铲运机工作机构运动学及动力学分析
铲运机的组成机构及工作原理
铲运机的组成机构及工作原理铲运机啊，说到它，真是不得不让人感慨一番！别看它在工地上蹦蹦跳跳，样子粗犷，实际上，它是个非常聪明的“工作小能手”。
你要是去看一看那些个庞大的工程项目，矿山、建筑、港口，大大小小的货物，几乎都得依靠铲运机来搬来搬去。
说起来，铲运机的构造也非常有意思，虽然它的工作看起来挺简单，但背后其实有着一堆高科技的玩意儿，真不是一般的“土豪”机器。
嘿，跟我一起瞧瞧它是怎么工作的吧！首先啊，铲运机的组成就像是一个大拼图，缺一不可。
最主要的就是它的“心脏”——发动机。
这家伙不光是为了让铲运机能跑得动，还得保证它在工作的时候，有足够的动力支撑那些大吨位的活儿。
没有发动机，铲运机啥都不是，真是连“抬头都不敢抬”。
发动机直接影响着铲运机的工作效率，能把重物推拉得那么轻松，完全得感谢这个小伙子。
而发动机上面，还得有一套液压系统，哎，这个东西可就有点技术含量了。
它负责让铲运机的铲斗上下翻动，堆料、铲土，简直是铲运机的“万金油”。
液压系统就是借助液体的压力，把小小的力量放大，让铲运机能够轻松举起几吨的重物。
接下来不得不提的就是铲运机的“胖肚子”——铲斗。
这个铲斗啊，可是设计得相当巧妙，像是一个大大的铁盆，专门用来收集各种垃圾、土壤、矿石之类的东西。
你想想，铲运机工作起来，那个铲斗随着机器的动作左右翻飞，土石方啊，什么都能装得下。
铲斗的结构也是精心设计的，不但要有足够的承载力，还要保证在翻动时，不会让那些重物掉出来，真是贴心又实用！当然了，铲斗上面有个大大的“爪子”，那可是用来抓取松散物料的。
没这“爪子”，估计铲运机连土都铲不起来。
说到这里，有没有觉得铲运机的工作原理其实挺简单的？对了，但它可不是单纯的“推土机”。
它可以轻松做很多事情，比如说装卸货物、挖土、运沙等，基本上你能想象到的“搬砖”活，它都能干。
你看，那些个运土车、矿山运输车，都是得靠铲运机来为它们“打前站”，先把需要运走的东西铲到车上，省得它们辛苦跑一趟。
铲运机原理
铲运机原理铲运机是一种用于装载、运输和卸载材料的重型机械设备，它在建筑工地、矿山、港口等场所起着至关重要的作用。
铲运机的原理是利用其特殊的结构和工作原理，实现对各种材料的高效搬运和装卸操作。
本文将对铲运机的原理进行详细介绍，以便更好地了解和应用这一设备。
铲运机主要由发动机、液压系统、传动系统、工作装置等部分组成。
发动机提供动力，液压系统实现各种操作的控制，传动系统传递动力，工作装置用于装载和卸载材料。
其中，液压系统是铲运机能够实现高效作业的关键。
通过控制液压系统，铲斗可以进行升降、前倾、后倾等操作，从而实现对材料的装载和卸载。
铲运机的工作原理是利用铲斗进行装载和卸载操作。
当铲斗与材料接触时，液压系统将铲斗升起并倾斜，将材料装入铲斗中。
然后，铲斗再次升起并倾斜，将装载的材料卸载到目的地。
在整个操作过程中，铲斗的倾斜角度和升降高度可以根据需要进行调整，以适应不同的作业环境和要求。
铲运机的原理还包括其稳定性和操控性。
在进行装载和卸载操作时，铲运机需要保持稳定，以防止发生意外。
因此，铲运机通常配备有稳定器和重心调节装置，以确保其在作业过程中保持平稳。
同时，操作员需要通过操纵台对铲运机进行精准的控制，以确保操作的准确性和安全性。
除了以上的基本原理外，铲运机的设计和制造还考虑了诸多因素，如结构强度、动力传递效率、燃油经济性等。
这些因素的综合考虑，使得铲运机在各种作业环境下都能够高效、安全地完成工作。
总之，铲运机是一种应用广泛的重型机械设备，其原理是利用发动机、液压系统、传动系统和工作装置等部分的协同作用，实现对各种材料的装载和卸载操作。
了解铲运机的原理有助于更好地掌握其操作技巧和维护方法，提高工作效率和安全性。
希望通过本文的介绍，读者能够对铲运机的原理有所了解，并在实际工作中加以运用。
装载机工作机构运动分析
装载机工作机构运动分析组长：陶祎春组员：张炜权肖彬李奔赵驰一、前言我国装载机始于1960年，至今已经历了三个发展阶段：六十年代仿制摸索阶段；七十年代自力更生研制阶段；八十年代至今是技术引进、合资合作发展阶段。
全国装载机产品二十年内增长41.1倍。
在全国机械产品中，成为重要代表产品，令世人瞩目。
二、工作要求1、装载机的工作条件装载机主要用来铲、装、卸、运土和石料一类散状物料，也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。
如果换不同的工作装置，还可以完成推土、起重、装卸其他物料的工作。
在公路施工中主要用于路基工程的填挖，沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。
由于它具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因而发展很快，成为土石方施工中的主要机械。
装载机进行施工作业时须与自卸汽车配合,故在施工中装载机的转移、卸料以及与车辆位置的配合好坏都对作业效率影响很大,因此,必须合理地组织施工。
装载机的卸载高度和卸载距离须满足物料能卸到自卸汽车车厢中心的要求。
2、工作机构的运动要求：首先我们建立工作机构的力学模型：八连杆机构。
自左至右依次为：铲斗、动臂、拉杆、摇臂、转斗缸活塞杆、转斗缸体、举升缸活塞杆、举升缸体，前车架可视为与地固定，仅为增加视觉效果设置，它不参与运动。
一个完整的工作循环大致可以分为六个步骤:（1）收斗（2）升举（3）翻斗（4）收斗 (5）下降（6）放平在工作过程中为了保证额定斗容的有效利用率，须使铲斗开口平面与水平夹角尽可能小，且在整个举升过程中，希望这个角度的变化越小越好。
因此，我们所需要做的分析可以仅考查举升过程中铲斗与地面夹角的变化过程，自变量可以选铲斗与动臂铰点的高度值。
三、设计内容1、根据装载机的工作原理，拟定八连杆机构，并对这些机构进行分析对比。
2、根据给定的数据确定机构的运动尺寸。
要求用图解法设计，并将设计结果和步骤写在设计说明书中。
3、导杆机构的运动分析。
建立参数化的数学模型。
利用ADAMS软件分析出各个杆件的位移、速度、加速度角速度和角加速度运动曲线，并打印上述各曲线图。
井下铲运机工作原理图讲解
井下铲运机工作原理图讲解
请注意，我不能展示或提供图像或图表。
