【摘 要】
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采装一体机作为结合物料采集和输送两个功能的工程机械,可以显著的提升物料开采的可持续性、高效性和安全性,在矿业生产中被应用于巷道等狭小空间和露天环境下矿物等散碎物料的采集装车作业。在实际作业过程中,采装一体机工作装置直接与物料接触,工作装置的工作范围、结构强度和疲劳寿命直接影响采装一体机整机的工作效率和工程进度,因此,有必要对工作装置部件的工作范围、结构强度和疲劳寿命展开深入研究。论文以ZWY-18
【基金项目】
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安徽省科技重大专项，项目名称为“无人操作智能采装一体机研发及其产业化”，项目编号:201903a05020033
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采装一体机作为结合物料采集和输送两个功能的工程机械,可以显著的提升物料开采的可持续性、高效性和安全性,在矿业生产中被应用于巷道等狭小空间和露天环境下矿物等散碎物料的采集装车作业。在实际作业过程中,采装一体机工作装置直接与物料接触,工作装置的工作范围、结构强度和疲劳寿命直接影响采装一体机整机的工作效率和工程进度,因此,有必要对工作装置部件的工作范围、结构强度和疲劳寿命展开深入研究。论文以ZWY-180L型采装一体机工作装置为例,以理论分析为基础结合CAD/CAE技术,模拟工作装置使用工况,进行工作装置的功能的性能仿真,分析工作装置的工作范围、液压元件选型、动力学特性、结构强度、疲劳寿命。具体工作如下:（1）了解采装一体机工作装置结构组成和作业工况,根据D-H表示法应用MATLAB/robotics toolbox建立工作装置运动学模型,利用蒙特卡洛法求解工作装置三维空间中的工作范围。（2）在ADAMS中建立工作装置的动力学模型,以挖掘阻力传统经验公式为基础分析工作装置作业过程中的挖斗受力,并在Simulink中建立挖斗受力数学模型,联合ADAMS和Simulink进行工作装置作业过程动力学仿真,获取工作装置各零部件和液压缸在作业过程中的受力和运动特性。（3）利用ADAMS和Simulink联合仿真获取工作装置大臂、小臂载荷谱,使用ANSYS Workbench分析大臂、小臂最大受力时刻的结构强度,以名义应力法为基础,使用nCode DesignLife结合载荷谱、静力学分析结果分析工作装置大臂、小臂疲劳寿命。（4）对采装一体机进行整机实测,分析计算整机工作效率,进一步验证工作装置的可行性。上述研究方式以理论分析为基础结合CAD/CAE虚拟仿真技术,可以在保证分析结果可靠性和准确性的同时,缩短采装一体机工作装置研究分析时间,节省实验成本,为同类型产品的分析研究提供思路和参照,为采装一体机的进一步优化和开发提供理论依据。图[83]表[24]参[83]
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