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液压挖掘机回转传动机构振动可靠性研究

作　者: 梁光辉
导　师: 李兆军
学　校: 广西大学
专　业: 车辆工程
关键词: 液压挖掘机 回转传动机构 相关性 多失效模式 模糊理论 振动可靠性
分类号: TU621
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


液压挖掘机回转传动机构是液压挖掘机回转作业的关键部件之一,回转传动机构在工作过程中,存在有大量的振动现象,这些振动严重影响液压挖掘机的安全可靠运行。因此,研究液压挖掘机回转传动机构振动可靠性对提高挖掘机的可靠性和安全性具有重要的意义。因而,本文针对液压挖掘机回转传动机构振动可靠性问题展开研究。主要内容包括：利用三角模块及圆柱体绕任意转动轴的转动惯量计算方法计算得到工作装置的等效转动惯量,得到了工作装置等效转动惯量与其位置参数之间的内在关系,为研究工作装置等效转动惯量对回转传动机构振动特性的影响提供理论依据。针对齿轮啮合刚度为时变刚度的情形,应用有限元法建立回转传动机构动力学方程；将回转传动机构的自激惯性力作为冲击力,利用多尺度法对回转机构在启动、匀速转动及制动三个工作状态下的振动特性进行研究,为回转传动机构振动可靠性研究奠定了基础。基于模糊理论建立回转传动机构具有相关性的多失效模式振动可靠性模型。首先,以回转传动机构固有频率与激励频率之差的绝对值不超过规定值的关系准则,定义回转传动机构振动问题的可靠性模式,建立回转传动机构具有相关性的多失效模式随机可靠性模型。然后,针对关系准则的模糊性,应用模糊理论在多失效模式随机可靠性模型的基础上构建回转传动机构具有相关性的多失效模式的振动可靠性模型。运用MATLAB软件对所建立的可靠性模型进行实例仿真分析,将可靠性仿真计算结果与Monte Carlo方法可靠性仿真结果相互对比,验证理论分析的有效性。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-18
  1.1 论文研究的背景和意义  11
  1.2 文献综述  11-16
    1.2.1 液压挖掘机回转传动机构振动特性研究  11-13
    1.2.2 液压挖掘机可靠性研究  13-16
  1.3 本文研究内容  16-18
第2章 工作装置转动惯量的计算  18-39
  2.1 引言  18
  2.2 工作装置的等效转动惯量计算方法  18-22
    2.2.1 三角形平板绕任意轴的转动惯量计算方法  20-21
    2.2.2 均匀圆柱类刚体绕任意轴转动惯量  21-22
  2.3 动臂的等效转动惯量  22-24
    2.3.1 动臂三角模块CB_1F的转动惯量计算  22-23
    2.3.2 动臂三角模块CBF的转动惯量计算  23-24
  2.4 斗杆的等效转动惯量  24-27
    2.4.1 斗杆三角模块EFG绕轴质心轴转动惯量  26-27
    2.4.2 斗杆三角模块GFQ绕轴质心轴转动惯量  27
  2.5 铲斗的等效转动惯量  27-31
    2.5.1 铲斗三角模块VQK的转动惯量  28-29
    2.5.2 铲斗三角模块VKK_1的转动惯量  29-31
  2.6 液压缸转动惯量  31-37
    2.6.1 动臂液压缸的等效转动惯量  31-33
    2.6.2 斗杆液压缸的等效转动惯量  33-34
    2.6.3 铲斗液压缸的等效转动惯量  34-37
  2.7 本章小结  37-39
第3章 液压挖掘机回转传动机构振动特性分析  39-47
  3.1 引言  39
  3.2 回转传动机构动力学模型  39-43
    3.2.1 回转传动机构系统动能  40-41
    3.2.2 回转传动机构系统势能  41-42
    3.2.3 回转传动机构系统动力学方程  42-43
  3.3 回转传动机构系统自激惯性力分析  43-45
  3.4 回转传动机构振动特性分析  45-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章 液压挖掘机回转传动机构振动可靠性模型  47-63
  4.1 引言  47
  4.2 回转传动机构随机可靠性模型  47-54
    4.2.1 单失效模式随机可靠性模型  48-51
    4.2.2 两失效模式随机可靠性模型  51-53
    4.2.3 多失效模式随机可靠性模型  53-54
  4.3 基于振动的回转传动机构模糊可靠性模型  54-62
    4.3.1 单失效模式模糊可靠性模型  56-60
    4.3.2 多失效模式模糊可靠性模型  60-62
  4.4 本章小结  62-63
第5章 液压挖掘机回转传动机构可靠性实例仿真分析  63-80
  5.1 引言  63
  5.2 实例仿真计算流程  63-64
  5.3 工作装置的等效转动惯量仿真分析  64-69
    5.3.2 工作装置等效转动惯量与动臂及斗杆的位置关系  66-68
    5.3.3 工作装置的等效转动惯量计算值与估算值对比  68-69
  5.4 回转传动机构固有频率仿真分析  69-72
  5.5 回转传动机构模糊可靠性仿真分析  72-79
    5.5.1 单失效模式模糊可靠度仿真分析  73-77
    5.5.2 多失效模式模糊可靠性仿真分析  77-79
  5.6 本章小结  79-80
第6章 全文总结与研究展望  80-82
  6.1 全文研究工作总结  80
  6.2 研究展望  80-82
参考文献  82-87
致谢  87-88
攻读硕士学位期间发表论文情况  88

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑施工机械和设备 > 土工机械、挖掘机械 > 挖掘机
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