矿用液压挖掘机动臂升降控制系统研究

结合现有挖掘机液压控制系统在工作时所暴露出的缺点,提出了一种新的采用流量再生液压控制回路的液压控制系统,建立了挖掘机工作的数学分析模型,利用试验对该新型液压控制系统进行了验证。验证结果表明,采用新的液压控制系统后挖掘机下降时的速度提升了51.43%,液压系统在工作时的稳定性和可操作性得到了显著的提升。     

基于负载口独立的挖掘机回转液压系统仿真分析

负载口独立技术增加了系统的控制自由度,进、出口节流面积可独立调节。此方法与挖掘机回转液压系统的加速启动、减速制动的分段控制过程相吻合。利用系统增加的自由度进口采用计算流量反馈的控制方法控制回转平台转速,出口采用压力反馈控制方法实现回转平台的平稳制动。理论分析和Matlab/SimHydraulics仿真分析表明,利用负载口独立技术,可以提升挖掘机回转启动的快速性、降低减速制动时的压力冲击及减少反复振荡,是提升效率、启制动平稳性的有效途径之一。     

单向节流阀对挖掘机单动作冲击影响的研究

针对挖掘机单动作冲击大的问题,采用在挖掘机主阀先导侧加装单向节流阀的方式进行冲击优化。该文以某型号挖掘机为试验对象,在其主阀动臂联先导侧加装直径0.5 mm的单向节流阀,通过AMESIM系统建模仿真,研究了单向节流阀对动臂提升冲击的影响。同时,实测了动臂提升启停过程中主阀P口压力和动臂上升先导压力数据,并对比了加装单向节流阀前后主阀P口和动臂上升先导压力的变化。研究结果表明：加装单向节流阀后,动臂启动时主阀压力响应稍有延迟,动臂上升过程主阀P压力波动程度降低,动臂停止时,主阀压力缓慢降低,单向节流阀对动臂起停冲击效果显著。鉴此,可将单向节流阀扩展应用于整机单动作调试冲击方面,本研究对于类似工程机械单动作冲击消除具有指导意义。     

新型混合动力液压挖掘机的能量再生系统研究

尽管在混合动力液压挖掘机中采用液压马达和发电机的传统能量再生系统(ERS)能够再生部分能量,但对要求其拥有大功率的电机和发电动机且再生能量的时间较短。结合电动液压蓄能器的优点,分析了新型电动助力转向器的结构,并提出了一种液压蓄能器工作压强设定方法。为了避免额外能耗、噪声和冲击压强,给出了一种两级压强阈值约束方法,介绍了动臂下降时控制臂架速度,以及臂架停止下落时回收效率的控制策略,建立了具有ERS的混合动力挖掘机实验平台,研究了ERS对能量转换效率和控制性能的影响。实验结果表明,所提出的ERS比传统的ERS具有更好的动臂速度控制性能,当动臂下降时,总势能的45%可以再生,并且发电机和液压马达的功率水平可以降低60%。     

掘进机摇臂升降液压系统性能分析及优化

针对掘进机摇臂升降液压系统中密封件易损坏,造成升降油缸无法自锁,摇臂自行下落的问题,研究了摇臂升降液压系统及元件工作原理,建立AMESim模型,分析动态特性,发现摇臂升至极限瞬间产生液压冲击是造成密封件损坏的根本原因,通过增大油缸内截面,降低平衡阀和溢流阀的开启压力,可有效降低液压冲击的瞬间峰值,延长了密封件使用寿命。     

采煤机摇臂在传动系统激励下的振动特性研究

通过有限元模型和试验验证,获得了摇臂工作时的固有振动特性,然后通过振动冲击试验,对摇臂在工作时的振动特性进行了分析。分析结果表明:采煤机摇臂传动系统在启动时对摇臂的冲击要远大于采煤机摇臂工作时所受到的截割载荷的冲击,摇臂的振动主要是由第3阶和第5阶振型引起的弹性振动。     

高效节能液控振动挖掘机关键技术的研究开发

针对耗能大户挖掘机在硬地面、矿山碎石地面、山石地震地面等复杂地面施工中的低效率、高耗能问题,研究开发以振动冲击学为理论基础、在核心技术上具有自主知识产权的液压控制伺服阀和液压伺服控制系统以及振动式铲斗等高效节能液控振动挖掘机关键技术,将传统的静态挖掘力变革为动态瞬间大的冲击挖掘力,实现高效节能的振动挖掘方式。该振动挖掘方式与不振动挖掘方式相比,将减少挖掘阻力和提高挖掘工效25%以上、节能20%左右,推动挖掘机产业向高效、节能方面发展。     

