装载机液压系统动态性能仿真研究

发布时间：2020-10-28 05:17

　　 随着全球工业的发展,装载机液压系统也在不断向前发展,但受实际工作环境和工作时间的限制,装载机液压系统在实际工作过程中往往会出现震动或液压冲击,因外部干扰出现动态品质不稳定等问题也日益严重,这就需要对装载机液压系统进行动态特性研究,运用计算机仿真技术对液压系统进行仿真分析是现代液压技术研究的重要手段,通过仿真研究可以了解和掌握液压系统工作过程中的动态工作特性和参数变化,以便进一步改进和完善液压系统,适应复杂多变的工作环境。本课题主要以某型装载机液压系统为研究对象,用EASY5软件对装载机液压系统进行建模仿真,主要的研究工作如下: 1.在深入分析装载机液压系统组成及工作原理的基础上,探讨系统基本液压元件对整个液压系统的作用和性能的影响,为仿真建模提供理论支持。在EASY5中,以高级液压库中的元件为基础,通用液压库中的元件为控制部件,建立了多路换向阀、流量放大转向器、缓冲阀等的仿真模型,通过仿真分析,将结果与元部件特性曲线进行比较,修改相关参数达到基本模拟实物模型,进而建立整个系统的仿真模型,为仿真试验奠定基础。 2.对装载机液压系统进行实验室内的动态性能测试,实现该液压系统不同工况下的空载、合流空载、加载、合流加载试验,进行动态试验数据采集。并对不同工况下装载机液压系统试验结果进行分析,根据实际试验结果,对整个仿真模型进行参数修改和调试,达到仿真结果与实际试验结果基本吻合,从而验证建模的准确性。 3.在EASY5仿真环境中,对系统模型进行仿真研究,结合装载机实际工作工况,通过改变外负载的输入方式等,研究参数变化对整个系统动态特性的影响,获得对系统动态过程过渡品质的深入了解,最后利用蓄能器改进系统的动态特性,解决装载机实际工作过程中动态品质不稳定的问题。 本课题建成了装载机液压系统仿真模型,通过仿真研究分析了对装载机液压系统稳定性影响的几个因素,在系统中添加蓄能器改善液压系统的动态性能,建立的仿真模型用于对装载机液压系统进行虚拟试验分析,可降低实际实验室试验中的复杂程度,对其它同类型的工程机械液压系统动态性能仿真研究提供参考和依据,对产品的设计改型、创新研发具有重要的实用意义。
【学位单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH243
【部分图文】：

褂头?10．DF25 多路换向阀 11．动臂液压缸换向阀 12.位移传感器 13．动臂液压缸 14．转斗液压缸 15．转向泵 CBGQ2080图 2.1 装载机工作装置液压系统原理图2.1.1 多路换向阀工作原理和在工作液压系统中的作用分析多路换向阀设有动臂举升液压缸换向阀和转斗液压缸换向阀，两者构成串并联回路。用来控制转斗液压缸和动臂举升液压缸的运动方向，使铲斗和动臂能够停在某一位置，并可通过控制换向阀的开度来获得液压缸的不同运动速度。转斗液压缸换向阀是三位六通滑阀，它可以控制铲斗前倾、后倾和中立在某一位置等三个动作；动臂举升液压缸换向阀是四位六通滑阀，它可以控制动臂上升、下降、中立和浮动等四个动作，动臂浮动位置可使装载机在平地堆积作业时，工作装置可以随地面情况自由浮动，在铲掘矿石作业时可使铲斗刃避开大块矿石进行铲掘，提高作业效率。阀杆移动靠手动，回位靠弹簧。如下图 2.2 所示，多路换向阀内有转斗阀杆和动臂阀杆。转斗阀杆有中立、前倾和后倾三个位置，动臂阀杆有中立、上升、下降、浮动四个位置。阀杆移动靠手动，回位靠弹簧。当多路换向阀在中立位置时，主泵来的油经多路换向阀直接回油箱。动臂液压缸或者转斗液压缸工作时，操纵者推动动臂或者转斗阀杆向左或向右移动到

整丝杆 2．弹簧 3．调压阀芯 4．安全阀套 5．泄油阀 6 和 14．钢球 7．回油阀芯 8．转斗滑阀阀 10．动臂滑阀 11．回油弹簧 12．动臂回位柱塞 13．固定柱塞 15．活动柱塞 16．限位柱图 2.2 DF25 多路换向阀结构图选用的是 DF25 型高压大流量手动多路换向阀，该换向阀是整体双阀芯式结构分别调整阀芯相对于阀体的位置来接通或断开油路以变换油液流动的方向，可该阀出油口不同的执行机构进行独立控制，且互不影响。但当液体流经多路换的阀口和阀腔时，由于液体流动方向和流速发生变化，造成液体动量的改变，受到稳态液动力和瞬态液动力的作用，此外多路换向阀换向过程中的换向阻力、弹簧力以及阀芯两端回油压差引起的液压轴向力等。多路换向阀是装载机工作装置液压系统中最重要的部件之一，也是组成装载机主要部分。它是具有液流方向控制和流量大小控制功能的复合阀，它的换向性于工作执行机构工作的灵敏性和平稳性有重要影响，因此在阀芯的回油凸肩上现回油节流、在控制油路中装设阻尼器、选择合理的滑阀机能等都可减少液压多路换向阀的换向性能，增强整个液压系统的稳定性。油液流经该阀时的会造

孔之间的配合间隙以及两端的压力差增大而增加，随油液粘度减少。压缸在系统中的动态特性分析工作油路包括动臂油缸和转斗油缸两个执行元件，试验中选用液压缸，如下图 2.3 所示，中间为转斗缸，两旁的为动臂缸，于中位时，油缸锁紧而油泵卸荷，如果将阀换至右位或左位，驱动动臂升降，通过控制手动换向阀的阀口开口大小，调节进实现对动臂升降的速度控制，保证装载机动臂具有较快的升降。转斗油缸与动臂油缸两者不要求同时动作，但需保证转斗油油缸的三位六通阀应在动臂油缸的四位阀前，转斗油路设有限卸料完毕后操纵三位阀使铲斗上转到一定位置便自动限位，这到停机面刚好水平放置，无须再调平。
【引证文献】

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本文编号：2859646