我只能通过文字描述和解释。
井下铲运机的工作原理如下：
1. 井下铲运机通常由电动机、液压系统、控制系统、运动部件等组成。
2. 电动机提供动力，驱动液压泵和其他机械设备。
3. 液压系统负责控制井下铲运机的运动和力量。
4. 控制系统通过操纵杆、按钮或控制面板来控制井下铲运机的各项操作。
例如，操作者可以通过控制杆来控制铲斗的升降、前后、左右等运动。
5. 运动部件包括履带、轮胎等，用于提供井下铲运机的移动能力。
总体来说，井下铲运机从电动机获取动力，通过液压系统控制器的指令来实现各项运动。
操作者通过控制系统来控制井下铲运机的动作，以达到挖掘、运输或其他工作的目的。
第二章挖掘装置动力学及运动学分析.
第二章挖掘装置运动学及动力学分析2.1 挖掘装置的结构及工作特点挖掘装载机反铲工作装置的结构，其基本型式见图 2-1 所示。
图2-1反铲结构简图工作特点：反铲工作装置主要用于挖掘停机面以下的土壤，其挖掘轨迹决定于各液压缸的运动及其相互配合的情况。
当采用动臂液压缸工作进行挖掘时(斗杆、铲斗液压缸不工作可以得到最大的挖掘半径和最大的挖掘行程，此时铲斗的挖掘轨迹系以动臂下铰点 C 为中心，斗齿尖 V 至 C 的距离|CV|为半径而作的圆弧线，其极限挖掘高度和挖掘深度(不是最大挖掘深度，分别决定于动臂的最大上倾角和下倾角(动臂对水平线的夹角，也即决定于动臂液压缸的行程由于这种挖掘方式时间长，并且稳定条件限制了挖掘力的发挥，实际工作中基本上不采用。
当仅以斗杆液压缸工作进行挖掘时，铲斗的挖掘轨迹系以动臂与斗杆的铰点 F 为中心，斗齿尖 V 至 F 的距离|FV|为半径所作的圆弧线，同样，弧线的长度与包角决定于斗杆液压缸的行程。
当动臂位于最大下倾角时，可以得到最大挖掘深度，并且有较大的挖掘行程，在较硬的土质条件下工作时，能够保证装满铲斗，故中小型挖掘机构在实际工作中常以斗杆挖掘进行工作。
反铲装置如果仅以铲斗液压缸工作进行挖掘时，挖掘轨迹则为以铲斗与斗杆的铰点 Q 为中心，该铰点 Q 至斗齿尖 V 的距离|QV|为半径所作的圆弧线。
同理，圆弧线的包角( 铲斗的转角及弧长决定于铲斗液压缸的行程（|GH|–|GH|）。
显然，以铲斗液压缸进行挖掘时的挖掘行程较短，如使铲斗在挖掘行程结束时能够装满土壤，需要有较大的挖掘力以保证能够挖掘较大厚度的土壤。
所以，一般挖掘机构的斗齿最大挖掘力都在采用铲斗液压缸工作时实现。
用铲斗液压缸进行挖掘常用于清除障碍，挖掘较松软的土壤以提高生产率，因此在一般土方工程机械中(土壤多为Ⅲ级土以下，转斗挖掘最常采用。
在实际挖掘中，往往需要采用各种液压缸的联合工作。
例如，当挖掘基坑时，由于挖掘深度较大，并且要求有较陡而且平整的基坑壁时，需要采用动臂与斗杆两种液压缸的同时工作；当挖掘到坑底时，挖掘行程将结束，为加速将铲斗装满土，以及挖掘过程需要改变切削角，需要采用斗杆与铲斗液压缸同时工作。
铲斗装载机工作装置的动力学特性研究
（ｈ ｌ ｎｎ Ｇｏ ｐ Ｃ ．Ｌｄ， ｈ ｌ ｉ ３ ６ １Ｃ ｉａ Ｓｕａ Ｍｉｉ ｎ ｇ（ｒｕ ） ｏ ｔ． Ｓｕａ Ｊ ｉ ２０ ， ｈｎ ） ， ｎ ｌ１
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ａ ｔｃ ｌ ｏ ｅ ａｉ ｇ ｆａｕ ｅ ｏ ｕ ｋ ｔ ｌａ ｅ ，ａ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ ｏ ｔ ｓｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｈ ｒ ｃｉａ ｐ ｒｔｎ ｅ ｔｒ ｓ ｆ ａ ｂ ｃ ｅ ｏ ｄ ｒ ｓｕ ｙ ０ ｈ ｙ ａ ｃ ｈ ｒ ｃｅｉｔ ｆ ｉ ｃ ｓ ｗｏｋ ｎ ｅ ｉｅ ｉ ｄ ．Ｕｓｎ ｈ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏｔ ｒ ｒ ／ ｒ ｉ ｇ ｄ ｖｃ ｓ ｍａ ｅ ｉｇ ｔ ｅ ｅ ｇｎ ｅ ｇ ｓ ｆ ｉ ｗａ ｅ Ｐ ｏ Ｅ，ａ ｍｏ ｅ ｆｔ ｅ ｗｏｋ ｎ ｅ ｉｅ ｉ ｓａ ｌ ｈ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｌ ｏ ｈ ｒ ｉ ｇ ｄ ｖｃ ｓ ｔｂｉ ｅ ｎ ｈ ｎ ｅ ｓ ｉｔｏ ｕ ｅ ｎｏ ｈ ＡＤＡＭ Ｓ ｏ ｓｍｕ ａｉｎ ｎ ｌｓｓ ｏ ｈ ｄ ｎ ｍ ｉｓ ｎ ｋ ｎ ｍａ ｉｓ ｆ ｔ ｅ ｐ ｒ ｔ ｎ ｐｒｃ ｓ ｏ ｈ ｎ ｒｄ ｃ ｄ ｉ ｔ ｔｅ ｆｒ ｉ ｌｔｏ ａ ａｙ ｉ ｆ ｔｅ ｙ ａ ｃ ａ ｄ ｉ ｅ ｔ ｏ ｈ ｏ ｅａｉ ｏ ｅ ｓ ｆ ｔｅ ｃ ｏ
线 ， 坐标 为提升速度 ， 坐标 为行走速度 。从图 ５中 横 纵 可 以看 出 ， 载机 开始工作时 ， 升速度 和行走速度均 装 提 为零 ， 当铲 斗开始 铲装矿 石时 ， 行走速度增 大 ， 当摇 臂 碰到缓 冲弹簧时提升速度达到最大值 ２ ０ ｍｓ此后行 ９ ｍ ／， 走速度逐渐降低。
仿真结束后 得到的模 型各性能指标如表 １ 所示 。
铲运机的工作原理
铲运机的工作原理
铲运机的工作原理是通过一组液压系统来实现。
首先，液压泵将机械能转变为液压能，将液压油压缩后送到液压缸中。
液压缸包括活塞和活塞杆，当液压油进入液压缸时，活塞会朝一个方向运动，这使得液压缸具有伸缩功能。
铲斗由活塞杆连接，并通过支撑臂与机身相连。
当活塞向外伸展时，活塞杆会推动铲斗向前移动，从而铲起物体。
反之，当活塞向内收缩时，铲斗会向着机身方向倾倒，将物体卸下。
铲运机还配备了控制系统，通过控制阀和液压油流量的分配，可以控制铲斗的运动。
操作员通过操纵控制手柄或脚踏板，改变液压系统的变量，从而实现铲斗的上升、下降、前进和后退等动作。
总的来说，铲运机的工作原理是利用液压系统的伸缩功能，通过控制系统控制液压油的流动，实现铲斗的运动，从而完成物体的铲取、运输和卸载等作业。
基于油压测量的铲运机称重系统的力学分析
同时不断创 新 ， 研发 出新产 品， 使产 品不断 向高水平 、 高质量、 中价 位、
经济实用型过渡 。
Ｍ ０ ＝Ｉ ． １ Ｆ ｘ （ Ｏ ． ４ （ Ｘ一 ｛ Ｌ ） ＋ Ｙ ） ， Ｎ・ ｍ
（ ３ ）
