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农用挖掘机主要用于农田水利工程

发布时间:2017/08/25 点击量:
    农用挖掘机主要用于农田水利工程、小型基建、公路建设工程、自来水管道修建、砖厂、砂石料厂的作业以及各种形式的农活,使用范围非常广泛。目前市场上销售的农用液压挖掘机大多为轮式,其工作装置采用反铲的较多,构造特点是铰接式,一般是将通用
型液压挖掘机的铰接式工作装置类比设计而得,未进行深入的理论分析。
1农用挖掘机斗容量为0. 08 ~0. 12m3,整机质量为1 .5 ~3吨大多用于分散性强、作业量小的土方挖掘!。农用挖掘机以铲斗挖掘为主,在斗容量小和整机质量小的情况下,铲斗机构的运动学和动力学的特殊规律有待探明。农用液压挖掘机铲斗机构由1个摆臂油缸和1个铰链四连杆机构串联而成,是1个平面机构,属多体机械系统。
    目前应用于多体系统动力学的方法主要有:牛顿一欧拉法、拉格朗日法、图论法、凯恩一体斯顿法、变分法及旋量法等!zi。笔者对农用液压挖掘机铲斗机构,采用凯恩一体斯顿法进行运动学分析,利用拉格朗日法进行动力学分析。分析可看作是带有体间移动和两个闭环的平面多体系统问题。
  由凯恩一体斯顿法分析如下:物体序号K = (1, Z3, 4 } 6>;低序体阵列L(X)=(g }Z 1, 1, 5);在B点
打开闭环,建立相应的开环多体系统。取伪速率{Y‘}一(e2,se4, e5, e6 >T,则将铲斗机构的基本方程和约束方程联合,得其约束多体系统的运动学方程为
2动力学分析
    为简化起见,用随时间变化的驱动力矩M ( t)替代铲斗液压缸的作用,并做如下基本假设:一是斗杆固定杆件均为刚体,且各转动副无间隙;二是忽略连杆其它内力,仅视为二力杆;三是动力方程中的质量阵,是通过将单元质量离散到节点上形成集中质量来构成的,只需考虑各集中质量所引起的惯性力。
3联合仿真
    在上述理论分析的基础上,对XN977 -2L型农用液压挖掘机的铲斗机构应用ADAM S软件!4]进行仿真。沿用动力分析时的设定对铲斗机构建模。将斗杆和ground固接,在其他4个铰接点全部添加转动约束。模型初步建立后用infoan a tion - ve rification进行模型验证至无误。在杆1上施加恒定转矩,在s inu la tion中选择k inem a tip end tin e设为3. 0  steps设为50} 1},进行仿真。将仿真结果由ADAM S的PosiProcessor输出,各多体系统的构件动力参数可用曲线表示出来。图4和图5分别是铲斗质心的位置及加速度曲线,图6是B点的应力、扭转力和位置曲线。
4结语
    1 >}体系统理论对铲斗机构的运动学和动力学分析,为设计者提供了分析、决策和自动控制的理论依据。
    2 )ADAMS在研究中的应用,整个过程直观开放,可控操作性强,能明显缩短产品设计周期,减轻工作量。铲斗机构关键铰点位置、速度等仿真曲线的精确
绘制,克服了传统设计计算精度低的缺点。
    3汾析过程中将铲斗油缸的作用用恒转矩代替,有待于进一步改进。
参考文献:
I1}同济大学,太原重型机械学院.单斗一液压挖掘机}MI.北京:中国建筑工业出版社,1980.
I 21胡志刚,王建明.基于凯思一休斯顿理论的机构动力学分析I JI.机械设计与研究,2003 ( 8 ): 41-43.I 31朱志辉,周志革.液压挖掘机工作装置的建模及动力学仿真I JI.机械设计与制造,2006 (8 ): 158-159.I 41郑凯,胡仁喜,陈鹿民.ADAM S 2005机械设计高级应用实 例}MI.北京:机械工业出版社。
 
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