【摘要】：挖掘裝載機英文為Backhoe loader。它一端由挖掘工作裝置（Backhoe），另一端由裝載工作裝置（loaders）組成，分別能完成挖掘機和裝載機的工作，因此俗稱“兩頭忙”。它廣泛應(yīng)用于農(nóng)田水利建設(shè)、工業(yè)和民用建筑、市政建設(shè)、園林、公路養(yǎng)護、港口、油田及電力建設(shè)等領(lǐng)域，特別是通過快換裝置裝上多種工作附具，其用途更加廣泛。隨著國內(nèi)經(jīng)濟水平的提高以及施工技術(shù)、施工對象的變化，國內(nèi)挖掘裝載機的市場前景非常廣闊。國內(nèi)眾多工程機械廠商都紛紛推出自己的挖掘裝載機產(chǎn)品。由于在挖掘裝載機領(lǐng)域投入的精力、經(jīng)驗及研究深度的局限性，對系統(tǒng)的特性研究涉足很淺，掌握可供參考的理論和經(jīng)驗甚少，整機技術(shù)水平還有較大的差距，特別是對挖掘裝載機液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)動態(tài)特性研究與國際先進水平差距更大。 挖掘裝載機挖掘工作裝置回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)特性是影響機器使用平穩(wěn)性和產(chǎn)生液壓沖擊的關(guān)鍵因素，而液壓系統(tǒng)緩沖裝置對回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的運動學、動力學特性起著至關(guān)緊要的作用，國內(nèi)在緩沖裝置對挖掘裝載機回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的特性影響的分析研究遠遠未達到國際先進技術(shù)水平。在實際應(yīng)用中，由于挖掘裝載機回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)設(shè)計不合理，造成回轉(zhuǎn)工作裝置動臂斷裂，以及液壓元件損壞。本文將通過對挖掘裝載機挖掘裝置回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)靜、動態(tài)特性的仿真分析，對挖掘裝載機挖掘裝置回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的設(shè)計提供一些理論依據(jù)。 根據(jù)機構(gòu)的幾何關(guān)系和運動學知識，建立回轉(zhuǎn)作業(yè)的運動學數(shù)學模型，應(yīng)用大型數(shù)值計算和仿真工具軟件MATLAB編程、計算。分析工作裝置回轉(zhuǎn)機構(gòu)左右油缸的運動關(guān)系以及回轉(zhuǎn)角位移與油缸行程的關(guān)系。分析了機構(gòu)運動中的“拐點”對回轉(zhuǎn)運動的影響。在“拐點”前后，其中一根活塞桿的伸縮方向?qū)⒏淖�，在拐點前，活塞桿逐漸伸長到最大行程，由于機構(gòu)的限制，過“拐點”后，活塞桿又逐漸縮短。而回轉(zhuǎn)換向閥控制的液壓油流向不變，至使液壓油全部進入另側(cè)油缸的小腔，導致工作裝置回轉(zhuǎn)速度突然變大，產(chǎn)生很大的回轉(zhuǎn)角加速度，對液壓系統(tǒng)造成沖擊。通過對回轉(zhuǎn)機構(gòu)運動學的仿真分析，為回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)動態(tài)性能分析提供運動學的理論基礎(chǔ)。 建立液壓系統(tǒng)的數(shù)學模型，分析液壓系統(tǒng)的動態(tài)性能。本文采用功率鍵 WP=62 合圖的方法建立了挖掘工作裝置回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的動態(tài)模型，從挖掘工作裝置回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)工作的實際情況建立了兩種狀態(tài)的功率鍵合圖：一是油缸帶緩沖裝置的動態(tài)模型；二是溢流緩沖的動態(tài)模型。由于液壓油缸緩沖裝置的節(jié)流作用建立相應(yīng)的背壓，作用在活塞桿運動的相反方向，降低與缸筒底或與機械限位塊的沖擊。溢流緩沖主要是降低瞬時壓力沖擊。 建立相應(yīng)的功率狀態(tài)方程。根據(jù)功率鍵合圖導出的方程,不僅結(jié)構(gòu)相對簡單,并且易于檢查錯誤,易于為計算機求解編程。當然也可由功率鍵合圖推導出傳統(tǒng)的傳遞函數(shù)或狀態(tài)變量形式的方程,在實際中,要求傳遞函數(shù)和狀態(tài)變量模型形式在結(jié)構(gòu)上的規(guī)整性可能引起麻煩，主要是穩(wěn)定性問題。由功率狀態(tài)方程直接用Simulink的模塊方框圖建立動態(tài)仿真模型，考慮到模型的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，用Simulink的分層法，將系統(tǒng)分成幾個子模型，簡化了結(jié)構(gòu)，而且調(diào)用也方便。根據(jù)Simulink仿真模型圖，將實際的樣機參數(shù)代入模塊中進行仿真計算,得到系統(tǒng)數(shù)字仿真計算的結(jié)果。 試驗分析。在試驗樣機上建立測試液壓系統(tǒng)回路，用便攜式液壓系統(tǒng)分析儀SIM-CHECK測試了樣機的液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)動態(tài)特性。主要測試了兩種工況下的回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)動態(tài)性能。一是從左極限位置到右極限位置及中間位置到左右極限位置，測試緩沖裝置對回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的動態(tài)性能影響；二是從左或右極限位置回轉(zhuǎn)到中間位置制動時（即控制閥回中位關(guān)閉）的回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)動態(tài)性能。從測試結(jié)果的壓力和流量特性曲線來看，壓力峰值基本上都在1.5倍的額定壓力范圍內(nèi)，滿足樣機的使用要求，壓力振蕩時間短。通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)中附加的節(jié)流閥，測試其動態(tài)響應(yīng)，在工作裝置精確定位與降低回轉(zhuǎn)液壓沖擊之間找到一個平衡點。這二者是一對矛盾體。精確定位就要保證系統(tǒng)的剛性，降低回轉(zhuǎn)液壓沖擊則要考慮對能量的吸收程度。 總之，通過對挖掘裝載機回轉(zhuǎn)工作裝置液壓系統(tǒng)動態(tài)特性的仿真分析，并用試驗驗證了數(shù)字仿真模型的正確性，為挖掘裝載機工作裝置回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)的設(shè)計提供理論計算依據(jù)，本輪文的研究結(jié)果及分析方法同樣適用于其它有類似機構(gòu)的工程機械上。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TH243
【圖文】：