２ 铲运机称重 系统 的运 动学、动力学研究
（ １ ）工作 装置 的运动学研究 。１ ）建立工作装置 的三维 实体模 型。 运用 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ软件 对其进行建模 ， 主要利用软件 的拉伸 、 旋 转、 扫描等 功能建立模型 。铲运 机工作装置 的大 部分构件呈对称 ，建模 可 利用镜像 的原理 ，论文 以 ｌ Ｃ Ｃ Ｙ一 ４型铲运 机工作装置进行建模 ；２ ）工 作装置 的运动学仿真 。铲 运机工作装置 安装了 ３个驱动器 ，其控制机 器在铲装 过程的运动 ，工作 装置的构件在铲 运机 上对称分布 ，所 以只 需在一侧对驱动器施加作 用力。 （ ２ ）工 作装置 的运 动分析。１ ）铲运 机工作装置上 的铲斗 的运 动 动作包括 ，首先进行举升动 臂 ， 然 后进行翻转铲 斗 ，最后在进行卸载
动作 时，举升 动臂或翻转铲斗铲取 物料 时 ，垂直方 向铲斗受到垂直 掘 起 阻力 ；３ ）铲运机对 物料进行 复合铲 掘时 ，铲斗 受垂直 掘起阻 力与 水平插入阻力的相互作用 。 （ ２ ）外载荷 的计算 。１ ）插入阻力。铲斗的插入 阻力与 物料强度 、 厚度 ，铲斗插入 物料中的深度及铲 斗的形 状、大小有关 ，铲斗 的插入
工 业 技 术
柬工案 技术
３ ６
基 于油压测量 的铲运机称重 系统 的力学 分析
张丽峰 ， 王 锐 ， 任华军 ， 满 洋 （ 山东黄金矿业 （ 莱州 ） 有 限公 司三山岛金矿 ， 山东 烟 台 ２ ６ １ ４ ０ ０）
铲土运输机械的牵引性能理论计算
铲土运输机械的牵引性能一般来说，铲土运输机械的工作过程有两种典型工况：牵引工况和运输工况。
机器在牵引工况下工作时，需要克服由铲土而引起的巨大工作阻力，因而要求机器能发挥强大的牵引力，此时机器通常采用低档工作。
当机器在运输工况下工作时，它需克服的仅是数值不大的运动阻力，此时机器通常在高档工作。
机器依靠其行走机构与地面的相互作用所发挥的牵引力来完成作业过程的能力，称为机器的牵引性能。
牵引性能反映了机器在牵引工况下的工作能力，它是铲土运输机械最基本的使用性能。
为了有效地完成牵引工况，必须使机器在低档工作时保证发动机的功率高效率地转换成作业有效牵引功率，并发挥出足够的有效牵引力，同时应尽可能地降低燃料的消耗。
铲土运输机械的牵引性能和燃料经济性通常用机器的牵引特性来评价。
2.1牵引性能参数的基本概念在对铲土运输机械进行牵引性能分析时，将涉及到车辆运动学和动力学方面的一系列参数。
为了使这些参数具有统一的概念，本节参考国际地面车辆系统学会术语标准，规定以下定义，并作相应说明。
（1）滚动半径g r ：车轮或履带在给定的地面上滚动一周所走过的距离S 除以π2。
π2S r g =当车轮或履带在没有牵引负荷的情况下自由滚动时，可以设想一以0g r 为半径的假想圆在节面上的纯滚动。
称0g r 为理论滚动半径。
π200S r g =式中 0S ——车轮或履带在没有牵引负荷的条件下滚动一周所走过的距离。
0g r 可认为近似地等于驱动轮的动力半径d r 。
（2）动力半径d r ：驱动轮中心到切线牵引力的垂直距离。
（3）理论行驶速度T v ：驱动轮角速度k ω与理论滚动半径0g r 的乘积。
k d k g T r r v ωω⋅≈⋅=0（4）实际行驶速度v ：驱动轮角速度k ω与滚动半径g r 的乘积。
k g T r v ω⋅=（5）滑移和滑移率：当车轮或履带的实际行驶速度v 大于理论速度T v 时，车轮或履带相对于地面滑移。
地下铲运机反转六连杆工作装置优化设计与动力学分析
关键词：地下铲运机；反转六连杆机构；ADAMS；铰接点；优化设计；刚柔耦合动力 学分析
I
万方数据
华北水利水电大学硕士学位论文
II
万方数据
ABSTRACT
THE OPTIMIZATION DESIGN AND DYNAMICS ANALYSIS OF THE REVERSAL SIX-BAR WORKING DEVICE OF LHD ABSTRACT
IV
万方数据
目录
目
录
摘 要 ...........................................................................................................................................I ABSTRACT ........................................................................................................................... III 1 绪论 ........................................................................................................................................ 1 1.1 课题的研究背景和意义 ............................................................................................. 1 1.1.1 研究背景 ............................................................................................................. 1 1.1.2 研究意义 ............................................................................................................. 2 1.2 国内外研究现状 ......................................................................................................... 