算结果的影响。根据该类型挖掘机的机构特点,以挖掘机工作装置相对角度和液压缸推力为自变量,以切向和法向挖掘阻力为未知数,建立了挖掘阻力的数学模型。根据实测数据,编程计算得出了该挖掘机在实际挖掘过程中破碎介质对斗齿尖产生的切向挖掘阻力、法向挖掘阻力和总挖掘阻力;研究了实际挖掘过程中挖掘阻力的变化情况,论证了法向挖掘阻力与切向挖掘阻力的比值λ的变化规律及相关因素的影响,为正铲液压挖掘机挖掘阻力理论的研究提供了参考。

研究了多排式轴向柱塞泵的工作原理、功能特点及应用前景,并以该泵为例,利用Pumplinx泵用软件对其进行了建模、仿真分析和空化预测。针对原设计左端盖中存在的弊端,着重分析了其空化产生的机理,并以提高空化系数为目标,从入口压力和结构优化2个方面在理论上进行了探讨,推出了与提高空化系数相关的数学公式,并提出了增大入口压力的改进措施,设计了有利于减小压降的新型端盖,有效地抑制了空化的产生。结果表明,应用Pumplinx泵用软件对多排式轴向柱塞新型泵进行流体动力特性分析验证,结果准确可靠。分析表明该泵各项性能指标优异,通过改良,泵的空化问题得到有效控制,为提高泵的容积效率和降低噪声提供了参考依据。

根据正铲液压挖掘机工作装置的机构特性深入研究了斗杆-铲斗四边形机构的牵连运动关系对四边形机构进行了运动学分析归纳出了其运动过程中必须满足的各种条件建立了数学模型.基于VB编程环境下研究了四边形机构分析的程序实现方法.并在实际中应用于某型号正铲液压挖掘机工作装置方案设计中对其牵连运动机构特性进行了分析评价揭示了牵连运动液压油缸影响区域比例对挖掘机挖掘性能的重要影响.