小型液压挖掘机斗杆与铲斗回路分析与可控性研究

论文摘要

挖掘机是一种执行机构多、工况复杂、能量消耗大的机械,在作业过程中,为了达到高效节能的目的,需要各执行机构动作可控性能好,易于操作。铲斗和斗杆作为挖掘机的主要执行机构,在各个作业循环中是不可缺少的,然而在实际作业过程中,经常出现铲斗和斗杆动作过快或者过慢、动作有抖动或者停顿等不良现象,大大影响了工作效率,增加了能量的消耗,因而需要找到一个合理解决这些问题的方法。多路阀作为挖掘机液压系统的关键部件之一,确定液压泵向各液压作用元件的供油路线和供油方式、液压作用元件动作时的流量分配及如何实现复合动作,直接影响各执行机构的动作特性。小型液压挖掘机液压系统普遍应用节流型三位六通多路阀,该阀阀芯上开有各种形状和尺寸的节流口,随着阀芯在阀体内的移动,各节流口形成不同的过流面积,以达到对各执行机构流量分配的目的,从而控制工作速度。因此,需要合理设计多路阀阀芯节流口形状和尺寸,形成合理的过流面积,提高执行机构动作连贯性,高效节能的完成工作循环。本文对节流调速回路特性进行了分析,得出节流口怎样匹配回路才有最佳的性能,以及以无杆腔或者有杆腔为主工作腔时宜采用怎样的节流回路,这对多路阀阀芯节流口的设计有指导性作用。在对小型液压挖掘机工况特点、液压系统进行分析以及挖掘机多路阀阀芯典型节流口过流面积推导计算的基础上,应用基于功率键合图的系统仿真软件AMESim建立了小型液压挖掘机铲斗和斗杆的液压回路仿真模型,通过使用将仿真数据与实际测试数据进行比较的方法确认了仿真模型的正确性。对小型液压挖掘机实际作业中所遇到的问题分析后,初步确定节流口修改方案,在仿真模型中加载过流面积参数来得到合理的压力流量曲线,从而确定合理的过流面积,根据过流面积确定节流口形状和尺寸进行加工,加工安装后进行操作和测试,测试结果表明节流口修改正确合理,问题得以解决。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外挖掘机发展动态及研究现状
• 1.1.1 国外挖掘机目前水平及发展动向
• 1.1.2 国内挖掘机目前水平及发展动向
• 1.2 国内外液压挖掘机液压系统发展动态及研究现状
• 1.2.1 国外发展动态及研究现状
• 1.2.2 国内研究情况及发展动态
• 1.3 国内外多路阀发展动态及研究现状
• 1.3.1 国外多路阀发展动态和研究现状
• 1.3.2 国内多路阀研究状况
• 1.4 课题研究意义
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第二章 小型液压挖掘机多路阀液压系统分析与研究
• 2.1 小型液压挖掘机工况特点
• 2.2 SWE16挖掘机液压系统分析与研究
• 2.3 节流调速回路特性分析研究
• 2.3.1 串联油路节流调速回路
• 2.3.2 并联油路节流调速回路
• 2.4 本章小结
• 第三章 多路阀机理分析与阀芯节流槽基本特性研究
• 3.1 多路阀的工作原理
• 3.1.1 串联阀的结构和工作原理
• 3.1.2 并联阀的结构和工作原理
• 3.2 阀芯节流口基本特性分析研究
• 3.2.1 常用节流口形式
• 3.2.2 小挖多路阀节流口过流面积计算推导
• 3.3 小型液压挖掘机主阀阀芯节流口过流面积与阀芯位移变化关系分析
• 3.3.1 铲斗联阀芯节流口过流面积与阀芯位移变化关系
• 3.3.2 斗杆联阀芯节流口过流面积与阀芯位移变化关系
• 3.4 本章小结
• 第四章 铲斗和斗杆液压回路仿真与实验研究
• 4.1 液压仿真概述
• 4.1.1 仿真技术在液压领域中的应用
• 4.1.2 液压建模与仿真的方法
• 4.1.3 液压系统建模特点
• 4.2 AMESim仿真软件概述
• 4.2.1 AMESim仿真软件在液压系统仿真中的优势
• 4.2.2 AMESim的使用方法
• 4.3 铲斗液压回路仿真模型建立和仿真分析
• 4.3.1 模型的建立
• 4.3.2 参数的确定
• 4.3.3 仿真分析
• 4.4 斗杆液压回路仿真模型建立和仿真分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 小型液压挖掘机故障解决
• 5.1 故障描述与分析
• 5.2 故障解决
• 5.3 测试结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果
• 致谢