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比例优先阀控制的中型液压挖掘机装车作业效率研究

作　者: 刘复平
导　师: 朱建新
学　校: 中南大学
专　业: 机械工程
关键词: 液压挖掘机装车作业比例优先阀效率
分类号: TU621
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

装车作业作为液压挖掘机重要的工况,其作业效率是衡量挖掘机性能优劣的关键指标。随着挖掘机在工程施工中的广泛应用,对挖掘机的装车作业效率进行研究具有重要的实用价值。本文基于比例式优先阀控制的挖掘机的装车作业效率进行细致深入的研究,主要工作如下：阐述课题研究的背景及意义,综述挖掘机复合动作的研究现状和发展趋势；介绍目前主要采用的几种优先阀的结构形式及工作原理,指出其取得的效果和存在的局限。研究挖掘机装车作业时动臂和回转的负载特性,对动臂与回转液压系统进行数学建模,在此基础上分析系统引入优先阀的本质原因,并研究不同装车姿态下优先阀所应匹配的面积；运用AMEsim和ADAMS搭建挖掘机的机液联合仿真模型,对装车作业进行仿真分析,研究不同装车姿态下优先阀所应匹配的面积,归避直接求解而遇到参数不能确定的困难。运用流场仿真软件Fluent对本文所设计的优先阀进行仿真分析,分析优先阀节流槽中油液两种不同流动方向的速度场、压力场和液动力；对优先阀在不同开口处进行流场仿真分析,分析其液动力,在此基础上对优先阀的控制进行研究。搭建实验平台,对本文中建立的挖掘机机液联合仿真模型进行验证；通过实验的手段来测试挖掘机在比例优先阀控制下的装车作业效率,获得了与其他控制更好的结果。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-25
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
  1.2 挖掘机装车作业概述  10-15
    1.2.1 挖掘机组成  10-12
    1.2.2 挖掘机液压系统工作原理  12-14
    1.2.3 挖掘机装车液压系统工作原理  14-15
    1.2.4 挖掘机装车工况概述  15
  1.3 挖掘机复合动作的研究现状  15-23
  1.4 课题主要研究内容  23-24
  1.5 本章小结  24-25
2 装车作业特性研究  25-40
  2.1 装车作业工作装置的运动学分析  25-29
    2.1.1 连杆坐标系  25-27
    2.1.2 动臂和斗杆油缸行程计算  27-29
  2.2 动臂和回转负载特性的研究  29-33
    2.2.1 动臂负载特性的研究  29-32
    2.2.2 回转负载特性的研究  32-33
  2.3 动臂和回转的耦合特性  33-37
  2.4 动臂和回转的流量分配特性  37-38
    2.4.1 优先阀过流面积的研究  37-38
  2.5 本章小结  38-40
3 装车作业系统仿真模型的建立及仿真分析  40-58
  3.1 仿真平台概述  40-41
  3.2 仿真模型的建立  41-50
    3.2.1 液压系统仿真模型的建立  41-47
    3.2.2 ADAMS动力学模型的建立  47-49
    3.2.3 装车作业系统机液联合仿真模型的建立  49-50
  3.3 仿真分析  50-57
    3.3.1 各单动作及装车作业复合动作仿真分析  51-53
    3.3.2 优先阀过流面积匹配仿真研究  53-57
  3.4 本章小结  57-58
4 优先阀的流场仿真分析及控制  58-71
  4.1 Fluent软件简介及流场仿真中基本方程  58-60
    4.1.1 Fluent软件简介  58-59
    4.1.2 流场仿真中基本方程  59-60
  4.2 节流槽中两种流动方向和节流槽的类型  60-64
    4.2.1 节流槽中两种流动方向  60-61
    4.2.2 节流槽的类型  61-64
  4.3 液动力的流场仿真计算及分析  64-69
    4.3.1 液动力的理论分析  64-65
    4.3.2 仿真模型的建立  65-66
    4.3.3 仿真条件的设定  66
    4.3.4 流场仿真分析结果  66-69
  4.4 优先阀的控制  69-70
  4.5 本章小结  70-71
5 装车作业试验研究  71-82
  5.1 系统模型验证试验  71-77
    5.1.1 试验目的与内容  71
    5.1.2 试验条件  71-72
    5.1.3 试验方案  72-73
    5.1.4 试验步骤  73-74
    5.1.5 试验结果及分析  74-77
  5.2 改进系统装车作业试验  77-81
    5.2.1 试验目的与内容  77
    5.2.2 试验方案  77-78
    5.2.3 试验步骤  78-79
    5.2.4 试验结果及分析  79-81
  5.3 本章小结  81-82
6 总结与展望  82-84
  6.1 全文总结  82
  6.2 展望  82-84
参考文献  84-89
附录A 某中型液压挖掘机联合仿真模型仿真参数列表  89-91
攻读学位期间的主要研究成果  91-92
致谢  92

比例优先阀控制的中型液压挖掘机装车作业效率研究

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