某小型液压挖掘机的风道优化与降噪

提升液压挖掘机的散热能力与降低噪声之间相互矛盾、相互制约,是产品设计阶段的重点和难点。为了更高效地匹配散热系统,并尽可能地节能降噪,通过分析某小型液压挖掘机的噪声频谱,准确识别主噪声源,结合计算流体力学分析,对整车散热腔风道进行优化,最终在满足热平衡需求的前提下,使整机机外辐射噪声降低5.0 dB(A),冷却风扇转速降低400 r/min,冷却风扇能耗降低40.9%。     

小型挖掘机散热系统布置与散热效率研究

小型挖掘机散热系统的散热效率直接影响其外形尺寸,对发动机舱的布局具有十分重要的作用。利用传热学理论,通过建立散热系统的热交换模型,从理论上建立了各结构参数与热平衡温度的量化关系,并确定了衡量散热效率的计算方法;对比分析了串联与并联散热系统的热平衡理论结果、试验结果。结果表明,两者最大偏差为1.9℃,且相比串联布置,并联散热系统的冷却液散热器、液压油散热器的散热效率分别提高了7.9%和6.0%,进一步验证了理论分析与设计方法的准确性。     

液压挖掘机动力系统振动分析与控制

针对某挖掘机主泵剧烈振动问题,应用拉格朗日方程建立动力系统的动力学模型,得到动力系统的刚体模态频率,通过分析排除刚体模态共振的可能。利用有限元方法,对比分析法兰厚度、主泵重心至法兰距离对动力系统结构模态频率的影响,对关键参数进行识别和优化。对优化前后主泵振动进行对比测试,发现振动有效值降幅达75.7%,验证了理论建模、分析及测试方法的正确性。     

微/纳米传动平台的模态试验及优化设计

微/纳米传动平台中,柔性机构的弹性势必导致平台高速、高加速带来的残余振动。采用拉格朗日方法,建立了平台的动力学模型,得到了平台前5阶固有频率的解析式;分析了平台固有频率与柔性板簧厚度、长度的相互关系,得到了固有频率随柔性板簧厚度、长度的变化规律。应用有限元方法,分别仿真得到了前6阶固有频率和模态阵型;以固有频率为优化目标,建立了平台的优化模型。采用动态测试系统,分别对优化前、后的平台进行了模态试验分析;通过对比分析,得到了提高平台动态性能的方法,且模态试验结果表明,调整柔性板簧厚度、长度的方法是有效的、可行的。     

液压挖掘机多功能属具电控策略的研究与应用

液压挖掘机除了最基本的挖掘装车作业外，最广泛的应用场景就是配置多功能属具，针对多功能属具的液控方案无法达到快速更换属具、传统电控方案在复合动作时动臂流量不足的问题，本文详细分析了挖掘机属具控制策略的不足的原因，优化设计了一套完善的电控控制策略，实验证明优化后的控制策略，在低压低流量设置时，动臂上升时的流量提升20%以上；在高压大流量设置时，属具流量提升30%以上，有效地解决了属具复合动作时的流量分配问题，大幅提升了整机的协调性和操作舒适性。     

声学与CFD分析用于小型挖掘机的噪声控制

针对某小型挖掘机辐射噪声较大的现状,应用频谱分析方法,识别主噪声源为发动机排气噪声。对原消声器进行了三维声场与流场分析,结果表明对100 Hz~160 Hz频段消声量明显不足。对三管迷路消声器进行了参数优化,分析了穿孔率、穿孔孔径、中间管管径及进气管插入深度等对传递损失的影响,穿孔率与穿孔孔径对传递损失影响不大,中间管管径越小、插入深度越大,中低频消声效果越好。实测结果表明,优化后消声器中低频消声量明显提高,与分析结果非常吻合,机外辐射噪声降低了3.1 d B(A)之多,且背压降低达86.1%。     

挖掘机液压油箱应力分析和疲劳寿命预估

针对挖掘机液压油箱开裂问题,通过对液压油箱内部压力测试和表面应力测试,获得液压油箱内部压力和表面应力的关系,采用有限元对液压油箱进行应力分析和疲劳寿命预估,预估疲劳寿命与实际开裂时间吻合,确定液压油箱开裂的根本原因.以液压油箱表面应力和疲劳寿命为优化目标,对液压油箱结构进行优化改进,对比液压油箱改进前后应力和疲劳寿命:...     

中大型液压挖掘机热平衡试验技术研究

液压挖掘机热平衡试验受环境温度约束,规定要求气温低于24℃时不应进行热平衡试验,这将导致整机开发周期延长。应用热交换原理,通过建立散热系统的热交换理论模型,识别出环境温度是影响热平衡结果的关键因子。在不同环境温度下,分别对某中、大型挖掘机进行20次热平衡试验,建立热平衡的双线性折算模型。相比传统的单线性折算方法,按照双线性折算方法得出的不同环境温度下的热平衡试验结果偏差可由7.0℃降低为1.4℃,在提高试验一致性的同时,还将热平衡试验环境温度的下限值由24℃拓宽至10℃,降低了热平衡试验对环境温度的依赖性。     

微/纳米定位平台的动态特性分析与试验

为了分析微/纳传动平台的动态特性,应用拉格朗日方程,建立5自由度微/纳米定位平台的动力学模型,推导出固有频率及阶跃响应的解析式.采用有限元方法,仿真得到平台的前5阶固有频率和模态阵型.在不同驱动频率和不同加载下,分别进行静、动态试验,结果表明,平台的开环调节时间为0.812s;驱动频率为100Hz时,发生共振现象;加载小于10N时,平台具有较好的稳定性;动态试验得到压电陶瓷、电容传感器和平台的分辨率分别为4、10和45nm,且平台的重复定位精度为0.6μm.     

挖掘机液压油箱振动耐久性验证与改进

履带式挖掘机在行走和作业工况下相较于其他轮式机械的振动情况更恶劣,其液压油箱作为典型的薄板箱体类零件,动态特性复杂,在恶劣的振动工况中容易发生开裂问题.基于频域等损伤理论的随机振动试验技术对新开发液压油箱的可靠性进行试验验证,暴露了样件的设计缺陷,采用试验和仿真结合的方式对该油箱进行失效分析,并针对失效原因,提出对油箱...