前馈模糊PID控制的直驱双泵控三腔缸系统

针对液压挖掘机在工作过程中大量动臂势能被浪费,提出一种复合速度前馈与模糊PID控制的直驱双泵控三腔缸系统。在MATLAB/Simulink中,建立直驱泵控差动缸系统模型,通过试验验证其正确性,在该模型基础上搭建直驱泵控三腔缸系统模型,设计速度前馈模糊PID控制器,建立挖掘机动力学模型,将所提出节能系统应用于挖掘机动臂。通过仿真,对动臂在典型挖掘工况下的运行性能及能耗特性进行分析。结果表明,相比于直驱泵控差动缸系统,所提出系统峰值功率降低25.12%和节能33.11%;同时所设计控制器将位移跟踪误差控制在3%,与传统PID、速度前馈PID相比,响应速度快、超调小、位置跟踪精度更高。     

基于AMEsim的液压挖掘机运动及控制仿真

运用法国AMESim软件平台对液压挖掘机的工作装置进行了建模,通过设置主要参数,实现了其机电液-体化系统的运动仿真,通过对动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸采用PID控制使其能够自动地实现较精确的轨迹跟踪完成自动挖掘,为设计人员提供了一条有效的设计手段.     

基于虚拟样机的液压挖掘机工作装置最大挖掘力分析

针对液压挖掘机工作装置挖掘力的分析计算与优化问题,对工作装置在斗杆挖掘工况下的最大挖掘力及工作装置关键铰接点空间位置对其最大挖掘力的影响进行了研究,提出了采用机械系统与液压系统联合仿真的方法,建立了某液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型,分析斗杆油缸以系统最大压力工作,铲斗油缸、动臂油缸闭锁时,在整个挖掘范围内,工作装置的挖掘力图谱,并确定了最大斗杆挖掘力.在此基础上,以最大斗杆挖掘力为设计目标,通过试验设计方法,研究了工作装置机构铰接点空间位置对斗杆挖掘工况下最大挖掘力的影响.研究结果表明,液压挖掘机最大挖掘力达到国外同类产品水平,同时找出了铲斗最大挖掘力位置及数值,为工作装置优化设计和结构强度分析提供了有效依据.     

300t液压挖掘机虚拟样机动力学仿真研究

以300t大型反铲液压挖掘机为研究对象,通过ADAMS仿真分析了各液压缸以及4个主要铰接点在循环工况中的受力情况,为循环工况下铲斗、斗杆和动臂等的强度分析作准备。仿真结果表明:动臂液压缸、动臂与斗杆铰接点所受载荷的变化最为剧烈;各液压缸、铰接点所受载荷跟随挖掘阻力的变化而变化,其峰值与阻力的峰值几乎出现在同一时刻。     

W4-60型轮式挖掘机动臂不能下落的排查

1台W4-60型轮式挖掘机使用多年后,出现各处密封件老化、操纵阀组磨损严重现象。在更换液压缸油封、修复操纵阀组后,挖掘机斗杆及铲斗动作正常,但是动臂出现举升速度缓慢、不能回落故障。1.故障排查(1)判断故障部位从液压油路可知,动臂和铲斗均为甲泵与乙泵合流供油。由铲斗工作正常,判定液压泵至阀组油路工作正常,     

现代挖掘机的液压操纵和控制系统

液压挖掘机的作业操纵系统 现代液压挖掘机的作业操纵系统是用来完成挖掘作业中各种动作的操纵，它是挖掘机的主要操纵系统。液压挖掘机挖掘作业过程中主要有铲斗转动、斗杆收放、动臂升降和转台回转等四个动作。作业操纵系统中，工作液压缸的推拉和液压马达的正反转，绝大多数是采用三位轴向移动式滑阀来控制油液流动的方向，而作业速度则是根据液压系统的形式（定量系统或变量系统）和阀的开度大小等，由操作人员控制或者通过辅助装置来控制。     

液压挖掘机工作机构尺寸对挖掘力发挥的影响

提出一种改变工作机构尺寸对液压挖掘机挖掘力发挥影响的研究方法。针对挖掘作业中的斗杆挖掘和铲斗挖掘工况,选取机重相近的挖掘机的工作机构尺寸进行动臂、斗杆和铲斗影响下的挖掘力分析,应用仿真软件获得各液压缸挖掘力并绘制相应的挖掘力曲线。以相近吨位的某挖掘机为例,验证了工作机构各尺寸对于挖掘力发挥的影响规律。研究结果表明:建立挖掘力计算模型,对比各组挖掘力变化趋势,在斗杆挖掘中,随斗杆尺寸变化,斗杆最大挖掘力变化率达10%;铲斗挖掘中,随铲斗尺寸变化,铲斗最大挖掘力变化率达12%。此分析方法对于工作机构的设计具有重要意义。     

