基于虚拟样机技术的矿用胶轮铲车液压系统的设计

论文摘要

近年来,应用虚拟样机技术己经成为机械行业在产品设计中的发展方向。采用虚拟样机代替物理样机对机械产品进行创新设计、测试和评估,可以缩短产品的开发周期,降低产品的开发成本,还可以改进产品设计质量。鉴于液压系统传动平稳、结构紧凑、输出功率大以及容易实现无级变速和自动控制等优点,液压传动已越来越普遍地应用于机械产品之中。本课题以矿用胶轮铲车为研究对象。利用数字化产品设计软件Unigraphics NX对铲车进行实体建模。以Parasolid文件格式导入到ADAMS环境中,建立铲车的虚拟样机模型。通过对铲车总体结构和其传动原理的分析,根据机械结构和工况条件对系统的要求,拟定系统原理图并进行液压元件的计算和选择。进行了机械系统和液压系统的联合仿真。在进行联合仿真时,分别完成了铲车转弯、铲斗推煤、铲斗升降、电瓶升降等四个由液压油缸驱动的铲车仿真。在此过程中,虚拟样机在完成预期动作的同时,还绘出了油缸伸缩速度曲线、伸缩位移曲线、液压泵输出压力曲线、溢流阀流量曲线等图像。这些曲线图像都为设计和改进铲车的液压系统提供了理论上的依据。论文研究表明:本课题所设计的液压系统可以完成在相应工况下由液压油缸驱动的铲车动作。相比于铲车的原液压系统,本设计分别为铲斗升降回路和电瓶升降回路加设背压阀,使铲斗和电瓶可以平稳下降而不至于与地面发生较大的碰撞;并用三位四通阀替换了原液压系统中的三位六通阀,仿真结果表明其可行性,这样可以节省铲车的制造成本。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 矿用防暴胶轮铲车概述
• 1.2 虚拟样机国内外研究动态
• 1.3 本课题研究目的和内容
• 第二章 软件介绍
• 2.1 UG 软件介绍
• 2.2 ADAMS 软件介绍
• 第三章 铲车机械模型和虚拟样机的建立
• 3.1 铲车三维模型的建立
• 3.1.1 油缸行程的确定
• 3.1.2 油缸模型的建立与装配
• 3.2 机械系统虚拟样机的建立
• 3.2.1 铲车各部件重命名及质量的修改
• 3.2.2 定义各部件间的运动副约束
• 3.2.3 轮胎和路面文件的加载
• 第四章 铲车液压系统的设计计算
• 4.1 拟定液压系统原理图
• 4.2 油缸的设计计算
• 4.2.1 油缸工作时输出力大小的测定
• 4.2.2 油缸主要参数的确定
• 4.3 液压元件的计算和选择
• 4.3.1 动力元件的选择
• 4.3.2 其他液压元件的选择
• 第五章 利用虚拟样机仿真对液压系统进行检验
• 5.1 ADAMS/Hydraulics 环境设置及液压元件的创建
• 5.1.1 ADAMS/Hydraulics 模块加载以及液压环境设置
• 5.1.2 液压元件的创建与参数设置
• 5.2 铲车液压系统与机械系统联合仿真
• 5.2.1 铲车转弯液压系统的仿真
• 5.2.2 铲斗卸煤液压系统的仿真
• 5.2.3 铲斗升降液压系统的仿真
• 5.2.4 电瓶升降液压系统的仿真
• 5.3 与铲车原液压系统的比较
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文