挖掘机“动臂优先”功能失效的原因和排除方法

液压挖掘机的主要作业工况是挖掘和装车。对这两种工况,动臂的起升速度是决定工作循环时间的主要因素,动臂起升速度越快,循环时间就越短,机器的工作效率也就越高。为提高动臂的起升速度,卡特彼勒３２０Ｂ系列挖掘机除了将动臂起升、斗杆外伸和斗杆内收动作设计由双泵合流完成外,还通过电控方式在机器联合动作需要动臂快速起升时取消斗杆内收的合流功能,进一步加快动臂起升的速度。对动臂的这种控制方式称为“动臂优先”模式。 “动臂优先”原理和实现的条件 挖掘机在进行装车或开沟作业时,动臂起升和斗杆内收一般是同时进行的,由于…     

液压挖掘机斗杆内收流量分配节能设计

为解决小型挖掘机挖掘工况(正负载)下斗杆内收速度慢、系统压力高、存在溢流损失等问题,提出一种斗杆内收节能系统,挖掘工况下,使斗杆内收通过节能阀回油,即斗杆内收流量不再生时增大回油面积。给出了该节能系统工作原理和仿真参数,基于AMESim搭建了斗杆内收节能系统仿真模型,对比仿真了有无节能阀系统的斗杆内收速度、压力、流量等动态特性,分析了节能阀直径对斗杆内收动态特性的影响效果,进行了系统实际应用可行性分析,挖掘机整机测试有效验证了仿真结论。结果表明：引入节能阀,斗杆内收速度增加18%,斗杆油缸进油压力降低65%;节能阀直径对斗杆内收系统输出流量、回油总流量、系统压力影响不大;通过挖掘机整机测得斗杆内收速度提高19%。     

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。     

现代 R215VS型履带式挖掘机

正产品亮点应用主泵智能化控制技术IPC,更节能,更高效。R215VS型履带式挖掘机采用主泵智能化控制IPC,最高可达到节省14%燃油消耗。采用耐久性更好的重载动臂、斗杆,动臂、斗杆使用强度更高的铸钢,使用寿命提高1.5倍。设计人员增加下部支撑圈厚度,从而将下部车架焊接强度提高20%。采用可变功率控制技术,根据手柄操作量实现发动机、主泵功率完美匹配。采用MCU运用手柄操作方式,通过手柄     

挖掘机电液流量匹配控制系统动态性能研究

分析了液压挖掘机基于与负载压力无关流量分配（LUDV）多路阀的电液流量匹配控制（EFMC）系统的控制原理,建立了EFMC系统的液压挖掘机虚拟样机模型,采用实时检测油缸速度信号的反馈闭环控制方法提高流量匹配的精度。分别建立液压挖掘机EFMC系统动力学模型与液压系统模型并根据其实际工况进行联合仿真,研究了挖掘作业过程动态特性及节能特性。与传统的基于LUDV的负载敏感系统实验结果进行对比,结果表明: EFMC系统与传统负载敏感系统相比,改善了系统的动态响应特性和稳定性,泵的压力裕度明显减小,提高了系统的节能性,反馈闭环控制系统动态响应特性也明显得到提高。研究方法可为进一步研究挖掘机的动态性、节能性、稳定性提供理论依据和参考。     

矿用电铲整机运行特性联合仿真研究

以实现矿用电铲挖掘轨迹的智能化控制、充分认识电铲整机运行特性为目的,在考虑电机加减速过程的基础上,建立了以时间为历程,由提升速度和推压速度直接决定的电铲齿尖轨迹方程.基于所建立的轨迹方程,分析了电铲斗杆与铲斗的受力状况,并确定了提升力、推压力、切削层厚度及挖掘物料体积的计算方法,基于SimulationX软件搭建了电铲整机机电联合仿真模型,并利用仿真模型对电铲整个工作循环过程进行了仿真研究,得到电铲工作过程中的提升力、推压力、斗杆转速、转角、各驱动电机功率等关键参数的变化曲线,为进一步研究电铲整机的负载与能耗特性,实现电铲的智能化控制提供了参考.     

泵控缸液压系统全局功率动态匹配图示化监测方法

为在线监测液压系统的运行状态及功率匹配信息,识别其在典型工况下的功率匹配关系,以变转速泵控缸液压系统为例,基于多源信息融合思想,提出了李萨如图和功率圆图的动态功率匹配图示化监测方法.基于LabVIEW开发了测控程序进行变工况下的功率软测量,验证并分析了系统的能效特性.结果 表明:恒定转速下,系统总效率随负载增大先升高后...     

