变负载下的液压挖掘机大臂势能回收系统设计

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1、EQUIPMENTMANAGEMENTANDMAINTENANCE文章编号：1000—033X(2014)06—0097—04变负载下的液压挖掘机大臂势能回收系统设计程晓融，贺利乐，张平，杨明宇(1．西安建筑科技大学机电工程学院，陕西西安710055；2．中钢集团西安重机有限公司，陕西西安710077)摘要：针对目前普通挖掘机存在的工作装置下放时势能无法回收，造成能量损失以及因系统发热而降低液压系统的可靠性和寿命等问题，设计了一种势能回收系统。通过ADAMS软件进行动力学分析，获得了动臂在下降过程中液

2、压缸所受的动态负载曲线，将其施加到能量回收系统试验台，以研究在此过程中动臂下降的稳定性以及能量回收效率。仿真结果表明，该系统回收效率较高，可控性好，还可有效地减少环境污染，延长机械的使用寿命。关键词：液压挖掘机；能量回收；动态负载；仿真中图分类号：U415．51文献标志码：BDesignofBoom’SPotentialEnergyRecoverySystemforHydraulicExcavatorBasedonDynamicLoadCHENGXiao—rong，HELi—le，ZHANGPing，

3、YANGMing—yu(1．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，Xi’aDUniversityofArchitectureandTechnology．Xi’an710055，Shaanxi，China；2．SinosteelXi’anMachineryCo．Ltd．，Xi’an710077，Shaanxi，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemsofgeneralexcavatorsuchaswastingpot

4、entialenergywhentheboomfallsdownandthereductionoflifeandreliabilityofthehydraulicsystemcausedbysystemheat，anenergyrecoverysystemwasproposedtobeusedonexcavator．Regardingtothepracticalworkandcomplexityofexcavator，adynamicloadcurveofhydrauliccylinderwasobt

5、ainedthroughthedynamicanalysissoftwareADAMS．Inordertostudythestabilityoftheboomandtheenergyrecoveryefficiency，thedynamicloadcurvewasappliedtotheenergyrecoverysystemtestbench．Theresultsshowthatthesystemhashighrecoveryefficiencyandgoodcontro11ability，andi

6、tcanalsoreduceenvironmentalpollutioneffectivelyandextendtheservice1ireofexcavator．Keywords：hydraulicexcavator；energyrecovery；dynamicload；simulation形式耗散l_3]，若不对这部分势能加以回收，将造成液0引目压系统的发热，降低液压系统的可靠性和寿命。所以近年来，随着基础设施建设力度在全国各地的对动臂、斗杆和铲斗等下降的势能进行回收，对延长加大，挖掘机在道路、建

7、筑、水利及矿山等工程领域挖掘机的寿命、提高能量的利用率具有重要意义l_4]。的应用日益增多，成为了目前应用最广泛的工程机目前，国内外学者对于液压系统的势能回收已械之一，但同时它也是一种耗油高、排放差、对环境经有了一定的研究，也取得了相应的成果。瑞典In—污染严重的工程机械_ll]。普通挖掘机20S内就可nas公司将液压变压器应用于挖掘机液压系统中，以完成一个工作循环，在每个循环中，动臂、斗杆和回收回油的液压能；美国卡特比勒公司和新卡特铲斗等都有一次下降，在此过程中产生的势能除了少比勒三菱株式会联合提出

8、了一种可以用于势能回收部分以动能的形式继续存在外，其余的大都以热能的的液压系统l6]。在国内，张彦庭采用配合油电混合收稿日期：2013-10—20基金项目：长安大学公路养护装备国家工程实验室开放基金项目(2013G1502047)97EQUIPMENTMANAGEMENTANDMAINTENANCE动力驱动系统的方法开展液压马达能量回收[7；吉上，以热能的形式耗散，这种能量损失不仅降低了燃林大学陈明东提出了以铲斗中分别盛装不同重量的油的经济性，而且转化成