直驱泵控三腔液压缸挖掘机动臂节能研究

针对液压挖掘机动臂系统举升时峰值功率大、下降时重力势能转换为热能浪费等情况，提出直驱泵控三腔液压缸动臂节能系统。该系统采用柱塞缸与活塞缸结合形成的三腔液压缸，通过伺服电机驱动定量泵控制A,B腔，C腔与蓄能器相接进行存储释放势能，并对蓄能器不同初始压力下对系统能耗进行分析。同时增设逆变器、电容等对马达工况回馈的能量进行电气式能量回收。MATLAB/Simulink建立直驱泵控三腔液压缸节能系统模型。在仅动臂升降工况下进行仿真，结果表明，相比直驱泵控差动缸，提出的节能系统可降低峰值功率36.64%和节能40.24%,实现高效的势能回收，取得良好的节能效果，同时系统运行速度最大误差减小了23%,进一步提高了系统运行平稳性。     

挖掘机液压混合动力系统跟踪控制研究

由于挖掘机混合动力系统参数的不确定性和系统的非线性给挖掘机的跟踪控制带来了巨大的困难。对此,构建了挖掘机液压混合动力系统模型,并采用改进的自适应鲁棒控制（ARC）实现挖掘机液压混合动力系统的跟踪控制。根据挖掘机液压混合动力系统,对液压系统、挖掘机动力学和发动机进行数学建模。利用线性稳定反馈控制规律,采用改进的自适应鲁棒控制,使挖掘机液压混合动力系统具有足够大的反馈增益。最后对斗杆、动臂和铲斗的倾角进行跟踪仿真实验,给出了系统模型位置和速度的跟踪误差,并与PI控制进行比较分析。结果表明：相比于PI控制,ARC控制下的斗杆、动臂和铲斗倾角的最大振幅波动率和倾角的波动范围都有所降低,且回转位置和速度的跟踪误差超调较小。说明采用ARC控制的挖掘机混合动力系统控制方法,能够更好的补偿系统模型的非线性,具有较好的控制稳定性以及跟踪精度。     

挖掘机液压缸掉缸故障分析

活塞式液压缸作为挖掘机液压系统的执行元件,必须克服挖掘机工作负载,按一定规律运动,输出有限的直线位移,完成动臂、斗杆、铲斗三者之间单动作、复合动作.掉缸问题作为液压缸故障之一,需要及时判断解决,以免影响挖掘机的正常工作.该文从液压缸自身因素、液压系统因素等方面进行论述,诠释液压缸掉缸原因.     

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…     

泵阀双源协同驱动非对称液压缸系统特性

阀控液压系统动态响应快、功率密度大,但存在较大节流损失,无法解决多执行器系统载荷差异带来的节流损失;泵控非对称液压缸系统消除了节流损失,但需进行流量补偿,同时泵控多执行器系统装机功率和成本过高。针对上述问题,提出一种泵阀双源协同驱动非对称液压缸系统,并将其应用于某大型液压挖掘机斗杆系统。首先在SimulationX中构建了机电液联合仿真模型,通过与斗杆空载试验结果对比,验证了模型的准确性,然后设计了系统控制策略,最后通过仿真分析了不同控制系统斗杆运行特性和能耗特性。仿真结果表明,与电液流量匹配控制系统相比,该系统改善了斗杆运行平稳性,同时降低系统能耗达63.3%,并具备能量回收的潜力。     

基于工作装置主尺寸变化条件下的反铲挖掘机综合挖掘性能分析

为了实现对液压挖掘机综合挖掘性能的评价,提出一种基于工作装置尺寸变化因素的研究方法。以挖掘范围和挖掘力为研究对象,分别考虑挖掘作业中的斗杆挖掘和铲斗挖掘,选取机重相近的挖掘机的工作装置尺寸并进行动臂、斗杆和铲斗因素下的综合挖掘性能分析,应用仿真软件绘制包络图,并获得挖掘工作尺寸及各液压缸挖掘力。以相近吨位的某挖掘机为例,验证了工作装置各尺寸对于挖掘性能的影响规律。研究结果表明,运用坐标系变换法建立杆件坐标系并计算挖掘包络图,各组仿真的工作尺寸变化趋势与理论相符。建立挖掘力计算模型,对比各组挖掘力变化趋势,在斗杆挖掘中,随斗杆尺寸变化,斗杆最大挖掘力变化率达10.3%;铲斗挖掘中,随铲斗尺寸变化,铲斗最大挖掘力变化率达11.8%。综合挖掘性能分析方法针对工作装置的设计方面具有重要意义。     