泵阀复合进出口独立控制液压挖掘机特性研究

传统四边联动阀控制液压执行器可控性差、在超越负载工况能耗大。为改进这些不足,提出动臂、斗杆液压缸和回转液压马达采用泵阀复合、流量压力匹配进出口独立控制、铲斗液压缸与行走液压马达采用原有四边联动阀的液压挖掘机整机方案。建立液压挖掘机机械结构多刚体动力学与电液系统联合的数字样机,利用该样机分别对采用负载敏感系统和新回路系统控制的动臂、斗杆和回转马达三个执行机构动静态性能和能耗特性进行研究。进一步构建基于上述原理的试验测试样机,试验结果表明所建立数字样机具有较高的准确性;采用流量匹配进出口独立控制方法可以显著降低阀口工作压差,提高能量利用效率,减小执行机构压力冲击,提高整机运行平稳性。     

日立建机ZX170LC-5A型液压挖掘机

<正>产品亮点采用创新研发的"挖掘增速系统"和"动臂再生系统",可提升15%的斗杆速度。是日立建机立足中国、面向全球开发的一款全新产品。ZX170LC-5A发动机搭载EGR系统,燃油燃烧充分,废气排放符合同Ⅲ排放标准,结合"电控共轨喷射系统",燃油经济性和作业性能得到优化。采用日立专利HIOSⅢ液压系统,在原有液压系统的基础上开发了"挖掘增速系统"和"动臂再生系统",不仅提高了挖掘机的作业速度,而且可以根据作业负荷实现对液     

液压挖掘机节能控制新策略

提出一种新的挖掘机节能控制方法,基于单片机测控技术,改进了挖掘机的操作柄,使挖掘机的动臂、斗杆、铲斗转动速度与操作员通过操作柄给定速度保持一致,实现系统功率的实时匹配,达到“所得即所需”.不仅可以提高操作人员的操作舒适性,仿真实验还表明,与恒功率控制相比,在新的控制策略下,挖掘机做功节省了7％左右.     

徐工 XE500QA-1型履带式挖掘机

正产品亮点采用先进的双泵控制系统、破碎系统缓冲装置及驾驶室悬置系统,形成了独特的泵控技术、减振技术,经受住了中东石油储层上坚硬岩石高强度的破碎考验。该机发动机采用恒功率控制技术,燃油经济性更佳。配装自主知识产权专用电子监控器和控制器,自主编制控制器程序能对发动机工作转速、泵功率进行精细匹配控制,提高重载作业效率。采用先进的双泵控制系统、操作控制系统、破碎系统缓冲装置及驾驶至悬置系统,形成了独特的泵控技术、操控技术、减振技术等专有技术,获得了斗杆     

基于两级压力源的液压机快锻节能控制研究

针对传统电液比例阀控快锻液压机系统功率浪费严重的问题,采用四象限负载轨迹分析方法,对其快锻工况下能量分配及流动情况进行研究,得到不同执行器的负载特性,并以满足不同执行器的负载匹配为目标,同时兼顾快锻过程中的能量回收及再利用,提出一种基于两级压力源的新型液压机快锻节能系统。研究两级压力源的参数设计及匹配问题,给出两级压力源构成元件的模型和参数计算方法。采用功率键合图的建模方法,建立快锻液压机系统的数学模型,对两级压力源快锻液压机系统的功率流进行仿真分析;基于0.6 MN液压机试验台,对该快锻系统的控制和节能特性进行试验验证。结果表明,基于两级压力源的新型液压机快锻系统加载时控制精度达到1.5 mm,有用功提高至24.4%。与传统的电液比例阀控系统和采用蓄能器的液压机快锻系统相比,该系统不仅满足了不同执行器的负载匹配需求,而且具有能量存储和再利用的功能,大大降低了装机功率和节流损失,且实现了零溢流。     

旋挖钻机动力头液压系统全局功率匹配研究

为减少旋挖钻机在作业时由负载波动所引起的功率匹配损失,提出了旋挖钻机动力头液压系统全局功率匹配节能控制方法。以220型旋挖钻机为研究对象,基于AMESim软件,建立了传统恒功率控制系统模型和全局功率匹配控制系统模型,并对比分析了不同的负载下的经济指标和性能指标。研究结果表明,全局功率匹配节能控制系统相比传统的恒功率系统节省燃油约6%,提高了能源利用率,延长了设备使用寿命。     

