挖掘機(jī)載荷譜模擬及動臂動態(tài)分析.pdf

1、挖掘機(jī)在挖掘礦石(土壤)的過程中，即使是挖掘同一種礦石，受其塊度大小不均、形狀各異、礦石之間相互交錯、擠壓等不確定性因素的影響，其挖掘阻力表現(xiàn)出是一個隨機(jī)過程。利用太原重型機(jī)械廠提供的實測挖掘數(shù)據(jù)，和前蘇聯(lián)對挖掘阻力的研究，以及相關(guān)的統(tǒng)計學(xué)知識，找出挖掘比阻力的分布規(guī)律是正態(tài)分布，通過檢驗其結(jié)果具有90％的可信度。根據(jù)挖掘阻力的隨機(jī)過程特性，基于數(shù)學(xué)隨機(jī)模擬理論，給出了切向挖掘阻力的隨機(jī)過程表達(dá)式，利用產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的方法模擬出了切向挖掘阻

2、力載荷譜，解決了確定切向挖掘阻力的關(guān)鍵。該載荷譜為移植到挖掘同種礦石其他機(jī)型的挖掘機(jī)設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。 采用數(shù)值分析軟件-ANSYS，通過實體建模，對P&H2300型礦用挖掘機(jī)的動臂進(jìn)行了模態(tài)分析，計算出了動臂的前5階固有頻率，并給出了相應(yīng)的主振型圖。輸入的力信號是隨挖掘角度(斗桿轉(zhuǎn)角)變化的向量，通過平均速度把其轉(zhuǎn)化成為隨時間變化的向量，并進(jìn)行付利葉變換，得出了其在頻域的頻譜圖。并提出共振頻率和輸入的力信號之間的關(guān)系。為避免共振

3、提供了理論依據(jù)。 動臂的動力學(xué)分析是研究動臂在工作過程中的受力情況及在這些力作用下的運(yùn)動狀態(tài)。挖掘機(jī)的部件(動臂、斗桿、鏟斗，提升繩、變幅繩)組成的挖掘機(jī)構(gòu)，簡化成含變參數(shù)鉸支外伸梁的振動系統(tǒng)。在挖掘機(jī)挖掘過程中，由于受到的外力源以及自身結(jié)構(gòu)參數(shù)都是隨時間不斷變化的，動臂振動的振幅情況比較復(fù)雜。所以利用MATLAB仿真軟件向系統(tǒng)的振動微分方程，輸入4組隨時間變化的力向量，經(jīng)過計算后得到動臂的振動波形，并計算出振幅最大處的鋼絲繩動