圖 1－1 挖掘裝載機裝載作業(yè)圖 1－2 挖掘裝載機挖掘作業(yè)附前十能已早和裝JCB拉機前面裝一個裝載斗，后面裝一個挖掘斗，便形機的雛形，世界第一臺輪式挖掘裝載機就此誕生。

－2挖掘裝載機挖掘作業(yè)的挖掘裝載機是JCB和CASE分別在拖拉機上改裝而來的

活塞、活塞桿和液壓缸中油液的質(zhì)量等。但。裝置液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)特性是影響機器的使用平壓系統(tǒng)緩沖裝置對回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的運動學、動力國內(nèi)在緩沖裝置對挖掘裝載機液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)到國際先進技術(shù)水平，對此問題也未見到相CX 和 CAT 428D 挖掘裝載機在市場上具有極轉(zhuǎn)機構(gòu)上所采用的液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要由液壓成�；剞D(zhuǎn)油缸都采用杠桿式雙作用液壓油缸油缸的小腔連接，即“X”交叉連接，當挖掘換向閥進入到左、右回轉(zhuǎn)油缸的大、小腔，壓力油推動回轉(zhuǎn)油缸的活塞，活塞桿伸縮運工作裝置實現(xiàn)向右、向左的回轉(zhuǎn)運動，液壓基本上都有兩種液壓緩沖裝置：油缸端部的

【引證文獻】

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 王保明;液壓支架關(guān)鍵元件內(nèi)部流動及系統(tǒng)工作特性研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

相關(guān)碩士學位論文 前6條

1 石玲;海底電纜鋪設(shè)轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

2 張傳才;液壓動力系統(tǒng)建模與實驗研究[D];西安建筑科技大學;2008年

3 陳躍坡;液壓系統(tǒng)動態(tài)性能試驗測試平臺仿真研究[D];集美大學;2008年

4 李良;液壓挖掘機反鏟裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計分析及動力學仿真[D];西安建筑科技大學;2010年

5 畢紅霞;220噸礦用自卸車液壓系統(tǒng)動態(tài)性能分析[D];中南大學;2011年

6 趙學龍;挖掘裝載機伸縮斗桿的有限元分析和應(yīng)力測試[D];吉林大學;2012年

本文編號：2776187