摘 要：基于油壓的鏟運(yùn)機(jī)動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)主要用于對(duì)鏟裝物料過(guò)程中的計(jì)量，隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，鏟運(yùn)機(jī)稱重系統(tǒng)逐漸轉(zhuǎn)向智能化系統(tǒng)，其中油壓測(cè)量稱重系統(tǒng)是最為常見(jiàn)的稱重系統(tǒng)，因此論文以基于油壓測(cè)量的鏟運(yùn)機(jī)稱重系統(tǒng)的力學(xué)性質(zhì)為研究對(duì)象，主要對(duì)鏟運(yùn)機(jī)的研究現(xiàn)狀、鏟運(yùn)機(jī)稱重的工作裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)研究和工作裝置的動(dòng)力學(xué)建模研究分析進(jìn)行詳細(xì)分析，希望能對(duì)我國(guó)稱重的改進(jìn)提供參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：油壓；測(cè)量；鏟運(yùn)機(jī)；稱重

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.033

鏟運(yùn)機(jī)裝載時(shí)需及時(shí)對(duì)鏟裝的物料進(jìn)行稱量，但由于各種條件的限制，計(jì)量方法不能采用簡(jiǎn)單的靜態(tài)稱重，須進(jìn)行間接手段進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于大型輪式鏟運(yùn)機(jī)則要安裝稱重系統(tǒng)，而基于油壓的稱重系統(tǒng)能及時(shí)準(zhǔn)確地顯示出需再裝的物料量，因此有必要對(duì)鏟運(yùn)機(jī)稱重系統(tǒng)力學(xué)性能進(jìn)行具體的研究。

1 鏟運(yùn)機(jī)的研究現(xiàn)狀

鏟運(yùn)機(jī)經(jīng)過(guò)50～60年的發(fā)展，鏟運(yùn)機(jī)的稱重技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。液壓技術(shù)等智能系統(tǒng)應(yīng)用于鏟運(yùn)機(jī)稱重系統(tǒng)，從而使鏟運(yùn)機(jī)更智能化，生產(chǎn)效率得到了很大的提高，司機(jī)的作業(yè)環(huán)境得到了改善，機(jī)器的使用壽命也得到延長(zhǎng)。

我國(guó)鏟運(yùn)機(jī)行業(yè)起步相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)是比較晚，技術(shù)相對(duì)落后，產(chǎn)品可靠性差，品種單一，技術(shù)含量低。隨著改革開(kāi)放的進(jìn)行，國(guó)外鏟運(yùn)機(jī)知名品牌逐漸引入到中國(guó)市場(chǎng)，雖然中小噸位鏟運(yùn)機(jī)上對(duì)國(guó)內(nèi)廠家的威脅不大，但對(duì)6噸以上的大型產(chǎn)品形成了市場(chǎng)壟斷，且研究出適合中國(guó)用戶的特殊產(chǎn)品，給國(guó)內(nèi)鏟運(yùn)機(jī)行業(yè)帶來(lái)了沖擊。鑒此，國(guó)內(nèi)的鏟運(yùn)機(jī)廠家也不斷投入研發(fā)，充分吸收了國(guó)外產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)不斷創(chuàng)新，研發(fā)出新產(chǎn)品，使產(chǎn)品不斷向高水平、高質(zhì)量、中價(jià)位、經(jīng)濟(jì)實(shí)用型過(guò)渡。

2 鏟運(yùn)機(jī)稱重系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)研究

（1）工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究。1）建立工作裝置的三維實(shí)體模型。運(yùn)用Pro/ENGINEER軟件對(duì)其進(jìn)行建模，主要利用軟件的拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描等功能建立模型。鏟運(yùn)機(jī)工作裝置的大部分構(gòu)件呈對(duì)稱，建?？衫苗R像的原理，論文以JCCY-4型鏟運(yùn)機(jī)工作裝置進(jìn)行建模；2）工作裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。鏟運(yùn)機(jī)工作裝置安裝了3個(gè)驅(qū)動(dòng)器，其控制機(jī)器在鏟裝過(guò)程的運(yùn)動(dòng)，工作裝置的構(gòu)件在鏟運(yùn)機(jī)上對(duì)稱分布，所以只需在一側(cè)對(duì)驅(qū)動(dòng)器施加作用力。