模糊PID进出口独立控制装载机摇臂液压系统

传统装载机常采用四边联动滑阀的多路阀控制液压缸运动,致使进出液压油口节流损失大,尤其对于负载复杂多变工况的摇臂液压缸,能耗损失更为明显。为改进这些不足,提出了一种基于模糊PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统。采用AMESim,LMS Virtual.Lab Motion仿真软件建立了原机的机液联合仿真模型,并通过试验验证了所搭建模型的准确性。在原模型的基础上,构建了基于模糊自适应PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统仿真模型,并进行了动力性、能效特性的研究。结果表明,采用进出口独立模糊PID控制方法可显著降低阀口节流损失,在保持摇臂机构动力性不变的前提下,泵功率峰值在摇臂油缸阻抗和超越工况下分别降低了13.6%和46.8%。     

挖掘机动臂的储能系统的平衡特性分析

通过对挖掘机动臂工作特性的分析,提出了一种新的三腔液压缸的动臂储能平衡系统,并对其工作原理和结构进行了论证及仿真分析,同时为了验证该控制系统工作的实际效果,搭建了挖掘机动臂储能系统试验验证平台,结果表明:采用新的动臂储能平衡系统后,液压挖掘机的动臂在下降时的势能的回收利用率达到了约71%,节能效果可达49.2%,极大地提升了挖掘机的工作时节能效果。     

挖掘机遥控转向系统的研究

针对挖掘机的遥控转向系统，介绍了其工作原理，建立了数学模型，并根据其工作特点，采用模糊控制与PID控制相混合的控制方式，实现了挖掘机遥控转向系统的计算机控制。     

振动挖掘机的研究综述

振动挖掘机是在普通挖掘机的基础上加入振动激励装置,使挖掘机的铲斗在工作中形成振动挖掘力。它比普通挖掘机适用范围更广,可大幅降低挖掘机在工作中的挖掘阻力,提升了挖掘机在硬质土壤、碎石地面等一系列复杂地面的工作效率,且降低了能源消耗。文章简要介绍国内外振动挖掘机的发展状况,叙述以不同激振方式工作的振动挖掘机在农业收获和工程建筑等领域中的研究状况与应用实例,并就振动挖掘机在未来的发展做展望。     

挖掘机液压系统建模仿真及能耗分析

为研究挖掘机液压系统能耗分布,寻找节能途径,本论文在深入分析负流量控制挖掘机液压系统的基础上,采用AMEsim仿真软件建立一台通用型液压挖掘机负流量控制液压系统的数学模型;采用Adams仿真软件建立了该型液压挖掘机工作装置动力学模型;利用两者进行联合仿真分析,获得该通用型液压挖掘机空载装车工作循环能量消耗分布曲线图,结果表明节流损失是能量损失的主要方式,文中的研究对于挖掘机节能优化问题具有一定的理论意义和实用价值。     

挖掘机LUDV液压系统的能量流研究

基于挖掘机液压系统效率低的现状,以某型LUDV液压挖掘机为研究对象,建立了工作装置多刚体动力学、液压系统以及系统能量损耗模型。通过仿真研究,得出该挖掘机在标准工作循环中各个元件(回转马达、多路阀、管路和各液压缸)和子系统的能量传输比和损耗比,揭示了在不同动作时主要的能量损耗源,并计算出各个元件在该工作循环中潜在的可回收能量。最后,提出采用泵控系统或应用液压变压器的恒压网络系统取代LUDV系统,对动臂、斗杆以及转台的势能和制动能进行回收是降低系统能耗的有效途径。     

高压变频器的启动调控方式的优化研究

本文提出了一种新的高压变频器的启动调控方式。在设计该启动调控方式时充分地考虑了在启动过程中电网系统各个控制对象在启动瞬间的耦合和绕组压降关系,设定了不同启动过程中的控制调节,确保了使高压变频器在满足启动时间要求的前提下降低了对电网系统的冲击。实验表明,该高压变频器启动方式具有启动速度短、对电网冲击作用小、稳定性高的优点,极大地提升了高压变频器工作的稳定性和可靠性。     

