【摘要】：裝載機節(jié)能一直都是工程機械優(yōu)化的主要內容,裝載機鏟裝作業(yè)的能耗在單個作業(yè)循環(huán)中占比很高。裝載機鏟斗的裝載性能沒有明確的評價標準,需要構建描述其作業(yè)過程的數學模型,對其單次作業(yè)效率進行評價。論文基于裝載機鏟斗在鏟裝作業(yè)過程中的軌跡變化,構建裝載機鏟裝作業(yè)的數學模型。鏟裝作業(yè)數學模型中礦石堆積角是一個重要參數,礦石堆積的休止角直接影響了裝載機鏟裝作業(yè)的一次鏟裝物料量,通過研究礦石堆積行為受重力條件的影響,利用離散單元法對多類重力環(huán)境(深空、地底等)下的礦石顆粒堆積行為進行模擬分析,對礦石顆粒的空間坐標信息進行添加空間距離約束,篩選出礦石顆粒堆積的空間邊界信息用于礦石堆積角度的求解。裝載機在實際作業(yè)中,為提高裝載機往復轉運次數,經常在鏟斗裝滿的情況下進行過載裝料,要求鏟斗在設計時需要考慮到該類工作狀況,滿足工程作業(yè)人員的實際使用需求。論文得出的主要結果有以下三個:(1)用數學語言對工程實際問題進行描述分析,通過主動落入的物料體積函數與鏟斗空斗體積求解結果得出在不同型號的鏟斗的合適鏟斗鏟入深度,以達到最優(yōu)滿斗率,該模型還可用于智能裝載智能設備裝載作業(yè)的軌跡優(yōu)化的參考運算,求解最優(yōu)裝載滿斗率。(2)根據結果預測出堆積角度的數值浮動區(qū)間,求出重力條件變化下的堆積角度對鏟裝智能設備鏟裝優(yōu)化的影響,礦石堆積角度每1°的變化對最優(yōu)鏟裝深度的影響率為1.6%。研究重力-穩(wěn)定時間之間的關系,發(fā)現重力條件對礦石堆積的穩(wěn)定時間的影響在1m/s~2-4m/s~2的區(qū)間內明顯,根據數值分析的方法,得出重力與穩(wěn)定時間的數學模型,用于預測各類重力環(huán)境下礦石堆積的穩(wěn)定時間。(3)通過MATLAB的圖形求解功能,得出鏟斗作業(yè)的主要尺寸參數與鏟裝過載的滿斗率的關系,驗證了鏟裝作業(yè)效率的數學模型的可行性,為裝載機各類斗容量的鏟斗尺寸設計提供參考。設計過程的數學化有助于實現鏟斗的智能優(yōu)化設計,提供不同工況鏟斗的設計尺寸,提高鏟斗設計效率。
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH243
【圖文】：

第一章 緒 論hh顆粒更新后的位移數值，把這個更新后的位移代入力與的作用力，這樣循環(huán)計算，完成實時跟蹤著每一個離散。這即是離散單元法的求解過程，它的運算循環(huán)圖如下

顆粒接觸力的運算程序流程

2 輪式裝載機鏟裝作業(yè)過程的數學模型輪式裝載機的鏟斗在鏟裝工作之中，鏟斗通過抵抗阻力實現鏟斗依靠輪式裝載機前力而鏟入的物料區(qū)域屬于裝載機鏟裝作業(yè)中鏟斗滿斗率的重要因素，由于輪式裝載斗鏟裝物料體積數值的大小等于鏟斗借助前進推力實現水平鏟入料堆層之后完成入斗的物料體積數值與掉入鏟斗空斗區(qū)域的物料體積數值的和。為了能夠構建裝載斗鏟裝物料過程的數學模型，首先需要把裝載機鏟斗側面假設為鏟斗平面上的模型以料堆底部邊緣為零點建立平面直角坐標系，坐標零點作為裝載機鏟斗鏟入料堆時入點，當裝載機鏟斗平行式鏟入料堆的過程之中，鏟斗為運動構件，組成料堆的物于相對靜止。圖 2.1 為在平面直角坐標系中，達到裝載機鏟斗鏟入料堆的深度 d= 的時候鏟斗同料堆的相對于自身原本應該在的位置為參照點，當裝載機鏟斗在進行作業(yè)的時候，f1 是鏟斗下部的平面曲線線性方程，f2 是鏟斗斗面線性方程，f3 是物空間上平面切面的輪廓平面線性方程，鏟裝作業(yè)的時候是鏟斗線性遷移，也就是 f1漸平移后的結果。

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本文編號：2745867