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近年来,随着我国经济的持续高增长,中国基础建设规模也持续增长。这极大的增加了挖掘机的需求量。而液压挖掘机工作装置的工作性能和可靠性是衡量挖掘机先进性的重要标志,工作装置的结构设计是否合理以及设计性能是否优劣直接影响到挖掘机整机的挖掘效率以及挖掘性能。由于我国挖掘机发展较晚,挖掘机的研究还不是很透彻,资料也比较缺乏,技术上较挖掘机强国差距比较大。本文针对这一情况,对某挖掘机公司生产的反铲液压挖掘机进行现场测试,得到其正常挖掘时挖掘机工作装置的动态应力。得到了其正常挖掘时的实际作业性能,正确客观地评价了该挖掘机的挖掘作业性能。为挖掘机的设计提供理论依据和指导。本论文的主要工作如下: ①对反铲液压挖掘机工作装置进行运动学和动力学分析,推导出液压挖掘机工作装置各个铰点以及各机构重心的位置。同时推导出工作装置的动力学模型,建立起液压挖掘机挖掘阻力以及铰点力的数学模型。 ②根据实际测试目的,制定正确合理的测试方案。提出工作装置姿态与液压缸工作压力联合同步测试方法;构建工作装置应力测试系统。并在某矿山工地现场,对本文所研究的挖掘机成功地进行了测试,完成了预定目标,得到了各个工况下各个测点的应变值以及三个角位移值和三组工作油缸的大小腔压力值,为后续的应力分析以及实际挖掘阻力的研究分析准备了详实的资料。 ③根据测试的应力数据对各个测点对应力测试结果进行分析、处理和计算,对各个测点运用强度理论进行了强度分析。同时进行了动态应力测试结果处理分析,将软件计算的仿真结果与实际测试所得的动态应力进行了对比分析,得到动载系数。 ④通过分析现场测试数据,运用VB编程求解出铰点载荷谱。使用PATRAN对动臂和斗杆进行了正交模态分析和瞬态响应分析,得到了挖掘机工作装置的动应力分布规律,确定了挖掘机工作装置的危险截面。同时通过与测点应力谱对比分析,验证了理论分析的正确性。