Pro/E在液压挖掘机动态性能分析中的应用

为研究液压挖掘机结构的动态性能,笔者借助Pro/E软件对液压挖掘机动臂进行了模态分析.考察其固有频率和振型,评估其动态特性,为动臂结构的进一步优化、改进设计提供依据.     

基于模态分析的动臂固有频率预测模型

以挖掘机动臂为研究对象,通过模态分析得到动臂各阶固有频率及振型特性,确定影响挖掘机动臂动态特性的关键固有频率。将关键固有频率作为神经网络预测目标,通过拉丁超立方抽样获取动臂固有频率神经网络训练样本,建立动臂神经网络预测模型,为液压挖掘机动臂的优化设计提供了依据。     

应用ABAQUS的液压挖掘机动臂有限元分析

液压挖掘机动臂是完成液压挖掘机各项功能的主要构件,其结构设计的合理性直接关系到液压挖掘机的工作性能和可靠性。基于有限元分析方法的液压挖掘机动臂结构分析是保证液压挖掘机动臂结构设计合理性的前提,以某型液压挖掘机(20t级)为研究对象,应用有限元分析软件ABAQUS对其动臂进行有限元分析,求得危险工况下该动臂的应力云图与位移云图,通过云图分析动臂的强度和刚度,为动臂的设计和试验提供参考。     

液压挖掘机工作装置复合动作时动力学仿真分析

复合动作是液压挖掘机常用的挖掘方式。文中用Pro-E对液压挖掘机进行了三维建模,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。通过对工作装置在复合工作时的动力学分析,得到了挖掘机的动臂、斗杆、铲斗等主要铰接点力的特性曲线,揭示了挖掘机挖掘工作过程中各构件的动力学特性规律,为进一步分析挖掘机的结构特性和应力分布提供了结构件的载荷分布情况,从而为挖掘机的设计提供理论依据。     

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。     

大型挖掘机工作装置动臂结构有限元仿真分析

液压挖掘机的工作环境恶劣,工作装置动臂结构作为主要的受载部件,其结构合理性决定了挖掘机的各项工作性能。根据发动机最大输出动力进行逆向推算,设计出最大挖掘力287 kN的大型挖掘机工作装置,并利用ANSYS软件对挖掘机工作装置动臂的两种典型工况进行有限元分析。获得了大型挖掘机工作装置动臂主体结构的应力特点、变形情况以及最大应力的大小和位置,为避免动臂应力集中、强化动臂关键部位以及动臂结构优化等提供重要的参考依据。     

DH220-7型挖掘机动臂下降无力故障排查

正1.故障现象1台斗山DH220-7型挖掘机在作业过程中突然出现动臂下降无力故障,当其转场不使用跳板上、下拖车时,其动臂无法将挖掘机撑起。由于该机其他工作装置动作正常,故判断故障出在动臂下降液压回路。为了准确分析出故障原因并排除故障,必须分析该挖掘机动臂下降液压回路结构及工作原理。2.动臂下降液压回路结构和工作原理     

液压挖掘机刚柔耦合动力学分析

针对挖掘机主要机械臂应力动态计算困难的问题,综合虚拟样机技术、有限元和动力学理论,采用模态缩减法柔性化动臂和斗杆,建立挖掘机刚柔耦合模型,实现了挖掘机模拟实际工况的动力学分析。求解了挖掘机机械臂动态应力特性及液压缸负载情况,结果表明,静力学分析存在局限性,综合考虑运动状态与负载的动力学分析能更精确计算危险工况时应力分布。动臂最大应力值为107.7MPa,斗杆最大应力值为40 MPa。该研究为类似机构的结构优化、疲劳分析和振动抑制提供参考。     

单斗挖掘机

GJ20053091 液压挖掘机工作装置动应变的实验研究 [刊,中]/杨为…//工程机械.—2004,35(11).—15～19为进行液压挖掘机工作装置的瞬态动态特性研究,对该结构进行了动应变测试。根据箱形断面在各种外力作用下的应力分布特点,在动臂、斗杆、动臂液压缸、斗杆液压缸等处布置了38个测点,依次采     

液压挖掘机动臂结构优化设计

研究基于UG/ANSYS的液压挖掘机动臂结构优化设计方法.以斗山某中型液压挖掘机为研究对象,借助UG软件完成工作装置、回转装置和行走装置3部件参数化建模并装配.分析计算典型危险挖掘工况下动臂各铰点的受力,利用ANSYS软件进行静力学分析,针对薄弱部位及应力集中问题,优化动臂局部结构.仿真结果表明:在危险工况下,优化后动...     

