装载机工作装置的设计和优化研究

发布时间：2020-04-09 11:32

【摘要】：装载机属于土方机械的一种,通过安装在前端的铲斗和连杆机构(即工作装置)实现铲装、提升和卸料功能。本文基于一款Z型连杆机构装载机(L120),研究分析了工作装置设计改进和试验的方法,使该工作装置既满足目标寿命要求,又缩短了产品开发周期。本文首先介绍了装载机工作装置的设计方法,通过分析装载机实际的工作情况,确定了装载机的典型应用工况;并对整机计算模型进行简化,结合装载机载荷计算程序的应用,进行了工作装置的铰点力、掘起力和举升力的计算,以及运动特性的分析,改进了工作装置的设计。其次基于装载机典型工况的分析,筛选出了重载且受力情况复杂的工况,用于静载强度分析,避免了可能出现的极限载荷引起连杆机构的破坏;进一步改善连杆机构的设计。最后探索了一种新的疲劳寿命评估方法,用于装载机工作装置设计开发。在设计阶段,基于原有车型的应力应变测试数据,进行比例换算后作为新产品L120工作装置ANSYS有限元仿真分析的输入,分析其疲劳寿命。之后,基于样机的实测数据评估有限元输入的差异,确认了 L120工作装置可以满足目标寿命要求,并缩短了产品开发周期。同时也验证了这种工作装置设计和试验的方法,为后续装载机工作装置的设计提供了一种新的借鉴方法。本文在改进工作装置连杆机构设计、改善工作装置疲劳寿命、探索试验验证方法方面,取得了初步的进展。研究分析所取得的成果对后续装载机工作装置的设计具有指导意义。
【图文】：

７０年代初开始引进计算机辅助制图工具用于装载机的开发，工作装置的设计、逡逑评估和试验方法也随着计算机技术的发展不断改进［４＾。逡逑１９９２年的时候沃尔沃的Ｅｒｉｃｓｏｎ邋Ｈ发明了一种ＴＰ－ｌｉｎｋ的工作装置（如图１－１逡逑所示），并申请了专利；这种机构的平动性非常好，举升物料时不容易撒料且结逡逑构相对简单，一直沿用至今ｍ。丨９９９年卡特彼勒的ＤｅｎｅｖｅＪＡ开发了一种“箱逡逑式”的ＴＰ－ｌｉｎｋ工作装置（如图１－２所示），在沃尔沃ＴＰ－ｌｉｔｉｋ工作装置的基础上，逡逑将前部改为双摇臂结构［８］。逡逑图１－１ＴＰ连杆机构逦图１－２箱式连杆机构逡逑图］－３是一种Ｚ型连杆机构，也通常称之“反转六连杆机构”，，虽然平动性逡逑不如上述两种工作装置，但是结构简单且可以提供更大的掘起力。这种Ｚ型连逡逑杆机构很受国内用户喜爱，广泛应用在国产装载机上。逡逑２逡逑

７０年代初开始引进计算机辅助制图工具用于装载机的开发，工作装置的设计、逡逑评估和试验方法也随着计算机技术的发展不断改进［４＾。逡逑１９９２年的时候沃尔沃的Ｅｒｉｃｓｏｎ邋Ｈ发明了一种ＴＰ－ｌｉｎｋ的工作装置（如图１－１逡逑所示），并申请了专利；这种机构的平动性非常好，举升物料时不容易撒料且结逡逑构相对简单，一直沿用至今ｍ。丨９９９年卡特彼勒的ＤｅｎｅｖｅＪＡ开发了一种“箱逡逑式”的ＴＰ－ｌｉｎｋ工作装置（如图１－２所示），在沃尔沃ＴＰ－ｌｉｔｉｋ工作装置的基础上，逡逑将前部改为双摇臂结构［８］。逡逑图１－１ＴＰ连杆机构逦图１－２箱式连杆机构逡逑图］－３是一种Ｚ型连杆机构，也通常称之“反转六连杆机构”，虽然平动性逡逑不如上述两种工作装置，但是结构简单且可以提供更大的掘起力。这种Ｚ型连逡逑杆机构很受国内用户喜爱，广泛应用在国产装载机上。逡逑２逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH243

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王凯强;王登化;;基于AutoCADZL20EFBD装载机工作装置平移性和自动落平设计[J];汽车实用技术;2019年21期

2 万一品;贾洁;宋绪丁;;装载机工作装置动力学仿真与试验研究[J];计算机仿真;2017年07期

3 张强;;基于ANSYS的小型装载机工作装置的有限元分析与优化[J];科学技术创新;2017年28期

4 万一品;来盼盼;宋绪丁;魏永祥;;装载机工作装置有限元分析与疲劳强度评估[J];起重运输机械;2016年09期

5 王晓明;张佳佳;宋红兵;;基于ADAMS的装载机工作装置仿真及优化设计[J];工程机械;2014年06期

6 钟默;高公如;张义华;韩斌;张学春;张同强;杨化林;;基于遗传算法的装载机工作装置优化设计研究[J];现代制造技术与装备;2014年03期

7 薄少军;朱昊;;装载机工作装置的动力学仿真研究[J];内蒙古科技与经济;2013年22期

8 韩斌;高公如;张同强;杨化林;张学春;;基于复合形法的装载机工作装置优化设计研究[J];农业装备与车辆工程;2013年02期

9 宋佰芝;迟永滨;;装载机工作装置数据库开发[J];煤矿机械;2012年02期

10 纪玉新;;基于ADAMS的装载机工作装置机构优化仿真[J];黑龙江科技信息;2010年19期

相关会议论文 前6条

1 万一品;贾洁;宋绪丁;;装载机工作装置疲劳寿命研究现状及发展综述[A];第十八届全国疲劳与断裂学术会议论文摘要集[C];2016年

2 贡凯军;陈宁;;装载机工作装置的数字化设计[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册）[C];2006年

3 胡文刚;孙蓓蓓;高晔;张小委;;滑移装载机工作装置多体动力学仿真与优化[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年

4 刘宪礼;霍冀豫;朱忠善;;ZL系列装载机工作装置液压系统故障分析与排除[A];2002年晋冀鲁豫鄂蒙川沪云贵甘十一省市区机械工程学会学术年会论文集（河南分册）[C];2002年

5 牛家强;徐晓慧;;基于Flash的装载机工作装置虚拟液压系统的研制[A];2012管理创新、智能科技与经济发展研讨会论文集[C];2012年

6 林浩菁;林少芬;;装载机动臂的疲劳可靠性分析[A];2012年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第四次全体委员大会论文集[C];2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 高国红;装载机工作装置的设计和优化研究[D];山东大学;2019年

2 范晓峰;装载机工作装置动力学仿真及寿命预测[D];长安大学;2019年

3 张磊;装载机工作装置焊接结构疲劳寿命评估方法研究[D];长安大学;2019年

4 陈家锐;装载机工作装置多体动力学仿真及动臂疲劳寿命评估[D];广西大学;2014年

5 王永超;基于电液比例控制的装载机工作装置系统研究[D];吉林大学;2018年

6 李晨昱;装载机工作装置轻量化设计[D];长安大学;2018年

7 刘翔;装载机工作装置刚柔耦合仿真分析及优化[D];沈阳建筑大学;2017年

8 殷晓龙;基于刚柔耦合建模技术的装载机工作装置系统仿真与分析[D];广西科技大学;2014年

9 季雪;装载机工作装置电液控制系统特性研究[D];辽宁工程技术大学;2017年

10 肖雄;装载机工作装置拓扑优化及性能分析[D];华中科技大学;2017年

本文编号：2620698