煤矿副井提升机变频调速控制装置的研究

针对煤矿副井提升机在运行过程中存在的振动冲击大、运行经济性差的缺陷,提出一种新的煤矿副井提升机变频调速控制装置,能够对副井提升机的运行过程进行变频调速控制,极大地降低了制动过程中的振动、冲击。根据实际应用表明:采用变频调速控制系统后副井提升机运行时对机架的冲击力降低了87%,运行速度提升了41%,运行过程中的电能消耗比优化前降低了17%,该装置具有较大的应用推广价值。     

VOLVO EC360BLC挖掘机维护与保养

现代挖掘机一般都采用了机电液一体化控制模式,而其工作环境相对较差,因此必须对挖掘机实行定期维护保养。以VOLVO EC360BLC为例,从发动机保养、液压系统保养、行走和工作装置保养、电气系统保养及空调系统保养等方面详细介绍了挖掘机的维护保养技术,以减少机器的故障,缩短维修时间,降低维修费用,提高工作效率,保障挖掘机的正常工作。     

急倾斜工作面采煤机摇臂及泵站的优化改进

采煤机在急倾斜工作面工作时,摇臂和泵站系统的故障率较高。针对以上问题对摇臂润滑方式和泵站系统进行改进。通过对摇臂采用强制润滑方式减少齿轮和轴承的损坏,通过对油箱结构和液压系统改进减少管路与阀的损坏,大大降低了采煤机的故障率,为用户的生产进度提供了保障。     

柳工922D型挖掘机电控油门工作原理及故障排查方法

正柳工922D型挖掘机的电控油门控制系统是柳工自主研发的产品。为了提高油门控制精度和发动机功率控制效果,柳工的油门控制系统采用了双闭环控制方式。本文介绍该电控油门工作原理及故障排查方法。1.工作原理922D型挖掘机电控油门系统主要由主控制器、油门电动机控制器、油门电动机、发动机转速传感器和10挡油门旋钮等组成,电控油门系统如图1所示。挖掘机作业时,主控制器检测到操作人员设定的油门旋钮信号后,输出相应的控制信号至油门电动机控制器。油     

基于AMESim与Simulink联合仿真的大吨位液压机主缸速度闭环控制

大吨位液压机主缸在不同运动阶段通常需要不同速度以兼顾压制效率和制品性能,但由于其属于大惯量系统,常规控制方式难以同时满足运动过程的快速性、精确性与平稳性,该文通过改进控制方式以提高此三个特性。首先,分析主缸运动系统的工作原理,建立其数学模型和控制方程;其次,利用AMESim搭建液压系统仿真模型,并通过Simulink创建AMESim仿真模型的控制模块,从而组成闭环控制联合仿真平台,然后通过试验数据验证了仿真模型的准确性。仿真结果显示,采用二次轨迹跟踪指令、变增益以及积分分离相结合的PI控制算法的控制方式比传统的采用阶跃式指令的开环高低速切换控制方法在高低速切换过程的平稳性、速度控制的精确性、压力冲击以及制品的压制效率等性能方面都有较大的提升,其消除了速度突变、下降时间缩短31%、压力冲击减小51.6%,负载干扰下精度提高64%。     

大型正铲液压挖掘机斗杆升降回路及特性

在设计目前国内斗容和机重最大的矿用液压挖掘机液压控制系统中,为减小使用成本,采用交流电动机驱动变量液压泵组作为动力源。为满足工作效率要求,斗杆举升过程采用四台液压泵供油,通过四组比例多路阀(主控阀)阀外合流来满足斗杆的速度要求,为降低能耗,提出在斗杆下降过程依靠自重和专用的比例节流阀进行流量再生的控制方法,加快斗杆下降速度,提高系统工作效率。分析斗杆采用流量再生方法下降的前提条件,对斗杆液压缸在一个工作循环内的压力变化进行机电液一体化的联合仿真研究,按照仿真确定的参数设计并制造样机,试验测试表明,挖掘机加载最大试验负载25 kN时,所设计的液压控制系统可以满足斗杆满载举升所需要的压力及速度要求,斗杆下降采用流量再生方法后,下降时间由32 s缩短至18 s,下降速度明显加快,且下降结束阶段无液压冲击。通过试验,验证了挖掘机液压控制方案的正确性,为今后国内设计和制造更大型的液压挖掘机积累了数据和经验。