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。     

Motion Planning Based Coordinated Control for Hydraulic Excavators

Hydraulic excavator is one type of the most widely applied construction equipment for various applications mainly because of its versatility and mobility. Among the tasks performed by a hydraulic excavator, repeatable level digging or flat surface finishing may take a large percentage. Using automated functions to perform such repeatable and tedious jobs will not only greatly increase the overall productivity but more importantly also improve the operation safety. For the purpose of investigating the technology without loss of generality, this research is conducted to create a coordinate control method for the boom, arm and bucket cylinders on a hydraulic excavator to perform accurate and effective works. On the basis of the kinematic analysis of the excavator linkage system, the tip trajectory of the end-effector can be determined in terms of three hydraulic cylinders coordinated motion with a visualized method. The coordination of those hydraulic cylinders is realized by controlling three electro-hydranlic proportional valves coordinately. Therefore,the complex control algorithm of a hydraulic excavator can be simplified into coordinated motion control of three individual systems.This coordinate control algorithm was validated on a wheeled hydraulic excavator, and the validation results indicated that this developed control method could satisfaetorily accomplish the auto-digging function for level digging or flat surface finishing.     

挖掘机工作装置负载口独立控制系统节能特性研究

传统的挖掘机负载敏感系统利用1根阀芯同时控制着液压执行器的进、出口油路,在实现运动控制的过程中,造成了多余的节流损失,使得系统能耗大、效率低,为此,结合负载口独立控制技术,采用了5个二位二通比例阀作为主控制阀,设计了挖掘机工作装置负载口独立控制系统,利用机械动力学分析软件ADAMS建立了挖掘机工作装置的动力学模型,利用...     

液压挖掘机上车结构参数与液压缸摩擦力参数辨识

在液压挖掘机上车机械臂的动力学分析基础上,提出利用液压缸平稳低速运行时的动力学特性建立与摩擦力无关的挖掘机臂动力学模型,并运用该模型通过离线辨识确定臂的结构参数。基于经典摩擦力模型建立液压缸的辨识模型,通过在线辨识实验得到了液压缸的摩擦力参数,为深入研究液压挖掘机的动力学特性、建立可靠的系统仿真模型及实现臂运动的精确控制提供了依据。     

谈挖掘机液压系统节能环保技术的思路

液压挖掘机是最为重要和最具代表性的工程机械,被誉为＂工程机械之王＂。现代化液压挖掘机功能强大、动作灵活、智能化,以至于重载作业机器人的趋势已十分明显。然而,大量使用液压挖掘机所消耗的资源,以及施工产生的噪声、粉尘等污染对环境造成了不容忽视的影响,环保水平已成为阻碍其发展的瓶颈。因而,环保化、节能化与智能化是液压挖掘机的发展趋势。探讨了挖掘机液压系统节能环保技术的新思路,具有现实意义。     

柱塞泵压力脉动对液压挖掘机振动特性的影响

针对柱塞泵压力脉动对液压挖掘机振动特性的影响,建立包含发动机、柱塞泵、回转平台、驾驶室在内的液压挖掘机整机的动力学模型.分析作用在液压挖掘机上的柱塞泵压力脉动激励、发动机激励、路面激励3种外激励特性,研究液压挖掘机在外激励作用下的振动性能,揭示柱塞泵压力脉动激励对液压挖掘机振动特性的影响机理,并通过试验进行验证.研究表...     

Digital Servo Control of a Robotic Excavator

An electro-hydraulic control system is designed and implemented for a robotic excavator known as the Lancaster University Computerised and Intelligent Excavator (LUCIE). The excavator is being developed to autonomously dig trenches without human intervention. Since the behavior of the excavator arm is dominated by the nonlinear dynamics of the hydraulic actuators and by the large and unpredictable external disturbances when digging, it is difficult to provide adequate accurate, quick and smooth movement under traditional control methodology, e.g., PI/PID, which is comparable with that of an average human operator. The data-based dynamic models are developed utilizing the simplified refined instrumental variable (SRIV) identification algorithm to precisely describe the nonlinear dynamical behaviour of the electro-hydraulic actuation system. Based on data-based model and proportional-integral-plus (PIP) methodology, which is a non-minimal state space method of control system design based on the true digital control (TDC) system design philosophy, a novel control system is introduced to drive the excavator arm accurately, quickly and smoothly along the desired path. The performance of simulation and field tests which drive the bucket along straight lines beth demonstrate the feasibility and validity of the proposed control scheme.     

大型矿用液压挖掘机动臂运行及能效特性

作为大型矿用液压挖掘机的主要工作装置,重型机械臂在作业中主要做往复循环运动,下降过程中所具有的动势能会因控制阀口的节流效应转化为热能损失掉,该部分能量占发动机输出能量的20％以上,造成巨大能量浪费和废气排放.针对以上问题,提出在原双液压缸动臂驱动系统的基础上增设一个与液压蓄能器相连的独立储能液压缸,实现对重载机械臂动势...     

液压挖掘机动臂优化设计数学模型的建立

研究大型液压挖掘机动臂的优化设计．着重论述了数学模型的建立,包括如何确定动臂结构优化设计的目标函数、设计变量和约束条件．运用计算机程序对其优化前后的提升力进行了分析和比较,验证了优化设计的合理性．