（2）工作裝置的運(yùn)動(dòng)分析。1）鏟運(yùn)機(jī)工作裝置上的鏟斗的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作包括，首先進(jìn)行舉升動(dòng)臂，然后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)鏟斗，最后在進(jìn)行卸載物料和動(dòng)臂放下；2）根據(jù)鏟運(yùn)機(jī)結(jié)構(gòu)和受力特征，選擇前車(chē)架與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)、轉(zhuǎn)斗油缸與搖臂鉸接點(diǎn)和搖臂與連桿的鉸接點(diǎn)進(jìn)行模擬分析。

前車(chē)架與動(dòng)臂鉸接點(diǎn)：動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)中，鉸接點(diǎn)的速度和加速度保持不變，位移曲線大小相等呈直線對(duì)稱分布。開(kāi)始運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于鏟斗作用于動(dòng)臂上，其速度和加速度變化很小。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中鉸接點(diǎn)的加速度保持為0，與工作裝置的實(shí)際相吻合。

轉(zhuǎn)斗油缸與搖臂鉸接點(diǎn)：只在舉升鏟斗和翻斗鏟掘時(shí)，鉸接點(diǎn)才有速度和加速度，其它時(shí)候沒(méi)有速度與加速度。從位移曲線分析，除了舉升鏟斗與翻斗鏟掘外，轉(zhuǎn)斗油缸基本固定，與實(shí)際情況相同。

搖臂與連桿的鉸接點(diǎn)：鉸接點(diǎn)開(kāi)始插入并進(jìn)行提升轉(zhuǎn)斗時(shí)，連桿受沖擊力的作用，鉸接點(diǎn)的加速度與速度變化量為最大值，最大位移量變化在轉(zhuǎn)斗提升階段。

3 工作裝置的動(dòng)力學(xué)建模分析

（1）工作裝置的受力分析。將鏟運(yùn)機(jī)的鏟斗的受力情況可簡(jiǎn)化為兩種力：偏心載荷和對(duì)稱載荷。把鏟運(yùn)機(jī)受力分三種受力工況：1）以鏟運(yùn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力為牽引鏟斗水平插入物料中，轉(zhuǎn)斗油缸與動(dòng)臂油缸處于閉鎖狀態(tài)，鏟斗齒尖只受水平插人阻力；2）在對(duì)物料進(jìn)行鏟掘動(dòng)作時(shí)，舉升動(dòng)臂或翻轉(zhuǎn)鏟斗鏟取物料時(shí)，垂直方向鏟斗受到垂直掘起阻力；3）鏟運(yùn)機(jī)對(duì)物料進(jìn)行復(fù)合鏟掘時(shí)，鏟斗受垂直掘起阻力與水平插入阻力的相互作用。

4 結(jié)論

論文依托Pro/ENGINEER軟件，建立基于油壓測(cè)量鏟運(yùn)機(jī)稱重系統(tǒng)的工作裝置進(jìn)行力學(xué)分析，分別對(duì)其的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了工作裝置各桿件及鉸接點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力，建立了工作裝置系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為以后對(duì)現(xiàn)代的鏟運(yùn)機(jī)稱重系統(tǒng)的更新?lián)Q代提供了理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏景斌，劉俊峰，錢(qián)稷，陳其林.基于CH375的USB數(shù)據(jù)傳輸[J].微計(jì)算機(jī)信息，2010（02）.

[2]馬世杰，李兆濤.基于ARM2103的多功能電子計(jì)價(jià)秤設(shè)計(jì)[J].大眾科技，2010（01）.

[3]葛姣，高清維.基于RS485的多機(jī)串口通信網(wǎng)絡(luò)[J].安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（06）.