2 1.3 虚拟样机技术及 ADAMS 的应用 ............................................................................. 3 1.3.1 虚拟样机技术概述 ............................................................................................. 3 1.3.2 ADAMS 软件简介 .............................................................................................. 3 1.3.3 基于 ADAMS 的优化设计 ................................................................................ 4 1.3.4 基于 ADAMS 的刚柔耦合动力学分析 ............................................................ 4 1.4 本文研究主要内容 ..................................................................................................... 4 2 工作装置理论分析与铰接点位置的确定 ............................................................................ 7 2.1 地下铲运机工作装置概述 .......................................................................................... 7 2.1.1 地下铲运机反转六连杆工作装置 ..................................................................... 7 2.1.2 工作过程典型工况 ............................................................................................. 9 2.2 工作装置反转六连杆机构设计 .................................................................................. 9 2.2.1 反转六连杆机构技术要求 ................................................................................. 9 2.2.2 图解法确定工作装置的尺寸参数 ................................................................... 10 2.2.3 主要性能指标分析 ........................................................................................... 12 2.3 本章小结 .................................................................................................................... 12 3 虚拟样机参数化分析与铰接点位置的优化 ...................................................................... 13 3.1 MSC ADAMS 参数化分析及优化简介..................................................................... 13 3.2 虚拟样机几何建模 .................................................................................................... 13 3.2.1 几何模型的建立 ............................................................................................... 13 3.2.2 添加约束 ........................................................................................................... 15 3.3 参数化模型 ................................................................................................................ 16 3.3.1 确定测量目标 ................................................................................................... 16 3.3.2 优化分析数学模型的建立及参数化 ............................................................... 18 3.4 优化分析 .................................................................................................................... 19 3.4.1 优化分析 ........................................................................................................... 19
