小型液压挖掘机多路阀阀芯节流槽研究及应用

论文摘要

液压系统是挖掘机的核心部分,决定了挖掘机能否高效、低能耗地完成各种作业要求。而多路阀作为挖掘机液压系统的关键部件之一,其确定了液压泵向各执行元件供油的方向和流量,进而控制执行元件的运动方向和速度。本文以LUDV系统（负载独立流量分配系统）的小型液压挖掘机多路阀为研究对象,该多路阀为了满足挖掘机的工作要求,通常在主阀芯节流端面的圆周凸肩上开有各种形状和大小的节流槽,通过阀芯与阀体的配合形成不同的节流口。当阀芯在阀体内移动时,进油路和回油路中各有一个节流口同时起作用,其过流面积的大小决定了进出执行机构的流量大小。因此构成这两个节流口的节流槽的匹配情况在很大程度上决定了执行元件的工作速度和承载能力,合理设计阀口节流槽是多路阀设计的基础。本文分析了基本型节流槽（U形槽、三角槽）及组合型节流槽（U+U形、U+三角形）过流面积的计算方法并建立数学模型。利用Visual Basic语言开发了交互式节流槽阀口过流面积计算系统。该系统集阀口过流面积计算,数据存储、查询等于一体,能够对不同形式节流槽阀口过流面积进行对比分析,得出各种节流槽的流量特性。在阀口过流面积计算系统的基础上,以某7t样机为例,分析多路阀动臂联主阀芯节流槽对动臂上升、下降速度的影响,计算不同阀口开度下动臂上升、下降的时间以及油泵的供油量。另外针对斗杆下降时其油缸载荷方向反转使得斗杆下降速度减慢甚至停顿的现象,分析得出进油路和回油路的节流口过流面积之比必须在一定范围内才能避免上述现象的发生。最后通过试验测试动臂快速上升和下降的时间,与VB系统的计算结果误差较小,从而证明过流面积数学模型的正确性以及样机分析结果的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题提出的背景及意义
• 1.2 多路阀简介
• 1.3 挖掘机多路阀的研究现状
• 1.4 多路阀阀芯节流槽流量特性研究现状
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第2章 液压挖掘机多路阀的节流限速分析
• 2.1 典型挖掘机液压系统简介
• 2.1.1 正流量控制系统
• 2.1.2 负流量控制系统
• 2.1.3 负荷传感控制系统
• 2.1.4 各液压系统复合动作的特性分析
• 2.2 挖掘机LUDV系统多路阀回路分析
• 2.3 多路阀动臂联节流限速分析
• 2.3.1 动臂上升限速原理
• 2.3.2 动臂下降限速原理
• 2.3.3 动臂油缸载荷分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 典型节流槽阀口过流面积计算
• 3.1 节流槽的基本形式
• 3.2 典型节流槽阀口过流面积的计算准则
• 3.2.1 基本型节流槽过流面积计算准则
• 3.2.2 组合型节流槽过流面积计算准则
• 3.3 节流槽阀口过流面积计算
• 3.3.1 U形槽阀口过流面积
• 3.3.2 双三角槽阀口过流面积
• 3.3.3 U+U形槽阀口过流面积
• 3.3.4 双三角槽+U形槽阀口过流面积
• 第4章 基于VB的计算系统开发
• 4.1 Visual Basic软件概述
• 4.2 计算系统的设计思想
• 4.2.1 系统可行性分析
• 4.2.2 系统的设计原则
• 4.2.3 系统的结构设计
• 4.3 系统详细设计
• 4.3.1 界面设计
• 4.3.2 控件设计
• 4.3.3 代码设计
• 4.3.4 数据库设计
• 4.3.5 绘图设计
• 4.4 系统功能介绍
• 4.4.1 用户管理
• 4.4.2 节流槽阀口过流面积计算
• 4.4.3 数据库查询
• 4.4.4 挖掘机动臂运动速度分析
• 4.4.5 挖掘机斗杆下降速度分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 试验测试
• 5.1 试验目的及内容
• 5.2 试验测量设备
• 5.3 试验结果分析
• 5.3.1 动臂快速上升
• 5.3.2 动臂快速下降
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文