摘 要

工程车支撑系统是工程车在工作时的一个工作平台，它为工程车提供了一个稳定的工作环境，在保证车辆自身安全的基础上提高了工作效率。工程车在作业时，由支撑系统保证其安全性和可靠性，因此支撑系统对整个工程车来说是至关重要的一部分。

本文设计了一个运用于工程车的三角支撑系统，即满足“三点成面”的原理，简单可靠，相对于四角支撑来说不存在由于地面不平整而出现支脚悬空的状态，使工程车具有更好的工作稳定性，能保证工程车支撑对载荷及横向力的需求，能防止车辆倾覆、适应多种工况环境。

三角支撑包括左、右两个驻锄和一个后支撑，由左、右两个驻锄承受横向力，后支撑辅助两个驻锄构成“三点成面”，形成一个稳定可靠的支撑系统。首先，对整个支撑系统结构进行理论计算和三维模型的建立，并利用ANSYS对其复杂的结构件进行有限元分析；其次，在以液压为驱动方式的基础上进行液压系统原理的说明和液压部件的选型；最后，为模拟真实工况，利用ADAMS对整个支撑系统进行运动学仿真，验证本支撑系统的可行性。

关键词：工程车支撑系统；驻锄；静力学分析；液压系统；运动学分析

Abstract

Truck support system is a work platform at work, which provides a stable working environment for the truck and the vehicle improves work efficiency on the basis of ensuring their safety. The support system ensures the safety and reliability of engineering vehicles during operations, the support system is a vital part for the entire project vehical.

This paper design a triangular support systems used in truck, which satisfies the principle of "three-point into the surface", simple and reliable, with respect to the four corners of the support for the state of feet dangling due to the uneven ground does not exist, so that the vehical has a better job stability, to ensure that the demand and the lateral force to engineering vehicle supports, to prevent the vehicle from overturning, to adapt a variety of environmental conditions.

Triangle support comprises left and right hoe and a back support, the left and right hoe to withstand lateral forces, and the back support with two hoes constitute “three-point into the surface” that forms a stable support system. First, using theoretical calculation and establishing three-dimensional model for the entire structure of the support system, and using ANSYS finite element analysis for its complex structure; secondly, describing the principle of the hydraulic system and the selection of hydraulic components based on the hydraulic system driving; Finally, to simulate the real situation to take advantage of the ADAMS for entire support system to finish dynamic simulation to verify the feasibility of the support system.

Key Words : engineering vehicles support systems; hoe; static analysis; hydraulic system; mechanical dynamics analysis

目录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2轮式挖掘机国内外研究现状 3

1.2.1国外研究现状 3

1.2.2国内研究现状 3

1.3 本章小结 4

第2章 工程车支撑系统的设计 5

2.1 工程车支撑系统总体方案的设计 5

2.2 工程车支撑系统模型的建立 9

2.3 工程车支撑系统标准件的选择与校核 17

2.4 工程车支撑系统结构件的有限元分析 19

2.4.1 ANSYS Workbench简介 19

2.4.2 工程车支撑系统结构件的有限元分析 20

2.5 本章小结 22

第3章 工程车支撑系统液压系统的设计 23

3.1 工程车支撑系统液压系统的回路结构及原理 23

3.2 工程车支撑系统液压系统的部件选型 24

3.2.1 支撑系统液压缸的选型 24

3.2.2 支撑系统油泵的选型 30

3.2.3 支撑系统液压阀的选型 31

3.3 本章小结 32

第4章 工程车支撑系统的运动学仿真 33

4.1 ADAMS简介 33

4.2 工程车支撑系统的三维几何模型在ADAMS中的前处理 33

4.3 工程车支撑系统的运动学仿真分析 36

4.4 本章小结 42

第5章 总结与展望 43

5.1 总结 43

5.2展望 43

参考文献 44

致 谢 46

第1章 绪论

1.1课题研究背景及意义

工程车在基础设施建设的应用大大减轻了劳动强度、节省人力物力、缩短了建设周期，在保证高效率高质量的同时降低了建设成本，在工业和民用建设中起着至关重要的作用。

在实际工程项目中，工程车往往面临的是相对恶劣的作业环境。而对于其中一些工程车，如挖掘机、起重机、云梯升降工程车、泵车等工程机械，它们需要一个稳定地支撑来辅助它们完成所要完成的工作任务。起重机、云梯升降工程车、泵车等工程机械的工况较好，一般位于路面较平的地方进行物料的装卸、输送，其支撑的主要作用有两个，一是为工程车提供一个相对平衡的工作环境以防止工程车辆发生倾覆，二是为了减轻轮胎压力以延长车辆轮胎寿命。这类工程车辆的支撑发展较为成熟的是H型支撑，由两个水平液压缸和两个竖直液压缸组成液压支撑系统，因其伸展出来形如“H”而得名，如图1.1所示^[3]。而挖掘机在实际作业中的工况相对恶劣，它不仅可以在水平地面进行作业，还可以在坡面或是崎岖不平的路面进行作业。挖掘机分为履带式挖掘机（简称履挖）和轮式挖掘机（简称轮挖）。轮挖以轮胎为行走部件，速度快，不损伤路面，可快速更换多种作业装置及具有远距离自行转场的能力；对于相同等级的轮挖与履挖，虽然轮挖的工作效率较低、价格较昂贵，但因其在频繁转场时所体现的灵活、机动性能使其更有经济优势。正因如此，轮挖在中小型维护工程、公路建设、快速应急抢修等物料的挖掘及搬运方面更受工程项目的青睐。因挖掘机在作业时挖掘臂会受到阻力从而使车辆受到水平方向的拉力，会使车辆产生移动的趋势从而降低工作效率。履挖其底盘重，履带与地面接触面积大，足以抵抗车辆受到的水平拉力；而轮挖因轮胎与地面摩擦力不足以克服车辆所受水平拉力，所以具有四个与水平面和车身分别成45°夹角的液压支撑，从而在抵抗车辆所受水平拉力的同时保证车辆的平衡稳定性，如图1.2所示^[6]。但在凹凸路面可能会出现其中一只脚悬空，即产生四角支撑过约束。支撑系统是工程车在工作环境下的安全保障，是工程车工作的基本平台。因此，工程车支撑系统的研究设计对于工程车在工程应用当中具有重大的意义^[3]。