正铲液压挖掘机工作装置优化设计

论文摘要

液压挖掘机是土石方工程的主要施工机械,广泛应用于能源、交通、水利、城镇建设以及现代化军事工程等领域的机械化施工。液压挖掘机利用工作装置进行土石方挖掘,工作装置的性能和可靠性是整机先进性的重要标志。单斗液压挖掘机是工程机械的一种主要类型,而正铲液压挖掘机又是其中一个重要的机种。本文在分析挖掘机性能要求的基础上,以VB6.0为开发工具,开发了正铲液压挖掘机工作装置优化设计软件。实现了对正铲液压挖掘机工作装置的整体优化,为工作装置的设计提供了理论依据和实用方法。本文所作的主要工作包括以下几个方面:①对正铲液压挖掘机工作装置结构形式和挖掘特点进行了分析总结,运用数学方法对动臂、斗杆、铲斗机构进行了运动分析。对工作装置进行了动力学计算和分析,为下一步的创建合理的数学模型奠定了理论基础。②用挖掘图谱叠加分析方法,并结合挖掘机实际设计和使用经验,在分析挖掘机挖掘性能的基础上,运用图谱叠加法评价挖掘性能。奠定了正铲液压挖掘机优化设计的评价理论基础。③在叠加图谱上提出了对主要挖掘区域划分,统计落入主要挖掘区域内各种点的比例情况,建立了大型正铲液压挖掘机工作装置整体优化设计的数学模型,提出了大型液压挖掘机正铲工作装置的优化设计方法。④采用复合形法,在VB编程环境下编制了“正铲液压挖掘机工作装置优化设计软件”,该软件具有“人机互交”的参数化输入的优点。通过调试程序应用,最后对优化结果进行分析整理,得到正铲挖掘机工作装置最优化的参数设计方案。实践证明所编软件具有客观、可靠的特点,能直接为生产服务。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 液压挖掘机的发展
• 1.2.1 国外发展趋势和研究现状
• 1.2.2 国内发展概况和研究现状
• 1.3 单斗液压挖掘机的作用类型及特点
• 1.4 课题研究的意义和主要内容
• 1.4.1 研究的意义
• 1.4.2 本文研究的主要内容
• 2 正铲液压挖掘机工作装置运动学分析及动力学分析
• 2.1 引言
• 2.2 工作装置的结构和挖掘特点
• 2.2.1 结构特点
• 2.2.2 挖掘特点
• 2.3 工作装置的运动学分析
• 2.3.1 动臂机构运动分析
• 2.3.2 斗杆机构运动分析
• 2.3.3 斗杆-铲斗四边形机构牵连运动
• 2.4 工作装置的动力学分析
• 2.4.1 工作油缸的理论挖掘力
• 2.4.2 整机的理论挖掘力
• 2.5 本章小结
• 3 挖掘图谱叠加分析法
• 3.1 引言
• 3.2 挖掘图谱简介
• 3.3 挖掘图谱叠加法
• 3.4 本章小结
• 4 正铲液压挖掘机工作装置优化设计
• 4.1 优化设计方法概论
• 4.1.1 优化设计方法的概念
• 4.1.2 优化设计方法的发展及其应用
• 4.1.3 最优化问题的类型
• 4.1.4 优化结果的分析
• 4.1.5 机械优化设计的步骤
• 4.2 液压挖掘机工作装置的设计原则
• 4.3 挖掘机工作装置数学模型的建立
• 4.3.1 目标函数的确定
• 4.3.2 设计变量的确定
• 4.3.3 约束条件的确定
• 4.4 优化方法的选择
• 4.5 计算机语言程序编写
• 4.6 优化软件功能介绍
• 4.7 本章小结
• 5 应用实例
• 5.1 优化结果分析
• 5.2 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 研究总结
• 6.2 后续研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录