浅析大型正铲液压挖掘机斗杆升降回路及特性

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1、学兔兔www.xuetutu.com第50卷第20期机械工程学报Vl01．50NO．2020l4年10月JOINAL0FMECHANICALENGINEERING0ct．20l4DoI：10．3901，JME．2014．2O．180大型正铲液压挖掘机斗杆升降回路及特性木王永进权龙杨敬(太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024)摘要：在设计目前国内斗容和机重最大的矿用液压挖掘机液压控制系统中，为减小使用成本，采用交流电动机驱动变量液压泵组作为动力源。为满足工作效率要求，斗杆举升过程采用四

2、台液压泵供油，通过四组比例多路阀(主控阀)阀外合流来满足斗杆的速度要求，为降低能耗，提出在斗杆下降过程依靠自重和专用的比例节流阀进行流量再生的控制方法，加快斗杆下降速度，提高系统工作效率。分析斗杆采用流量再生方法下降的前提条件，对斗杆液压缸在一个工作循环内的压力变化进行机电液一体化的联合仿真研究，按照仿真确定的参数设计并制造样机，试验测试表明，挖掘机加载最大试验负载25kN时，所设计的液压控制系统可以满足斗杆满载举升所需要的压力及速度要求，斗杆下降采用流量再生方法后，下降时间由32S缩短至l8S，下降速度明显

3、加快，且下降结束阶段无液压冲击。通过试验，验证了挖掘机液压控制方案的正确性，为今后国内设计和制造更大型的液压挖掘机积累了数据和经验。关键词：液压挖掘机；斗杆；液压控制；再生回路中图分类号：TH137ArmLiftingCircuitandFeaturesofLargeFace-shovelHydraulicExcavatorWANGYongjinQUANLongYANGJing(KeyLaboratoryofAdvancedTransducersandIntelligentControlSystemofMin

4、istryofEducation，TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024)Abstract：Duringthecourseofdesigningthehydrauliccontrolsystemofhydraulicexcavatorswiththedomesticlargestbucketcapacityandmachineweight，electricitywithACmotordrivinghydraulicpumpsisusedasapowersourc

5、etoreducethecost．Tomeettheeficiencyrequirements，fouroilpumpsareadoptedwhiletheaimisuplifting．Incorporationoutsidethevalvethroughfourgroupsofproportionalmulti-wayvalve(mastervalve)iscarriedouttomeetspeedrequirements．Inordertoreduceenergyconsumption，thecontro

6、lmethodofflowregenerationisputforwardwhichdependsonthearm’sownweightanddedicatedproportionalthrottlevalvewhilethearlnisdecliningtoaccelerateitsdecliningspeedandimprovetheeficiencyofthesystem．InthearticletheprerequisitefortheaHndecliningisanalyzed，whichadopt

7、sthemethodofflowregeneration，andhydromechatronicssimulationstudyofpressurechangesofexcavatorarmcylinderwithinaworkcycleiscarriedout．Theprototypeexcavatorhasbeenmadeaccordingtotheparameterdesignofthesimulation．Theexperimentalresearchoftheexcavatorindicatesth

8、atthedesignedhydrauliccontrolsystemwithmaximumtestloadof250kNcanfullymeetpressureandspeedthearmneeds．Thedecliningtimeshortenedfrom32Sto18S，speedclearlyaccelerated，andnohydraulicshockatthelaststageofdec