WZ30-25整机稳定性研究

利用ADAMS软件中参数化建模与分析功能,建立了液压挖掘装载机WZ30-25的虚拟样机模型。仿真测量并校核该仿真模型的各种参数,设计四种典型作业工况,校核整机稳定性。     

挖掘装载机的整机参数化建模及仿真研究

将虚拟样机技术与ADAMS软件相结合,建立了挖掘装载机WZ30-25的整机参数化模型;介绍了ADAMS中的驱动约束函数,仿真测量了液压挖掘装载机WZ30-25仿真模型的各种技术参数;最后,通过模型预测了挖掘装载机的工作性能。虚拟样机技术的研究范围主要是机械系统运动学和动力学分析,其核心是利用计算机辅助分析技术进行机械系统的运动学和动力学分析。与传统CAD方法相比,它提高了设计速度和设计质量并降低成本。这种基于虚拟样机模型的参数化建模,对于装载机工作装置的设计研究具有普遍的适用性。     

基于ADAMS的反铲工作装置优化设计研究

利用ADAMS软件中的参数化建模与分析功能,建立并校核WZ30-25挖掘装载机的挖掘工作装置参数化模型。以挖掘作业过程中,工作油缸力最大值最小化和控制液压油缸行程为优化目标,将挖掘工作装置分为铲斗机构、斗杆机构和动臂机构三部分依次优化,对挖掘工作装置机构的各铰接点位置进行了优化设计。     

基于ADAMS的装载机八杆机构动力学仿真研究

装载机工作装置的八杆机构力学分析是装载机设计的核心问题。基于ADAMS建立了装载机八杆机构装载工作装置动力学仿真模型,进行机械系统与液压系统模型的耦合仿真,分析了该装载装置的平移性、机构铰接点受力及液压缸长度变化等动力学性能。研究结果表明：动臂和摇臂各铰点受载情况与工作装置外载荷变化一致,分析结果对于研究装载机八杆机构关键构件的动态应力分布提供了有效数据。     

50型轮式装载机液压系统的热平衡

为解决某50型轮式装载机夏天工作中液压系统过热问题,测量了该装载机液压系统在各个工况下的压力和温度。通过分析测试数据,确定了系统过热的原因是系统中液压油散热器的布置不合理,通过散热器的液压油流量小,致使散热器散热功率无法达到设计要求。根据系统油温过高的原因,重新设计液压油散热器在回油路中的布置。经过试验证明,改进后的散热器散热功率符合设计指标,各系统工作正常。     

液压挖掘机斗杆、铲斗回路仿真及再生控制研究

为了研究挖掘机挖掘工况下斗杆、铲斗的再生回油量与挖掘力的动态平衡,以提高挖掘机工作效率,在深入分析负流量液压系统的基础上,利用AMESim仿真软件建立了斗杆、铲斗的液压回路模型,并以实际挖掘中油缸输出压力作为模拟负载验证了模型的正确性.利用仿真模型详细分析了流量再生阀弹簧刚度对回油再生量和挖掘力的影响,该方法对实际液压系统设计与参数优化有一定的实用价值.     

ZL50装载机液压机械复合传动节能系统仿真研究

由于装载机作业工况复杂,负荷变化剧烈,导致装载机普遍性能差、能量得不到充分利用.因此以ZL50装载机为对象,设计了液压机械复合传动节能系统,目的就是降低ZL50装载机的能耗,使其在高效、舒适和节能方面改善显著.文章对该系统的性能特性进行了分析,建立了各关键部分的数学模型.通过仿真软件AMESim与MATLAB/Simulink对ZL50装载机液压机械复合传动节能系统进行了联合动态仿真,结果表明该系统使装载机在高效、舒适和节能方面有了很大的提高,证明了ZL50装载机液压机械复合传动节能系统设计方案的合理性和可行性,可为类似产品的改良提供参考.     

滑移装载机行驶减振系统设计与建模仿真研究

以滑移装载机为研究对象,针对在行驶过程中受到不平路面激励时,工作装置对车架的冲击而引起的整机剧烈振动问题,采用液压缓冲回路和传感检测技术对行驶减振系统进行了设计.运用机械振动原理建立了整机的三自由度动力学模型,结合动力学原理建立了整个系统的数学模型,运用数字仿真方法并利用MATLAB/Simulink对系统进行动态仿真.仿真结果表明:行驶减振系统能使整机的振动幅值降低55%,振动加速度降低59%,并在较短的时间内达到稳态;合理地选取减振系统的刚度和阻尼参数值能加快衰减振动的振幅和加速度,提高了滑移装载机的行驶平顺性和工作效率.     

小型液压挖掘机工作装置虚拟样机的仿真与分析

利用PRO/E软件建立液压挖掘机工作装置的三维实体模型,并导入到ADAMS中,添加约束建立虚拟样机。计算各个油缸位移的step函数、铲斗齿尖受力的step函数和物料重力的step函数,并进行动力学仿真,得到几个主要铰接点处的受力曲线,为液压挖掘机工作装置的强度分析和结构优化提供了依据。运用模拟测力计的原理,对虚拟样机斗杆油缸的最大挖掘力进行仿真测试。计算出斗杆油缸的最大挖掘力,将计算结果与仿真结果进行了对比分析,为挖掘机挖掘力的测试提供了一条新途径。     

液压挖掘机工作装置的动力学仿真

在Catia软件中建立挖掘机工作装置的三维模型,基于机械系统动力学自动分析(ADAMS)软件,建立虚拟样机模型,并进行动力学仿真分析.对油缸添加Step函数,实现挖掘机虚拟样机在典型姿态下的挖掘过程仿真,考察挖掘机在某些工况下的挖掘性能,进一步得出动臂、斗杆、铲斗等构件各铰接点处的受力情况及响应曲线.同时,对挖掘机油缸在额定液压下的最大铲斗挖掘力进行校核.研究表明,所测挖掘机工作装置各铰接点的受力情况符合挖掘实际工况.     

