祖英利，黄 瑞，于洪洋

(1. 上海第二工业大学实训中心，上海 201209；2. 空军航空大学航空机械工程系，长春 130025)

挖掘机载机整机挖掘力刚体动力学分析

祖英利1，黄 瑞1，于洪洋2

(1. 上海第二工业大学实训中心，上海 201209；2. 空军航空大学航空机械工程系，长春 130025)

以轮式WZ30-25型液压挖掘装载机为实例，基于多刚体系统动力学理论，在三组反铲机构液压缸的运动作用下，研究了挖掘装载机整机系统在铲斗斗齿切向产生的挖掘力响应。在斗杆液压缸挖掘和铲斗液压缸挖掘两种工况下，进行了挖掘力响应分析。在各工况下，影响挖掘力的重要参数有很多，包括液压系统的压力、液压缸的尺寸、各液压缸间的相互作用力、整机稳定性和地面附着性能。将推导这些因素和最大挖掘力之间的函数关系。

动力学；刚体动力学；挖掘装载机；挖掘力

0 引言

挖掘装载机以正铲和反铲两种形式做挖掘运动，可实现地平面上和地平面下的挖掘运动。挖掘机构的挖掘力主要取决于液压系统的压力和液压缸的尺寸，以及各液压缸间作用力的影响，还受整机稳定性和附着性的影响。整机挖掘力是指当反铲机构作业时在铲斗齿尖上发挥的最大挖掘力响应，是衡量反铲机构挖掘性能的重要指标之一[1-2]。关于挖掘力的标准定义可参照ISO 6015∶1989(E)和ISO 7135∶1993。对怎样正确计算与理解整机挖掘力对挖掘装载机的影响进行研究是非常重要的[3-4]。本文以轮式WZ30-25型挖掘装载机为实例，基于多刚体系统动力学理论，在三组反铲机构液压缸的运动作用下，研究挖掘装载机整机系统在铲斗斗齿接触点上产生的挖掘力响应。……