基于ADAMS的液压挖掘机工作装置动力学仿真分析

液压挖掘机工作装置的挖掘力是衡量液压挖掘机挖掘性能的重要指标之一,也是挖掘机用户购买挖掘机时考虑的重要因素之一。基于虚拟样机技术的液压挖掘机仿真分析能够真实地模拟该挖掘机工作装置的挖掘力。以某型液压挖掘机(20t级)为研究对象,应用仿真分析软件ADAMS对其工作装置进行动力学仿真分析。通过动力学仿真分析,得到各铰接点处和液压缸的受力情况及相关曲线,从而为铲斗、斗杆和动臂等结构的强度分析提供依据。     

应用虚拟样机技术的液压挖掘机仿真分析

利用空间机构学中D-H法和ADAMS软件建立了挖掘机工作装置坐标系及机械仿真模型.通过ADAMS/View中对挖掘机虚拟样机系统的仿真分析,得到了空载挖掘下动臂、铲斗和斗杆之间的速度、加速度关系,并得到液压挖掘机的一些特殊工作尺寸.根据对挖掘阻力的分析,对挖掘机铲斗挖掘时的受力状况进行仿真,得到了各铰接点处的受力情况,为零件的强度分析提供了依据.     

挖掘机不能回转故障的排除

一台EX220-5型液压挖掘机开始工作时,各部动作均正常。但工作一段时间后,出现双向皆不能回转故障,随后发动机自动怠速功能也消失。1.原因分析该机为双泵液压系统,其中左泵向铲斗缸和右行走马达供油,右泵向回转和左行走马达供油,动臂缸和斗杆缸则采用双泵合流供油。从故障现象看,左、右行走和工作装置动作均正常,故障原因应在回转油路系统,可能是：回转马达或主控制阀有故障;     

伺服电机双泵驱动动臂能耗特性实验研究

传统的伺服电机驱动单变排量泵系统的稳定性较差，同时因其节流损失大，会引起系统的能耗过高，针对这些问题，对37 t液压挖掘机动臂差动缸系统的动臂能耗特性进行了研究。首先，根据双泵驱动动臂控制的工作原理，给出了“伺服电机和双定排量液压泵相结合，共同驱动动臂差动缸系统”的方案，推导出了差动缸的数学模型，利用UG软件建立了液压挖掘机的三维机械模型；然后，进一步在仿真软件SimulationX中，建立了37 t液压挖掘机动臂系统的仿真模型；最后，对变转速伺服定量泵直控差动缸系统的位置、速度控制特性以及能耗特性进行了仿真研究；为了验证上述仿真模型的有效性，搭建试验样机进行了实验，并将所得的实验结果与模型仿真结果进行对比分析。实验结果表明：在空载工况和带载工况下，动臂差动缸输出能耗分别降低了约40%和44%;与空载工况相比较而言，带载工况下的提升阶段，动臂运行时间缩短了1 s,下放阶段延长了0.5 s,整个工作周期时间减少了0.5 s。研究结果表明：系统的能耗与运行特性符合预期结果。     

液压挖掘机工作装置的仿真分析

为了实现液压挖掘机工作装置的优化,找出工作时的特殊尺寸,采用Pro/E建立三维模型并与ADAMS虚拟样机结合仿真分析。根据动臂、斗杆、铲斗三个液压缸的运动状态,得到铲斗齿尖X方向和Y方向的位移曲线图。通过与原设计值的比较为进一步的分析提供设计的基础。     

单斗液压挖掘机液压回路效率分析

单斗液压挖掘机采用全液压控制其动臂,斗杆,铲斗杆三种液压缸和行走,回转两种液压马达。每个执行元件靠多路阀中相应的换向阀来控制,这种换向阀具有节流换向两种功能。液压回路存在进口节流和出口节流两个能量损失环节。本文分析了回路效率,认为传统的回路设计亟待改进。     

徐工一批新液压件产品暨项目通过科技成果鉴定

1月17日,徐工液压件有限公司的5项新产品及1个项目全部通过鉴定委员会鉴定。分别为新型高压自减振挖掘机斗杆液压缸、双螺距螺纹防松型挖掘机动臂液压缸等5项新产品和"13t-70t履带式液压挖掘机液压缸研发及产业化"项目。由来自中国科学技术大学、江苏省机械工业联合会等单