基于ADAMS的装载机工作装置动力学分析
基于ADAMS的装载机工作装置动力学分析ADAMS（Advanced Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是一种广泛应用于机械系统设计和分析中的动力学仿真软件。
装载机是一种常见的工程机械设备，用于搬运和装载各种物料。
本文将利用ADAMS软件对装载机的工作装置进行动力学分析，以探讨其运动规律和性能特点。
首先，我们需要建立装载机的运动学模型。
在ADAMS软件中，可以通过建立连接杆、关节等模型元素来描述装载机的结构，然后设置运动参数和约束条件。
特别是对于装载机的工作装置，需要考虑到各种关闭与打开装置的动作以及与装载机主体的协调运动。
接着，我们进行动力学仿真分析。
通过在ADAMS中添加质量、惯性力、弹簧、阻尼等物理特性模型元素来描述工作装置的动力学特性。
然后通过设定力学学习模型的参数，如质量、摩擦系数等，以模拟不同工作条件下的装载机运动行为。
在动力学仿真过程中，我们可以对工作装置的运动轨迹、速度、加速度等参数进行监测和分析。
通过观察工作装置在装载过程中的受力情况，可以评估其受载能力和运动稳定性。
同时，我们还可以根据仿真结果对工作装置的结构和工艺进行优化设计，以提高其工作效率和操作性。
另外，我们还可以利用ADAMS软件进行多体动力学分析，通过建立装载机和工作装置的多体模型，细化系统的结构和运动特性。
在多体动力学仿真中，我们可以模拟装载机在复杂道路条件下的运动行为，进一步评估其动态稳定性和操控性。
综上所述，基于ADAMS的装载机工作装置动力学分析可以帮助工程师深入理解装载机的运动规律和性能特点，为装载机的设计和优化提供有力支持。
通过仿真分析，可以有效减少实验测试的时间和费用，提高装载机的设计效率和性能表现。
希望本文的内容能够为相关领域的研究和应用人员提供参考和启发。
铲土运输机械工作装置运动学仿真设计
铲土运输机械工作装置运动学仿真设计[摘要]轮式装载机是用于装运散料为主的工程机械设备，由于轮式装载机经常工作在各种复杂的工况下，这就要求轮式装载机具有良好的适应性和可靠性，尤其是工作装置的各种设计参数直接影响装载机的整机性能，因此对轮式装载机的设计提出了严格的要求。
对轮式装载机工作装置的运动学、动力学、仿真优化进行深入的研究，以提高装载机作业效率，对轮式装载机的整机设计具有特别重要的意义。
据此开展以下几方面工作:1.介绍了虚拟样机技术的基本特征，指出了虚拟样机研究的主要内容，综述了国内外虚拟样机技术研究现状，论证了在轮式装载机开发中应用虚拟样机技术的必要性和重要意义。
2.依据建模与仿真理论，建立了轮式装载机工作装置的数学模型，为轮式装载机虚拟样机的仿真研究奠定了基础。
3.研究了利用 Pro/E 建立轮式装载机三维实体模型的方法，总结了三维实体建模与虚拟装配的技巧，构建了轮式装载机整机三维实体模型，并在 Pro/E 环境下进行了装配干涉检验。
4.研究了 Pro/E 与 ADAMS 的接口技术，在 ADAMS 环境下构建了轮式装载机的虚拟样机并进行了仿真研究，得到了轮式装载机工作性能曲线。
[关键词] 装载机；工作装置；运动特性；动态载荷；仿真Kinematics simulation shoveling transport machinery work[Abstract]The wheeled loader is uses in shipping the bulk primarily project mechanical device, because the wheeled car loader day-to-day work under each kind of complex operating mode, this request wheeled car loader has the good compatibility and the reliability, works the installment each kind of design variable to affect the car loader directly in particular the complete machine performance, therefore set the strict request to the wheeled car loader design.To the wheeled car loader work installment kinematics, dynamics, the simulation optimization conduct the thorough research, enhances the car loader work efficiency, has the specially vital significance to the wheeled car loader complete machine design.According to the above develops following several aspects to work:1. The basic feature of virtual prototype technology is introduced，major contents and difficulties are pointed out in the paper。
铲运机工作机构运动学及动力学分析
２０１０年第４期（总第１３９期）ＣｈｉｎａＨｉ－ＴｅｃｈＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓNO.4.2010（CumulativetyNO.139）摘要：对铲运机工作机构进行运动学和动力学分析是铲运机设计工作中的重要一环。
文章利用adams 对铲运机工作机构进行了运动学及动力学分析，重点分析了各铰接点的受力情况，并对大臂与前车架及铲斗与大臂处铰销咬死进行了分析和总结，从而加深了对铲运机工作机构力学性能的认识和理解。
关键词：工作机构；运动学；动力学铲运机中图分类号：TH132文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2010）04-0040-03对铲运机工作机构进行运动学和动力学分析是铲运机设计工作中的重要一环。
