传统铲斗强度分析方法仅仅通过有限元法选取铲斗极限工况进行强度计算,其计算结果明显偏大,设计偏于保守,不利于实现铲斗的轻量化设计。针对以上缺陷,借助离散元素法,建立基于物性参数的碎石和铲斗的仿真接触模型,通过动力学仿真定义铲斗运动特性,获取铲斗在散体力作用下所受动载荷,结合有限元方法对其进行强度计算,并通过应力测试试验验证了该理论方法的可靠性,同时与传统的强度计算结果进行对比。对比结果表明,采用离散元-有限元耦合分析铲斗强度更贴近于实际情况,为铲斗和其它工作装置的设计和优化提供新的参考。

装载机铲斗性能是确定装载机牵引性能和整体参数的重要因素,为设计出合理的铲斗斗型,实现作业过程的高效节能,需要对铲装作业过程和铲斗尺寸结构进行系统的研究。基于离散元素法,从散体力学的角度对铲装过程进行分析,并通过实验对比验证了模型的正确性。根据四参数铲斗设计原则研究不同截面几何参数的铲斗在相同条件下的插入阻力和满斗率。通过能量法对不同铲斗进行能量分析,得到满斗率尽可能高且最节能的铲斗,最优截面参数为E_0=40°,D=1.3,E_1=52°,G=0.31,为装载机节能型铲斗设计提供可靠地依据。

装载机铲斗在工作过程中所承受的载荷历程是分析铲斗疲劳寿命的基础数据,也一直是装载机研究领域的重点。为研究更符合实际工况的载荷历程,以1.2T铲斗为模型,对目前已有的三种方进行分析,并针对这三种方法存在的问题提出一种采用散体力学与多体动力学耦合的新方法。对工作装置的油缸施加模拟实际工况的运动,将多体动力学分析得到铲斗在工作过程中状态信息作为散体力学分析的基础数据,并结合散体力学分析所得作业阻力再次对铲斗进行多体动力学分析得到装载机铲斗的载荷历程。最后设计装载机铲装实验,将实验数据与四种方法作对比,证明采用散体力学与多体动力学耦合的方法可以得到更加符合铲斗实际工况的载荷历程,为装载机铲斗的疲劳可靠性分析提供依据。

在实际工况下,液压挖掘机工作装置受到的载荷较大且具有强时变性,因此工作装置各组成杆件及液压缸较易出现各种形式的失效。针对以上问题,选取某型号液压挖掘机作为研究对象,根据液压挖掘机工作装置实际挖掘物料工况,利用多体动力学软件ADAMS建立液压挖掘机虚拟样机模型并利用离散元软件EDEM建立物料模型。通过DEM-MBD耦合仿真分析方法,对液压挖掘机工作装置进行动力学仿真分析,主要获取挖掘物料过程中铲斗受力变化曲线、不同时刻铲斗受力云图,通过对其分析,能够获取铲斗在挖掘作业过程中受力变化情况,为铲斗的有限元分析、优化设计提供理论依据。

针对实际挖掘过程中液压挖掘机铲斗铰点载荷谱难以获取、导致铲斗疲劳寿命难以分析的问题,提出基于常态挖掘轨迹的铲斗疲劳寿命分析方法。首先根据实际挖掘过程选取常态挖掘轨迹,对常态挖掘轨迹中各分段轨迹的液压缸理论挖掘力进行计算,得到挖掘阻力载荷谱;然后基于挖掘轨迹对工作装置挖掘过程进行仿真,获得铲斗铰点载荷谱;最后建立铲斗有限元模型,结合挖掘阻力和铰点载荷谱对铲斗静力学和疲劳寿命进行协同分析。以21T挖掘机铲斗为例,采用上述方法对其进行疲劳寿命分析,计算得到了J_(3)J_(4)轨迹中铲斗的最低疲劳寿命为3.2936×10^(7)次。铲斗疲劳寿命分析结果验证了该方法的可行性,为挖掘机工作装置的疲劳分析提供了参考。

四合一铲斗是装载机的一个主要组成部分,在工作过程中可以实现装载、推土、刮平、装夹作业等功能。应用TOP-DOWN设计方法,设计其外形、断面形状,确定斗容、回转半径、基本参数,并进行了铲斗截面的设计。

介绍了一种新型煤矿用履带式多功能装载机,通过对装载作业巷道工况条件、装煤机生产能力的分析,对传统装载机进行改进,采用了铲斗集料与刮板输送配套的连续输送方式,提高效率,更加适用于狭小巷道作业.文中利用ANSYS软件对装载机铲斗进行了有限元分析,为装载机等类似设备的设计制造提供了理论依据.

在中小型液压挖掘机中，反铲工作装置为主要作业设备。它包括三组油缸，即动臂油缸、斗杆油缸和铲斗油缸，如图1所示。在挖掘过程中，往往斗杆油缸活塞杆与缸盖外沿处渗漏油的现象时有所见，而其它两组油缸则几乎见不到这种现象。即便是缸径和结构完全相同的油缸，也是如此。

根据不同工况的要求,装载机工作装置的结构型式,按照摇臂、连杆数目及铰接位置的不同,可组成不同型式的连杆机构.现以结构较简单且普遍被采用的反转六连杆机构为例,阐述装载机铲斗液压缸固定铰点的设计.

挖掘机液压系统的能耗损失中，管路系统的压力损失所造成的功率损失不容忽视。针对某公司生产的21t液压挖掘机，选取铲斗联液压系统为研究对象，利用理论推导、AMESim软件仿真以及试验研究对铲斗联液压系统的管路压力损失进行了分析计算，得出相应的压力损失值分别为0．793、0．82、0．83MPa。从而说明在铲斗联液压系统压力损失的研究中，理论研究的可行性、软件建模计算的有效性以及试验研究的必要性。