抗流量飽和系統(tǒng)液壓挖掘機(jī)工作特性分析研究.pdf

1、隨著國家大力開展基礎(chǔ)建設(shè)活動，國家產(chǎn)業(yè)對道路建設(shè)及房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)的基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)備需求量增大。據(jù)2013年4月份的數(shù)據(jù)顯示，小型液壓挖掘機(jī)作為重要的土方挖掘設(shè)備，工程機(jī)械行業(yè)29家主要挖掘機(jī)制造商4月共銷售挖掘機(jī)16257臺，同比增長5.77％。小型液壓挖掘機(jī)應(yīng)用廣泛，但其工作環(huán)境多變、負(fù)載情況不可預(yù)測，本文經(jīng)實(shí)驗(yàn)和仿真數(shù)據(jù)分析，研究得到液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的工作性能和能耗分布。因此本文著手建立精確的液壓挖掘機(jī)的虛擬樣機(jī)模型，為液壓挖掘機(jī)工作

2、特性分析、能耗分析及能量分配優(yōu)化提供參考。
　　液壓元件廠商根據(jù)元件特性及原有液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)定制了較多種類的液壓系統(tǒng)，如常規(guī)節(jié)流控制系統(tǒng)、負(fù)載敏感控制系統(tǒng)（簡稱LS控制系統(tǒng)）、抗流量飽和流量分配液壓系統(tǒng)（簡稱LUDV系統(tǒng)）以及雙閥芯控制系統(tǒng)（簡稱Ultronics系統(tǒng)）等。本文主要研究抗飽和流量分配液壓系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，關(guān)鍵元器件為負(fù)載敏感變量泵、負(fù)載補(bǔ)償多路閥、控制手柄及附件等。本文使用核心分析方法及模塊化建模方法，抓住關(guān)鍵部

3、件對其進(jìn)行精密建模進(jìn)而完成整機(jī)的虛擬樣機(jī)模型，對建立的虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行分析研究。
　　為了建立完整的虛擬樣機(jī)模型，本文將液壓挖掘機(jī)分為機(jī)械結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)兩個(gè)大模塊并進(jìn)行分別建模，然后將兩個(gè)模塊聯(lián)合分析。本文選用多體動力學(xué)仿真軟件SimulationX進(jìn)行虛擬樣機(jī)模型的建立。SimulationX軟件從2006年進(jìn)入中國，該軟件支持多體動力學(xué)模型的建立，使用同一款軟件建立的模型可以有效的避免因通信時(shí)間帶來的不同步問題，并且Simul

4、ationX軟件的液壓系統(tǒng)和多體動力學(xué)的耦合也經(jīng)過了多方的驗(yàn)證，其結(jié)果具有較強(qiáng)的可信性。
　　針對液壓挖掘機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件，使用儀器對其關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行精密測量并在三維建模軟件Pro/E中建立整機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)模型和運(yùn)動學(xué)模型，然后將模型轉(zhuǎn)換為SimulationX支持的文件格式，建立挖掘機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的SimulationX模型，并對其進(jìn)行靜力學(xué)分析，驗(yàn)證機(jī)械模型的正確性。
　　以液壓系統(tǒng)中的負(fù)載補(bǔ)償多路閥的建模為例，介紹了其基本結(jié)構(gòu)

5、與工作原理。針對多路閥主閥芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜、節(jié)流槽形狀各異的特點(diǎn)，使用精密儀器對多路閥閥體及閥芯進(jìn)行精密測繪，并結(jié)合前人經(jīng)驗(yàn)以推導(dǎo)閥芯各種型式節(jié)流槽的通流面積。在SimulationX軟件中根據(jù)液壓元件的建模原理搭建元件模型。
　　本文以SimulationX、Pro/E仿真軟件為工具，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)建立起關(guān)鍵元件的模型，進(jìn)而搭建起整機(jī)的多體動力學(xué)模型，模型可以分析整機(jī)各種復(fù)雜工況下的動態(tài)特性、功率消耗以及各元件功率消耗的百分比。該模型對