铲运机的构件是用来传递载荷或能量的，这些部件的强度、刚度、稳定性和破坏是设计中必须要考虑的。
使用现代结构分析方法将铲运机结构设计从规范和经验设计向仿真设计转变，使设计者在设计阶段就能从仿真分析中形象地了解整个结构在受载后的应力、变形以及动力特性，评估设计质量，寻找最佳设计方案，将使铲运机结构设计质量发生质的飞跃。
图１是三立方米铲运机工作机构虚拟模型：图1三立方米铲运机工作机构虚拟模型一、运动学及动力学分析１．动臂的受力状况。
工作装置的动臂是整个工作装置的承力构件和运动基础，它的受力状态历来受到设计者的高度重视。
在装载过程中转斗油缸及举升油缸运动特性如图２和图３所示。
动臂与铲斗、举升油缸活塞杆、前车架三个铰销处铰销的受力仿真结果比较如图４至图６所示：图2转斗油缸活塞运动速度图特性图3举升油缸活塞运动特性图4动臂与铲斗铰销的受力变化图5动臂与前车架铰销的受力变化图6动臂与举升油缸铰销的受力变化仿真结果表明：（１）动臂与前车架、举升油缸活塞杆、铲斗三铰点所受到的最大峰值载荷均出现在动臂举升到最高处物料卸载前的瞬间，此时动臂与铲斗铰销处峰值载荷为２．３０×１０６Ｎ，铲斗与动臂铰销处所受峰值应力为３．６４×１０８Ｐａ；动臂与前车架铰销的峰值载荷为２．９２×１０６Ｎ，动臂与前车架铰销的峰值应力为３．１１×１０８Ｐａ；动臂与举升油缸活塞杆铰销处的峰值载荷为５．７４×１０６Ｎ，该处的峰值应力为９．００×１０８Ｐａ；（２）动臂与前车架、举升油缸活塞杆、铲斗三铰点受力变化规律基本一致，出现的三个峰值的时间完全一样，分别为转斗的瞬间、铲斗处于最高的卸载位置、铲斗前倾物料即将卸载前的瞬间；（３）在地下铲运机工作装置的整个工作过程中，动臂与举升缸铰点处的受力铲运机工作机构运动学及动力学分析彭立志，房艳霞（安徽铜冠机械股份有限公司，安徽铜陵244000）40--变化波动幅度最大，而动臂与铲斗铰点受力变化波动幅度最小。
正铲挖掘机运动学分析新思路
正铲挖掘机运动学分析新思路钟伟周\陈谊超2(1.广西南南铝加工有限公司，广西南宁 530031;2.耐世特汽车系统(柳州）有限公司，广西柳州545006)摘要：是出大型复杂正铲挖掘机运动学分析的新思路，以经典的德国“强力三角”正铲挖掘机为例，阐明该分析方法，并且基于该种 分析方法分别求出了铲斗地五组运动学正解和五组运动学反解，正反解互相验证了求解的正确性，该种分析方法可以广泛推广于平 面复杂的各种机构。
关键词：自由度;正铲挖掘机;运动学分析中图分类号:T H112 文献标识码：B D O I：10.16621/j.c n k i.is s n1001-0599.2018.07.360引言大型正铲挖掘广泛应用于煤炭开采，目前世界上著名的正铲 液压挖掘机构是由德国0&K公司推出的[1](图1)。
该装置在水平 直线挖掘时，只需要推动斗杆即可;在动臂提升时，可保证炉斗与 水平面所成的角度在运动过程中不变，保障满足了平稳提升;此 外，在机构整个运动过程中，提升力矩和提升力始终保持不变，因此不需要在提升过程中加大油缸的压力或直径。
对于正铲液压挖 掘装置的研究，国内外专家学者也做了大量工作。
以特雷克斯公 司的正f产挖掘机为研究对象的例子较多，如A n d re w H a ll[2]对公司 的R H200在不同挖掘形式下系统地研究了挖掘效率及其使用寿 命。
H a ll，A.S.和M c A re e，P.R[3侧提出了一种控制算法，对铲斗的 移动位置进彳了了有效跟踪。
而K e cske m e th y，A.[4^P他的学生则对 该公司的R H-340利用环路转换的方法完成了运动学研究和挖 掘力分析。
机构的运动学分析是判断机构好坏的关键[5兄而对该 工作装置的运动学分析还没有统一的分析方法。
利用数学矢量方 程，对该大型液压挖掘机进行了运动学正反解的分析，给出了该 装置运动学分析的一种指导方法。
图1正铲液压挖掘机1工作装置机构图及自由度分析首先绘制出该工作装置的机构运动简图（图2)。
农用挖掘机铲斗机构的多体运动学与动力学研究
农用挖掘机铲斗机构的多体运动学与动力学研究
1、引言
农用挖掘机铲斗机构是常见的农用机械设备，它利用铲斗颚的动力来完成施工土方的作业。
此外，它还能够实现运输、施工、装载和填埋等作业，能大大提高作业效率。
它的整体结构分为机壳、升降系统和相关附件等部件。
由于它的作业过程较为复杂，因此必须对其多体运动学及动力学问题进行深入研究，从而及时发现和解决它在使用过程中可能产生的问题，提高作业效率。
2、多体运动学
农用挖掘机铲斗机构的多体结构是铲斗颚、升降系统和立柱三部分组成的，其它部件如连接杆也可视为平衡受力的构件。
多体运动学的研究主要涉及铲斗机构每个组件在空间受力有限的情况下，相对于固定基础的运动学特性和物理关系。
解决该问题需要建立铲斗机构各组件的多体运动学模型，从而研究铲斗机构对基础及其他一些组件的作用和反作用，以此为基础运算出机构的受力分布，并结合实验结果进行实际计算。
3、动力学
动力学研究旨在了解铲斗机构的动力特性，特别是机构各连接轴的传动特性和受力特性，以及机构作业过程中各轴和机构整体的动力学特性。
特别是铲斗机构作业前后机构和各个轴系受力分类、空间运动特性以及施加在机构各个轴上的转矩和力分析。
铲斗机构动力学研究可有效地帮助企业了解机构结构、提高设计质量与生产设备制造水平，从而改善设备性能，提高生产效率。
4、结论
农用挖掘机铲斗机构的多体运动学与动力学研究是运用其空间分析和动力学分析的基础。
通过把多体运动学和动力学理论运用到机构结构中，可有效地协助完善设计、优化结构，提高操作性能、降低制造物的损耗等，从而提高农用挖掘机铲斗机构的地形调整精度和作业效率。
铲运机解析课件
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n 具有高速、长距离、大容量运土能力。
n 铲运机可以挖铲包括Ⅳ类土在内的土壤。为了提高铲运机作业 效率，应从Ⅲ类、 Ⅳ类土起，将土壤预松。
n 为了较快地装满铲斗，需用推土机助铲来增加牵引力。
n 铲运机可用以从两侧取土坑取土建筑路堤、开挖路堑并将土壤 运送到路堤、建筑堤坝、开沟、完成剥离工程、土壤改良工程 和灌溉工程，以及压实铺到路堤上的土壤.
