装载机工作装置和液压系统的优化分析与研究

发布时间：2017-04-11 11:15

  本文关键词：装载机工作装置和液压系统的优化分析与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于装载机具有作业速度快,操作简便,安全性高等特点,已成为土方施工过程中不可或缺的工程机械,装载机的作业效率直接关系到整个工程的施工效率及成本。工作装置和液压系统是装载机的重要组成部分,对其进行分析研究具有重要的意义。本论文以徐工集团ZL50G轮式装载机为研究对象,对其工作装置和液压系统进行分析优化,提高装载机使用性能和作业效率。本论文的主要内容如下:(1)根据工作装置的作业特性建立相应的坐标系,对不同工况下工作装置进行数学建模。运用MATLAB软件进行数值模拟,绘制了各工况下工作装置的运动轨迹,计算出各油缸在工作过程中的位移,并对工作装置外载荷进行了分析。为后续仿真分析提供数据支持。(2)运用Pro/E软件建立工作装置的三维模型,结合ANSYS Workbench进行有限元分析,明确了最大应力分布在动臂前端区域。对动臂建立参数化模型,运用Design Exploration功能,分析不同尺寸参数对最大应力和质量的影响,并对尺寸参数进行优化,求解出最佳结构设计尺寸,实现了在质量不增加的情况下,降低最大应力的效果,达到了优化设计的目的,为工作装置性能的提升及结构的优化提供理论基础与依据。(3)通过对ZL50G装载机液压系统的理论分析,提出该系统的不足之处,结合线控转向系统,对液压系统进行优化。根据转向的作业特性建立相应坐标系,对装载机转向进行数学建模。运用MATLAB软件进行数值模拟,绘制了装载机转向的运动轨迹,计算出转向油缸在转向过程中的位移,并对转向过程中的转向阻力进行了分析。为后续优化后液压系统的仿真提供数据支持。(4)利用AMESim对优化后的液压系统进行建模,重点介绍了多路换向阀、比例减压阀及流量放大阀模型的建立。根据装载机实际工作情况,对优化后液压系统进行仿真分析,得到优化后液压系统的特性曲线图,分析其工作特性,验证了优化后液压系统的优越性和可行性,并为线控转向系统在装载机上的应用奠定了基础。
【关键词】：装载机 工作装置 ANSYS Workbench 液压系统 线控转向 AMESim
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 装载机发展现状及最新进展8-11
• 1.1.1 装载机的发展起源8-9
• 1.1.2 装载机的国内外发展现状9-11
• 1.2 选题的背景及研究的意义11-15
• 1.3 主要研究内容15-16
• 2 装载机工作装置的理论分析16-34
• 2.1 工作装置的结构组成和工作原理16-17
• 2.2 工作装置的数学模型17-26
• 2.2.1 铲装物料的数学建模19-21
• 2.2.2 动臂举升的数学建模21-24
• 2.2.3 铲斗卸料的数学建模24-25
• 2.2.4 动臂下降的数学建模25-26
• 2.3 工作装置外载荷确定26-32
• 2.3.1 工作装置的铲装方法26-27
• 2.3.2 工作装置外载荷的确定原则27-29
• 2.3.3 工作装置外载荷的计算29-32
• 2.4 本章小结32-34
• 3 基于ANSYS workbench的工作装置优化分析34-47
• 3.1 ANSYS软件概述34-35
• 3.2 三维模型的建立35-36
• 3.3 工作装置有限元分析36-39
• 3.3.1 工作装置材料属性的定义37
• 3.3.2 工作装置网格的划分37-38
• 3.3.3 工作装置约束的施加38-39
• 3.3.4 工作装置载荷的施加39
• 3.4 工作装置的有限元分析结果39-41
• 3.5 工作装置的优化分析41-46
• 3.5.1 动臂的参数化建模41-42
• 3.5.2 优化分析42-46
• 3.6 本章小结46-47
• 4 装载机液压系统的分析47-66
• 4.1 工作液压系统47-50
• 4.1.1 工作液压系统的组成47-48
• 4.1.2 工作液压系统的原理48-50
• 4.2 转向液压系统的分析50-56
• 4.2.1 轮式装载机的转向方式50-52
• 4.2.2 轮式装载机转向系统的分类52-56
• 4.3 ZL50G轮式装载机液压系统56-59
• 4.4 液压系统的优化59-62
• 4.4.1 线控液压系统59-60
• 4.4.2 液压系统的优化60-62
• 4.5 转向系统的数学建模62-64
• 4.6 转向系统的转向阻力分析64-65
• 4.7 本章小结65-66
• 5 基于AMESim的液压系统仿真66-81
• 5.1 AMESim软件的介绍66-68
• 5.2 ZL50G装载机优化液压系统的仿真68-80
• 5.2.1 优化后液压系统的建模69-75
• 5.2.2 优化后液压系统的参数75-77
• 5.2.3 仿真结果分析77-80
• 5.3 本章小结80-81
• 总结与展望81-83
• 参考文献83-86
• 致谢86-87
• 攻读学位期间取得的成果87-88

【参考文献】

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