挖掘机铲斗强度分析

以WY100C 液压挖掘机(斗容量为1 m³)为样机, 对挖掘机反铲工作装置--- 铲斗应用Pro/ E 建立实体模型, 并应用Pro/M ECH ANICA 模块对挖掘机铲斗的设计模型在受最大应力的危险工况下进行有限元强度分析。分析结果表明, 挖掘机铲斗的前部斗齿、斗后壁耳板的根部、铰接处和补强区域是最危险的部分, 设计时应重点考虑其强度要求, 其它部分相对较安全。挖掘机反铲工作装置-铲斗的强度分析为铲斗的设计及改善铲斗的性能提供了理论依据。     

基于Pro/E的液压挖掘机反铲工作装置运动仿真

采用传统的运动分析方法绘制挖掘机铲斗包络图存在工作量大、不精确和不直观等缺点。利用Pro/E 对液压挖掘机反铲工作装置进行了建模和装配, 首先分析了挖掘机的运动过程和各工况位置, 然后用Pro/ E 中的Mechanism 模块进行了机构运动学仿真, 通过对挖掘机各连接轴的设置, 找到挖掘机动臂、斗杆和铲斗的各极限位置, 得到了挖掘机铲斗斗尖运动包络图。运动仿真的结果不仅可以以动画的形式表现, 也可以以参数的形式输出,得到挖掘机的工作参数。这样可知零件之间是否干涉, 还可获知挖掘机的设计是否满足性能要求, 为改善整机性能提供设计依据。     

挖掘机工作装置虚拟样机的建立与动力学仿真

采用Pro/E软件建立了单斗反铲液压挖掘机工作装置的三维实体模型。将此模型导入ADAMS软件中,建立了挖掘机工作装置的虚拟样机。运用step函数模拟了挖掘机工作装置的一个工作循环,及它在该循环中受到的切向挖掘力、法向挖掘力和物料重力。通过仿真,得到了受力较复杂的3个铰接点所受载荷随时间变化的曲线,为挖掘机机构的设计提供了依据。     

基于销轴传感器的挖掘阻力测量方法

针对反铲挖掘机挖掘阻力难以直接测量的问题,提出了一种利用销轴传感器测量铲斗与斗杆之间的相互作用力,反推挖掘阻力的间接测量方法.首先,分析挖掘阻力的特性,基于牛顿-欧拉方程建立铲斗动力学模型.然后,针对某反铲挖掘机的常态挖掘过程,设计一种基于弯矩测量的销轴传感器,搭建油压、位移、力同步采集测试平台;再通过弹簧测力计在斗齿尖施加模拟载荷,采集数据并计算挖掘阻力.最后,对比计算挖掘阻力与模拟挖掘阻力,验证测量方法的有效性.对比结果表明:计算挖掘阻力与模拟挖掘阻力之间的误差为8.6%,本测量方法能有效地测量斗齿尖挖掘阻力.     

基于组合挖掘的反铲液压挖掘机工作装置优化设计

为了解决挖掘机在实际作业过程中挖掘力不足、燃油经济性差等常见问题,综合分析和比较国内外先进的挖掘机挖掘性能参数,提出基于组合挖掘的挖掘机工作装置优化设计新方法.挖掘机的组合挖掘方式包括基于作业路径上的多段单缸挖掘轨迹的组合和基于可行区域内离散点的双缸同时主动复合作用两种.建立优化数学模型,通过遗传算法求解多目标函数.优化结果显示:挖掘机的挖掘性能在习惯作业路径上最大挖掘力提高了10%,双缸复合挖掘时工作油缸的充分发挥比例提高了13%以及最大复合挖掘力提高了8%,证明了新优化方法在提高挖掘性能上的可行性.     

带式输送机液压张紧系统设计研究

对适用于长运距、大运量带式输送机的液压张紧装置进行了研究,设计了一种用主、辅张紧油缸共同实现张紧（可加快启动阶段的张紧速度,缩短过度张紧过程的时间,增大张紧行程和张紧力的调节范围）,用慢速绞车对张紧小车进行较大距离牵引和调动的液压张紧装置。根据工作要求和工况特点,作了液压系统设计,分析了工作原理,对主要技术参数的选取进行了讨论。该液压系统具有结构简单、使用元件少、保护完善、工作平稳、可靠等特点,可供设计、制造和使用单位参考。     

Modeling and parameter estimation for hydraulic system of excavator＇s arm

A retrofitted electro-hydraulic proportional system for hydraulic excavator was introduced firstly. According to the principle and characteristic of load independent flow distribution（LUDV） system,taking boom hydraulic system as an example and ignoring the leakage of hydraulic cylinder and the mass of oil in it,a force equilibrium equation and a continuous equation of hydraulic cylinder were set up. Based on the flow equation of electro-hydraulic proportional valve,the pressure passing through the valve and the difference of pressure were tested and analyzed. The results show that the difference of pressure does not change with load,and it approximates to 2.0 MPa. And then,assume the flow across the valve is directly proportional to spool displacement and is not influenced by load,a simplified model of electro-hydraulic system was put forward. At the same time,by analyzing the structure and load-bearing of boom instrument,and combining moment equivalent equation of manipulator with rotating law,the estimation methods and equations for such parameters as equivalent mass and bearing force of hydraulic cylinder were set up. Finally,the step response of flow of boom cylinder was tested when the electro-hydraulic proportional valve was controlled by the step current. Based on the experiment curve,the flow gain coefficient of valve is identified as 2.825×10^-4 m^3/（s·A） and the model is verified.