变频调速控制多腔液压缸液压系统节能研究

由于能量密度高、结构紧凑和噪声低,电液控制系统被广泛应用于工业生产中。定转速电机驱动变量泵系统为了匹配控制系统执行器速度以及多执行器功率,电机和泵都按系统最大功率匹配,电机在部分负载工况下效率较低,甚至达到15%,并且变量泵也常工作在小排量区,导致电液动力源在部分负载工况下效率更低。为此提出变转速电动机驱动定量泵方案,并采用多腔液压缸,在低负载功率需求下,采用小面积油腔连接方式,在高负载功率下,采用大面积油腔连接方式,从而提高电动机能量效率,进而提高系统能效。     

液压挖掘机控制系统的节能研究

本文针对液压挖掘机功率不匹配运行所产生的损失问题,设计了包含负载-泵-发动机三者的联合控制系统,实现了对柴油机和变量泵以及变量泵和负载的节能功率匹配控制,提高了发动机速度的稳定性,并对传统的由司机选择动力模式的方法进行了改进。     

冲击破岩掘进机工作机构液压系统仿真分析

利用Pro/E建立工作机构的三维实体模型，使用ADAMS建立其虚拟样机仿真模型，采用AMESim建立其液压系统的仿真模型，针对最大破碎深度作业姿态搭建了机液联合仿真模型，得到了各油缸的位移、速度和压力曲线、不同作业方式和不同负载的功率曲线、改进前后液压系统的压力特性对比曲线以及不同直径阻尼口系统的启动、制动曲线。研究表明：位移、速度和压力曲线波动幅度较小且趋势相对平稳，满足作业性能需求；在作业时间允许的前提下，应尽量选择单独作业方式和“避硬就软”的作业策略来减少功率消耗；安装直径为0.8 mm的并联阻尼器可以很好的降低液压系统的波动幅度；压力试验数据验证了所建仿真模型的准确性，所得结果为该工作机构机械系统和液压系统的参数匹配以及优化改进提供依据。     

雷沃FR220D型履带式液压挖掘机

<正>产品亮点独有的EDS智能控制技术,作业效率更高。配置原装进口发动机,全程调速,采用TDI涡轮增压直喷技术和空一空中冷技术。工作装置铰点经过ADAMS软件优化设计,连接更牢固,设备运动更平稳。履带架采用箱体型大截面X架高强度钢板。搭载雷沃独有的EDS智能控制系统,采用极限功率控制,使发动机与液压系统完美匹配,最大程度地利用了发动机的输出功率,提高了作业效率。液压系统采用"ES+ER"技术,具备智能合流和能量再生利用功能,使工作效率大幅提高,较其他品牌同吨位机型     

功率匹配叶片泵及其系统

功率匹配叶片泵利用负荷传感阀(LS阀)感知来自执行元件进油口的压力反馈信号,并进行检测、比较,从而控制泵的变量机构,使泵输出的压力和流量始终与负载压力、流量相适应,以实现功率匹配,提高系统效率。其原理如图1所示。     

开发挖掘机平整地面和斜坡的自动整平作业模式

正1.平整作业的种类反铲挖掘机平整地面是一种常见、频繁和必不可少的作业项目。单独操纵挖掘机工作装置任意1个动作时,挖掘机斗齿尖的运动轨迹均为弧线形,均无法实现平整地面作业,因此无论是平整地面作业,还是平整斜坡作业,应采用复合动作方法。(1)平整地面作业平整地面的操作方式是将铲斗和斗杆展开至适当位置,铲斗不动,以V_1速度伸出斗杆缸活塞杆,即收斗杆,同时以V_2速度伸出动臂缸活塞杆,即升动臂。如此进行复合操作,形成斗齿沿直线移动的速度V_5。当斗杆运动至与地     

单双泵控混合分布式挖掘机液压系统性能分析

针对泵控非对称缸中存在流量不平衡问题和挖掘机(动臂、斗杆及铲斗)各液压缸的多象限工况,提出一种单双泵控混合分布式挖掘机液压系统。基于挖掘作业时工作装置的各液压缸速度-负载特性,为二象限工况的动臂设计单泵控液压单元,四象限工况的斗杆及铲斗设计双泵并联式泵控液压单元。以微型挖掘机为对象,在MATLAB/Simulink中建立多体动力学模型和液压系统模型,设计PID位置控制器,在典型挖掘工况下进行仿真分析。结果表明：单泵式的效率与双泵并联式的基本相当,但后者在负载力突变时,几乎不产生速度波动;在典型挖掘工况下,所提出的单双泵控混合分布式挖掘机液压系统的总效率为62%。