液压挖掘机工作装置的动力学分析与仿真
[Abstract]:With the development of China's economy, hydraulic excavators are widely used in bridge construction, tunnel construction, highway construction, earthquake relief, mine excavation and other occasions, is one of the important mechanical equipment of earthwork engineering. The working device of the excavator is an important part of the excavator and a direct participant in the excavating work. Therefore, the strength, stiffness and rationality of the design of the excavator structure are always concerned by the design researchers. The traditional design method is to design and check the working device of excavator according to the maximum stress of excavator under several typical working conditions and relevant test data. However, because of the poor working environment of excavator, the excavator is in the process of excavation. The working device bears the dynamic load varying with time. Although the working device meets certain static strength design requirements, whether the dynamic strength design meets the requirements has yet to be verified. So this paper takes the working device of a 6-ton minitype excavator produced by a company as the research object, uses the finite element analysis software ANSYS Workbench and the dynamics software ADAMS to carry on the static contact analysis, the kinematics analysis, the modal analysis, the dynamics analysis. It provides reference for dynamic design of excavator working device. The contents of this paper are as follows: (1) the kinematics model of excavator working device is constructed by using D.H method, and the trajectory equation of excavator bucket tooth tip in three-dimensional space is obtained. The results of ADAMS simulation show that the equation is correct. (2) the inverse kinematics solution of the working device of the excavator is solved, and the equations of pitch angle velocity and angular acceleration at the hinge point of the working device are derived. The theoretical excavating force of excavator and the calculation equation of excavating resistance are constructed. (3) the WY6.3 of 6 ton small excavator is taken as the research object. Modal analysis and static contact analysis are carried out on the working device of excavator. (4) the three-dimensional model of WY6.3 working device is constructed with Pro/E, and the motion envelope of the working device of backhoe excavator is simulated by ADAMS. The workspace parameters are obtained. The theoretical excavating force of excavator with bucket and bucket rod is simulated by ADAMS. (5) the tangential resistance, normal resistance and material gravity of the working device are obtained according to the calculation. ADAMS is used to simulate the stress of each hinge in the whole process of excavating and unloading, and the obtained analysis results are loaded into the finite element model of the ANSYS working device. The dynamic analysis of the arm and bucket rod during excavation and unloading is carried out. According to the results of the dynamic analysis, the stiffness and strength of the working device are evaluated whether or not it meets the requirements of use. It provides relevant theoretical basis for dynamic design and life estimation of excavator working device.
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU621
【共引文献】
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,本文编号:2287665
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