D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.01.015 第21卷第1期 北京科技大学学报 VoL.21 No.1 1999年2月 Journal of University of Science and Technlogy Beijing Feb.1999 装载机铲斗结构参数优化设计及其可视化 王国彪)阁满红山杨力夫2)马铸2) 1)北京科技大学资源工程学院，北京1000832)徐州装截机厂，徐州221006 摘要在IS07546一1983的基础上，通过建立几种不同型式铲斗容量计算的统一数学模型，推 导出铲斗容量的精确计算公式.利用复合形法对铲斗结构参数进行了优化设计，通过可视化显示 设计结果，为准确计算斗容及合理设计铲斗结构提供了理论基础， 关键词装载机：铲斗参数：优化设计；可视化 分类号TH234 日前文献[1]中给出的计算铲斗回转半径的 1预先要解决的几个问题 公式不够全面，国内外有关标准(GB5899一86， IS07546一1983)中也只给出了铲斗容量的最终 1.1计算模型 计算公式，对公式中涉及的参数没有给出具体的 各种不同类型的铲斗，其结构参数的设计计 求解表达式.本文以IS07546一1983为依据，推 算模型可用图1表示.当，=r,=0时，为基本型 导出基本型、切削刃凸出型、背板凸出型、切削刃 铲斗；当，=0时，为切削刃凸出型（或非直线切 凸出和背板凸出型等不同结构铲斗容量的统一 削刃型)铲斗；当，=0时，为背板凸出型铲斗；当 计算公式，采用复合形优化方法自动设计满足给 ”+0及r≠0时，为切削刃凸出和背板凸出型铲 定容量要求的铲斗结构参数，并对优化设计结果 斗. 进行了可视化显示，采用科学计算可视化 在铲斗结构参数中，一般以回转半径R。作为 将可视化方法运用于铲斗结构参数的优化 基本参数，其他参数则作为R。的函数，即：斗底长 设计，直观地显示铲斗优化设计的过程及铲斗结 度r=1,R:后斗壁长度r:=1,R:斗底与后斗壁 构形状，具有广泛的实用意义. 直线之间的圆弧半径，=1R:切削刃凸出高度 d d/2 d/2 2 标定面 图1铲斗结构参数计算模型 rr=Ro;背板凸出高度r=R.其中g,,1R,, 分别为斗底长度系数、后斗壁长度系数、斗底与 1998-04-15收稿王国彪男，34岁，副粒授 后斗壁直线之间的圆弧半径系数、切削刃凸出高 *国家自然科学基金资助课题(No:59705010) 度系数和背板凸出高度系数，第 卷 年 第 期 月 北 京 科 技 大 学 学 报 一 。 装载机铲斗结构参数优化设计及其可视化 王 国彪 阎满 红 杨 力 夫 马 铸 北 京 科技 大学 资源工 程学院 ， 北京 徐州 装载机厂 ， 徐州 摘 要 在 一 的基础 上 ， 通 过建立几种 不 同型 式铲斗容 量 计算的统一数学模型 ， 推 导出铲 斗容 量 的精 确 计算公 式 利 用 复合形 法 对铲斗 结构参数进行 了优化设计 ， 通 过 可 视化显示 设计结果 ， 为准确计算 斗容及合理设计铲斗结构提供了理论基础 关键词 装载机 铲斗参数 优化设计 可视化 分类号 目前 文 献 【 中给 出 的计 算 铲斗 回 转 半 径 的 公 式 不够全 面 ， 国 内外 有 关 标 准 一 ， 一 中也 只 给 出 了铲 斗 容 量 的最 终 计算公 式 ， 对公 式 中涉 及 的参 数 没 有 给 出具 体 的 求解 表 达 式 本 文 以 一 为依据 ， 推 导 出基 本型 、 切 削 刃 凸 出型 、 背 板 凸 出型 、 切 削刃 凸 出 和 背 板 凸 出型 等 不 同结 构 铲 斗 容 量 的 统 一 计算公 式 ， 采 用 复 合 形 优 化 方 法 自动设计满足 给 定 容 量要 求 的铲 斗 结 构 参 数 ， 并 对优 化设 计结 果 进行 了可 视 化 显示 ， 采 用科 学计算 可 视化 将 可 视 化 方 法 运 用 于 铲 斗 结 构 参 数 的优 化 设计 ， 直观地 显示 铲 斗 优 化 设 计 的过 程 及 铲斗 结 构形 状 ， 具有广泛 的实用意义 预先要解决的几个 问题 计算模型 各 种 不 同类 型 的铲 斗 ， 其结 构参数 的设计计 算模型 可 用 图 表示 · 当 一 ， 一 时 ， 为基本型 铲 斗 当 几 时 ， 为切 削 刃 凸 出型 或 非 直 线 切 削刃 型 铲斗 当 ，一 时 ， 为背板 凸 出型铲斗 当 几 羊 及 今羊 时 ， 为切 削刃 凸 出和 背板 凸 出型铲 斗 在铲 斗结 构参数 中 ， 一般 以 回转半径 。 作 为 基 本参数 ， 其他参数则作 为 。 的 函 数 ， 即 斗底 长 度、 一 几声 。 后 斗 壁 长 度 一 又 。 斗 底 与后 斗 壁 直 线 之 间 的 圆弧 半 径 又声 。 切 削 刃 凸 出高度 一 —一— 一—— 一 一 一 一 一 一 一一 — 帕 厂产 哭 铲斗结构参数计算模型 囊远 刁 一 收稿 王 国彪 男 ， 岁 ， 副教授 国家 自然科学基金 资助课题 ， 一 寿 背板 凸 出高度 又禹 · 其 中礼 ， 凡汉 ，， 寿 ， 又 分别 为斗底 长度系数 、 后 斗壁 长度系数 、 斗底 与 后 斗壁 直 线 之 间 的 圆 弧半 径 系 数 、 切 削 刃 凸 出高 度系数和 背板 凸 出高度系数 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1999．01．015