n 在铲斗前部切土刀片上方安装链板升送装置，用以将刀 片铲起的土刮入斗内，以加速装土过程，降低装土阻力 (可降低为不用链板时的2/3)，可不用推土机助铲；
n 适用于土壤含石块小、粘结性小、工作量小的场合，可 以减少作业的机械数量；
n 因前方斜置链板， 抽底式卸土；
2020年9月28日
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链板装载式自行铲运机
n 链板传动：液压式，机械式，从主发动机分出功率， 或专用发动机；
n 同生产率下，动力装置的重量和功率要高18~20％； n 升送机有3~4级速度，但还是不能和土壤开挖情况
协调准确，致使装土时要多花费10~30％的时间； n 优点：可铲挖固定厚度的薄层土壤，对于平整作业
和清理作业很重要。发动机负荷均匀。
2020年9月28日
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第五节 铲运机的悬架与连接
n 一、弹性悬架
n 油气式弹性悬架：小松WS16－2型； Terex S－24B型。
悬挂操纵阀
蓄能器
锁定阀 气缸 水平控制阀
A：接油泵
B：接蓄能器
车架
悬202挂0年 28 日
D：接贮气筒
悬臂
C：接油箱 WS16-2型自行式铲运机牵引车悬2挂0
第五节 铲运机的悬架与连接
拖式铲运机
拖式铲运机一、简介拖式铲运机是一种以抓斗方式进行物料运输和堆放的机械设备。
它主要由车体、行走机构、驾驶室、铲斗机构和操纵系统组成。
拖式铲运机通常用于工地和仓库等场所的物料运输，具有操作简便、运输效率高等优点。
二、拖式铲运机的结构和工作原理1. 车体：拖式铲运机的车体由钢板焊接而成，具有高强度和耐久性。
车体前端连接着铲斗机构，后端则连接着行走机构。
2. 行走机构：行走机构是拖式铲运机的重要组成部分，它由驱动装置和行走装置组成。
驱动装置通常采用柴油机或电动机，通过传动装置将动力传递到行走装置上，从而使拖式铲运机能够前进、后退和转弯。
3. 驾驶室：驾驶室是拖式铲运机的操作控制中心，驾驶员可以在驾驶室内完成对拖式铲运机的操纵。
驾驶室通常配有方向盘、控制杆和仪表板等设备，以便驾驶员能够方便地控制拖式铲运机的行走和工作。
4. 铲斗机构：铲斗机构是拖式铲运机的核心部分，它由铲斗和卸料装置组成。
铲斗是用于装载和卸载物料的部件，其设计通常较大，以提高装载量和效率。
卸料装置用于将装载的物料倾倒在指定的位置。
5. 操纵系统：拖式铲运机的操纵系统通过操纵杆和控制阀等设备来控制铲斗的上升、下降、倾卸和转向等动作。
驾驶员通过操纵杆的操作，可以灵活地控制拖式铲运机的工作。
三、拖式铲运机的应用拖式铲运机广泛应用于各类工地和仓库等场所的物料运输和堆放。
1. 工地运输：在建筑工地、道路工地等场所，拖式铲运机可以用来运输土石方、混凝土、沙石等物料，以及装载和倾倒建筑垃圾等。
2. 仓库运输：在仓库和货场等场所，拖式铲运机可以用来运输货物和堆放货物。
它的灵活性和高效率使得仓库管理变得更加方便和快捷。
3. 土方工程：拖式铲运机在土方工程中也有着重要的应用。
它可以用来挖掘土方、装载土石方，并将其运输到指定位置。
拖式铲运机的高效率和灵活性使得土方工程的施工变得更加高效和经济。
四、拖式铲运机的优点拖式铲运机相比其他物料运输设备具有以下优点：1. 操作简便：拖式铲运机的操作相对简单，只需驾驶员掌握基本的操作技巧即可。
铲运机工作机构动态设计方法研究
铲运机工作机构动态设计方法研究摘要：针对铲运机工作机构易发生大变形和断裂等破坏，提出了一种基于多体动力学与动态有限元联合仿真的动态设计方法。
在采用此方法研究动臂在实际工况下的运动特性时，考虑动臂为柔性体，建立工作机构刚柔耦合动力学模型对其进行仿真研究，并对动臂在柔性和刚性状态下受力进行比较，在多刚体系统下又对其在对称和偏载两种工况下进行仿真研究，并运用有限元法分析获得不同工况下动臂的应力分布状况，分析结果为动臂的疲劳分析和改进设计提供了有效依据，验证了该方法的实用性和有效性。
关键词：动态设计方法；多体动力学；动态有限元；刚柔耦合中图分类号：TD422.2 文献标识码：A0 引言地下铲运机是无轨矿山开采的主体设备，其工作机构是直接承受工作载荷的主要部件，而动臂则是工作机构中的重要构件，因此其结构强度直接影响着铲运机的工作性能[1-3]。
由于工作机构受力较复杂，采用传统的设计方法难以完成其整体工况的受力分析，因此必须寻求新的现代设计方法。
机械产品的动态性能是影响其工作性能及产品指标的关键技术指标[4]。
产品的动态设计方法在产品设计中能直接地掌握产品的动态特性，有效提高产品的性能。
传统的设计、分析方法已难以满足现代产品的动态性能要求，因而对机械产品结构系统动态设计方法的研究十分必要。
王伟力[5]等将动态设计方法应用在舰船上，研究舰船甲板设备四联装导弹发射装置的抗冲击性能；谢最伟[6]等将动态设计方法应用于某燃气轮机上，有效提高了燃气轮的动态性能。
本文针对一般机械产品提出一种基于多体动力学与动态有限元法联合仿真的动态设计方法。
通过对产品的运动学与动力学等动态特性进行分析研究，提高产品的动态性能，并通过地下铲运机实例验证该方法的有效性。
1. 产品动态设计方法一般流程本文针对一般机械产品所提出的一种基于多体动力学与动态有限元联合仿真的动态设计方法，其一般流程图如图1所示。
图1所示的动态设计方法即多体动力学与有限元两者相结合的仿真法，是通过两个不同系统之间的信息传递、共享与集成，来实现二者的联合仿真。
