挖掘机负载模拟系统的研究.pdf

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1、HvdraulicsPneumatics＆Seals／No．07．2014doi：l0．39694．issn．1008-0813．2014．07．025挖掘机负载模拟系统的研究林荣珍1,2，黄志坚，李传军，郭敬恩(1．广东工业大学机电工程学院，广东广州510006；2．广州禹拓机电有限公司，广东广州510000)摘要：该文根据挖掘机的实际工况阐述了液压负载模拟系统的设计过程，目的是能够在实验室中进行挖掘机高频率变化负载的模拟，从而便于挖掘机的节能控制研发。该文通过AMESim对负载模拟系统进行仿真分析．结果证明了该文所研究的负载模拟系统可

2、以满足挖掘机负载高频变化的要求。关键词：挖掘机；负载模拟；动态仿真中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2014)07—0067—03ResearchofExcavatorLoadSimulationSystemL／NRong-zhen1,2HUANGZhi-jian，LIChuan-j“n，GUOJing-en(1．SchoolofElectromechanicalEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China；2．Guang

3、zhouYutopEletromechanicalCo．，Ltd．，Guangzhou510000，China)Abstract：Basedonactualworkingconditionsofexcavator，thepaperdescribesthedesignprocessofhydraulicloadsimulationsystem．Thepurposeistosimulatethehighfrequencyvariationsofexcavatorloads，whichcanbecarriedoutinthelaboratory

4、，thusfacilitatingthedevelopmentofenergy-savingcontrolexcavator．TheresultsofloadsimulationsystemwhichisbasedonAMESimsimulation，provedthatthesystemwhichisresearchedofthispapermeetthechangingdemandsofthehigh-frequencyloadexcavator．Keywords：excavators；loadsimulation；dynamicsi

5、mulation0弓I吾图1为某挖掘机实际工作中负载的实时曲线图。从图中可以看出．挖掘机工作的过程中由于土壤的情挖掘机是现代工程领域中用途最为广泛的工程机况变化复杂．使得负载的波动非常剧烈。压力变化在0～械之一。由于其恶劣的工作环境、变动剧烈的负载．使40MPa之间。得其工作效率低下。因此，挖掘机的节能控制研究一直区间内平均值：1一前泵是该领域的研究热点为了在室内进行挖掘机的动力系统实验．必须实现挖掘机负载的室内模拟．才能有效地进行研究挖掘机的节能控制出挖掘机的负载模拟主要有机械加载和液压加载等方式。机械加载结构简单有冲击，对复杂状况的负

6、载模拟程度低，且不能连续加载。液压加载与机械加载相u0000一一一一N~-qn比，有简单易行、工作平稳、可以连续加载、能远距离控时间／s制等优点【”。本文就挖掘机的液压负载模拟系统进行设图1某挖掘机铲斗缸挖掘的实时曲线计和建模仿真本文液压负载模拟系统的目标是实现对挖掘机高1液压负载模拟系统的设计频率负载变化的模拟1。2负载模拟系统的液压原理1．1挖掘机实际工况液压系统的精确度和响应速度是负载模拟系统设本文致力于研究一套能够在室内最真实地反映挖计的关键。掘机实际工况的负载模拟系统图2为负载模拟系统液压原理图。图中A口为加载腔，接执行元件(如

7、动臂缸、斗杆缸、铲斗缸、回转马收稿日期：2013—12—31达、左行走马达、右行走马达)的出口，B口接多路阀的作者简介：林荣珍(1989一)，男，广东廉江人，在读硕士研究生，研究方向机电液一体化智能控制及仿真。B口。67液压气动与密封／2014年第O7期伺服阀a口(即逻辑阀控制口)的流量连续方程为：旦=(、qv．-u．A。)(2)BA式中E一油液等效体积弹性模量；一先导控制容腔的体积；一主阀芯运动速度(向上为正)；，一主阀芯先导控制腔环形作用面积。1一滤油器2一蝶阀3-控制油泵4-电动机5一单向闽2．2插装阀数学模型6一比例调压阀7-伺服

8、阀8-逻辑阀9-阻尼口10一压力传感器插装阀主要由阀套、弹簧、阀体及阀座等组成。阀图2负载模拟系统液压原理图体的运动由牛顿第二定律容易得到，文献[4]中推理较本系统由控制油泵提供控制油通过伺服