主挖区的挖掘性能是分析评价挖掘机性能的关键指标,其范围界定直接影响评价结果,而作业力臂又与作业范围和挖掘力性能密不可分。以某22 t反铲液压挖掘机为例,引入力臂系数的概念并基于力臂曲线和各机构传动比曲线,选取不同主挖力臂系数并以不同挖掘方式所引起的力臂变化为依据建立了主挖力臂配比方案。基于工作域图谱分析法和极限挖掘力模型,分别求解其理论挖掘力和限制因素来分析不同主挖区的挖掘性能。研究结果表明:对于作业范围,铲斗力臂主要影响其挖高和卸高,斗杆力臂主要影响其挖径,动臂力臂主要影响挖深和挖高。对于挖掘性能,增大某作业缸力臂会使得挖掘力增大,而相应的作业缸充分发挥比会减小;相反,增大某非作业缸力臂对挖掘力影响较小,但其作业缸充分发挥比会增大;斗杆力臂主要影响其平均挖掘力,而铲斗力臂主要影响其...

对大行程、多自由度及高刚性微纳传动平台的设计要求和特性进行了研究,开发了由压电陶瓷驱动的大行程5-DOF微纳传动平台,设计了位移量大、可导向的微位移放大机构,实现了微纳传动平台的高精度、大移动及大摆动等功能。分析了微纳传动平台的基本原理和自由度,建立了微纳传动平台的运动学模型,得到了其输入/输出特性。基于伪刚体的基本理论及虚功原理,推导了微纳传动平台沿X、Y、Z向的移动刚度及绕X、Y轴的摆动刚度,并对影响微纳传动平台静态刚度的特征参数进行了分析,获得了其移动刚度及摆动刚度的特性。创建了微纳传动平台的几何模型,应用有限元方法对该平台进行了分析及仿真,验证了微纳传动平台的运动学模型、伪刚体模型的正确性。

履带式挖掘机在行走和作业工况下相较于其他轮式机械的振动情况更恶劣,其液压油箱作为典型的薄板箱体类零件,动态特性复杂,在恶劣的振动工况中容易发生开裂问题。基于频域等损伤理论的随机振动试验技术对新开发液压油箱的可靠性进行试验验证,暴露了样件的设计缺陷,采用试验和仿真结合的方式对该油箱进行失效分析,并针对失效原因,提出对油箱侧面进行冲凹处理的改进方案,有限元分析结果表明改进方案可行、有效。

针对挖掘机液压油箱开裂问题,通过对液压油箱内部压力测试和表面应力测试,获得液压油箱内部压力和表面应力的关系,采用有限元对液压油箱进行应力分析和疲劳寿命预估,预估疲劳寿命与实际开裂时间吻合,确定液压油箱开裂的根本原因。以液压油箱表面应力和疲劳寿命为优化目标,对液压油箱结构进行优化改进,对比液压油箱改进前后应力和疲劳寿命:液压油箱应力由181.05MPa减小到72.31MPa,降幅达60.1%;最大变形量由6.55mm减小到为0.86mm,降幅达86.7%;预估疲劳寿命由2172h提高到28963h,提高13.3倍,表明加强液压油箱内部结构强度方法正确。

液压挖掘机除了最基本的挖掘装车作业外,最广泛的应用场景就是配置多功能属具,针对多功能属具的液控方案无法达到快速更换属具、传统电控方案在复合动作时动臂流量不足的问题,本文详细分析了挖掘机属具控制策略的不足的原因,优化设计了一套完善的电控控制策略,实验证明优化后的控制策略,在低压低流量设置时,动臂上升时的流量提升20%以上;在高压大流量设置时,属具流量提升30%以上,有效地解决了属具复合动作时的流量分配问题,大幅提升了整机的