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力仿真结果比较如图４ 至图６ 所示 ：
图６ 动臂与举升油缸铰销的受力变化
仿真结果表 明：１动臂与前 车架 、 （） 举升油缸 活塞杆 、 斗 铲 三铰点所受到 的最大峰值载荷均 出现在动臂举 升到最 高处物 料卸载前的瞬间， 此时动臂与铲斗铰销处峰值 载荷为２ ０ １６ ． ×０ ３ Ｎ 铲斗 与动臂铰销处所受 峰值应力 为３ ４ ０Ｐ ； ， ． ×１。ａ动臂与前 ６ 车架铰销的峰值载荷为２ ２ １６ ， ． × ０Ｎ 动臂与前车架铰销 的峰值 ９
｛ Ｅ罩亟 五互 亟固 ２‘ ～ ｛ 一 一 一 … … ÷ ｉ ｊ Ｊ ｒ… — 一 。 。 。 ｔ ■ 。 ’ ’ ｌ
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５ １ １６ ， ． × ０Ｎ 其峰值应力为９ ０ ａ ７ ． １ Ｐ。 ０ｘ０ ７ ．摇臂与动臂 铰销 。摇臂与动臂铰销受力及应力变化情
（ 安徽铜冠机械股份有限公 司， 安徽 铜陵 ２４ ０ ） ４ ００ 摘要 ： 对铲运机工作机构进行运动学和动力 学分析是铲运机设计 工作 中的重要一环。文章利 ａ ａ ｓ ｄ ｍ 对铲运机工作机构 进行 了运动 学及动力学分析 ， 重点分析 了各铰接 点的受力情况 ， 并对 大臂与前车 架及铲斗 与大臂 处铰销咬死进行 了分 析和总结 ， 而加 深了对铲运机 工作机构力学性 能的认识和理解 。 从
与应力变化情况仿真结果如 图ｌ所示 ： ２
Ｌ 、
、 、
一
／
，
图ｌ 举升 油缸与前 车架铰 销的受力变化 ２ 仿真结果 表明： 举升油缸最大受力发生在动臂处 于最高 的 卸载 位置 铲斗 中物料 卸 载前 的瞬 间 ，所 受 到 的最 大外 力为
ｍ ｏ ∞ Ｔ — — — Ｔ — — — — — — — —— — — — — — ｒ — — — ｒ —
应力为３ １ ｓａ动臂与举升油缸活塞杆铰销处的峰值载荷 ． １ Ｐ； １ｘ ０ 为５ ４ ０Ｎ 该处的峰值应力 为９ ０ １８ａ（） ． ×１６ ， ７ ． × ０Ｐ ； 动臂与前车 ０ ２
架、 举升油缸活塞杆 、 斗三铰点受力变化规律基本一致 ， 铲 出现
Ｕ
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的三个峰值 的时间完全一样 ， 为转斗 的瞬 间、 分别 铲斗处于最 高的卸载位置 、 铲斗前倾物料 即将卸载前的瞬间 ； ） （ 在地下铲 ３
２ １年第４ ００ 期 （ 总第 １９ ３ 期）
串 高 术 固 瓤技 企业
Ｃｈ ｎ — ｈ Ｅ ｔｒ ｒ ｉ ａＨｉ Ｔ ｅ ｎ ｅ ｏ ｉ
Ｎｏ． ２ ０ ４．０１
（ ｕ ｈ ｖｔＮＯ． ９ Ｃ ｍｕ ｆｅｙ １ ） ｉ ３
铲运机工作机构运动学及动力学分析
彭立 志 ， 艳 霞 房
运机工作装置的整个工作过程中， 动臂与举升缸铰点处的受力
４ — ０ —
变化波 动幅度最大 ，而动臂 与铲斗铰点受 力变化 波动 幅度最
小。
５ ．举 升油缸。举升油缸是工作装置实现从装载 位置 到最
高 卸载位置运动必 不可 少的部件， 受力状况仿真结果如图 它的
ｌ ２ ．拉杆 。拉杆与铲斗铰销 的受力仿真结果 如图７ 所示 ， 拉 Ｉ所 示 ：
ＬＨ０ ３
仿真结果表 明： 举升油缸受力变化也 出现 了三个较大 的峰 值， 即转斗的瞬间、 铲斗处于最高卸载位置、 铲斗 中物料卸载前 的瞬间。 其最大受力发生在动臂处 于最高 的卸载位置铲斗 中物
Ｉ
料 卸载前 的瞬间 ， 到的最 大外力 为５ １ ０ Ｎ 其峰 值应 所受 ． ×１６ ， ７ 力为９ ０×１。 ａ ． ０ ０Ｐ 。 ６ ．举 升油缸与前车架铰销 。举升油缸与前车架铰的受力
关键词 ： 工作机 构； 运动 学； 动力学铲运机
中图分类号 ：Ｈ１２ Ｔ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ９ ２ ７ （０ ０ ０ －０ ０ ０ １０ — ３ ４ ２ １ ）４ ０ ４ － ３
对 铲运机工作机构进行运动学和动力学分析 是铲运机设 计工作 中的重要 一环 。铲 运机的构件是用来传递 载荷或能量
Ｔ 帅 ｔ－ ｃＩ
图４ 动 臂 与 铲 斗铰 销 的 受 力 变化
ｔ ｏ， ｗ ＊
图 １ 三 立 方 米 铲运 机 工 作 机 构虚 拟 模 型
一
图５ 动臂 与前车架铰销 的受力变化
Ｕ
、
运动学及动力学分析
１ ．动臂的受力状况 。工作装置 的动臂是整个工作装置的 承力构件 和运动基础 ， 它的受力状态 历来受到设计者的高度重 视。 在装载过程 中转斗油缸及举升油缸运动特性如图２ 和图３ 所 示。 动臂与铲斗、 举升油缸活塞杆、 前车架 三个铰销处铰销 的受
的， 这些部件的强度 、 刚度、 稳定性和破坏是设计 中必须要考 虑 的。 使用现代结构分析方法将铲运 机结构设计从规范和经验设
计向仿真设计转变 ， 使设计者在设计 阶段就能从仿真分析中形 象地 了解整个结构在受载后 的应力 、 变形 以及动力特性 ， 评估 设计质量 ， 寻找最佳设计方案 ， 将使铲运机结构设 计质量发生 质的飞跃 。图１ 是三立方米铲运机工作机构虚拟模型 ：
杆与摇臂 铰销的受力变化如图８ 所示 ：
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图１ 举升油缸 活塞杆 的受力变化 １
图７ 拉杆 与 铲 斗 铰 销 的 受 力 变 化