防輻射挖掘機工作裝置數(shù)值模擬.pdf

1、我國是核工業(yè)大國，軍用與民用核設(shè)施較多，急需加強退役核設(shè)施與核泄漏事故的安全處理處置技術(shù)及裝備研究。核設(shè)施退役與核泄漏事故的處理處置中，核輻射直接威脅作業(yè)人員的健康與生命，普通作業(yè)技術(shù)及裝備無法開展工作。采用屏蔽性能較好的防輻射裝置可確保安全作業(yè)人員和公眾的健康與財產(chǎn)安全。同時，由于經(jīng)屏蔽改裝后的作業(yè)裝備因體積負(fù)荷的增重，使原有的動力裝置、動力負(fù)荷以及幾何結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化。同時，核設(shè)施所處的環(huán)境惡劣，大多是鋼筋水泥混泥土結(jié)構(gòu)或濕地粘質(zhì)土

2、壤，工作裝置直接與帶有放射性的重物接觸，其受力狀況非常復(fù)雜，系統(tǒng)的可靠性程度不高。工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理關(guān)系到整個挖掘機的挖掘力和作業(yè)范圍以及運動特性。因此，研究防輻射液壓挖掘機工作裝置挖掘力、運動學(xué)和動力學(xué)，對提高防輻射液壓挖掘機工作裝置工作能力具有重要的意義。
　　本文采用理論分析、數(shù)值模擬與實驗驗證相結(jié)合的方法，對工作裝置運動特性進(jìn)行了研究。分析防輻射挖掘機在不同工況下的阻力和挖掘力，并對不同工況下的防輻射挖掘機工作裝置的

3、運動學(xué)、動力學(xué)和挖掘力的特性進(jìn)行仿真模擬，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，主要內(nèi)容有：
　?。?）針對不同工況的阻力，對斗桿液壓缸單獨作用和鏟斗液壓缸單獨作用兩種情況的阻力分別進(jìn)行了計算，并對工程人員較為關(guān)注的兩種工況下最大挖掘力，在理論分析的基礎(chǔ)上做了相關(guān)實驗，得出鏟斗挖掘力實驗最大值是130.83KN，斗桿挖掘力實驗最大值是96.726KN。
　?。?）考慮到液壓挖掘機建模的復(fù)雜性，本文采用第三方軟件Pro/E建模，將建立好的模

4、型以中性文件的格式輸入到ADAMS軟件中。在保證各關(guān)節(jié)點的位置幾何約束不變的情況下，重點對工作裝置進(jìn)行了簡化。
　?。?）運用多體動力學(xué)中的仿真軟件（ADMAS）對工作裝置模型展開了分析，對模型運動學(xué)的分析，獲得了整機挖掘的范圍及相關(guān)重要作業(yè)數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)各組數(shù)值與實際值相差很??；在斗桿油缸單獨作用和鏟斗油缸單獨作用的兩種特定的挖掘工況下，用動力學(xué)的知識對工作裝置重要關(guān)節(jié)點的受力情況進(jìn)行了分析，結(jié)果表明在實際工作過程中工作裝置受力情