李佳豪 任志贵,2 庞晓平 王军利,2 曹书生 俞松松

1.陕西理工大学机械工程学院,汉中,723001

2.陕西省工业自动化重点实验室,汉中,723001

3.重庆大学机械与运载工程学院,重庆,400030

4.广西柳工机械股份有限公司,柳州,545000

0 引言

液压挖掘机广泛应用在工程界各个领域中,其作业范围、挖掘力大小和影响挖掘力发挥的限制因素是挖掘性能主要参数指标,而挖掘性能评判是衡量一台挖掘机设计优劣的关键因素。主挖区往往是反映挖掘性能的关键区域,传统主挖区的定义未考虑停机面上方的作业或是涵盖了挖掘力较小的边界作业区域,这样定义的区域难以表现出用于评价和分析挖掘机的最佳挖掘性能区。而主挖力臂的大小和三组液压缸最大力臂的配比直接影响着工作装置作业范围和挖掘性能表现。通过引入力臂系数来分析三组液压缸处于主挖力臂段和主要挖掘状态时的作业区域和挖掘机所表现出的挖掘性能,该部分区域也是主挖力臂的最佳挖掘性能区(即主挖区)。

在挖掘机作业范围的研究中,YIN等[1]基于蒙特卡罗方法建立挖掘机工作装置运动学模型获得了整个作业空间,并从各种设计方案中选择出最佳作业空间。在理论挖掘力的研究中,笔者团队提出了以挖掘点为对象反求挖掘姿态的理论挖掘力计算方法[2]。笔者团队又基于实测挖掘阻力特性的研究,发现法向阻力和阻力矩都与切向阻力有密切的关系,从而分析和统计了二者与切向阻力比值(即阻力系数、阻力矩系数)的主值区间,基于此建立了铲斗极限挖掘力模型和斗杆极限挖掘力模型[3-6]。……