裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)的節(jié)能研究

【摘要】： 隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展,能源短缺問題日趨嚴(yán)重。裝載機(jī)在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)油溫過高現(xiàn)象,而液壓系統(tǒng)的油溫過高會造成裝載機(jī)操作不靈活、鏟斗舉升和翻轉(zhuǎn)困難,以及工作壓力降低等故障,已逐漸成為人們普遍關(guān)注的對象。目前,國內(nèi)裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)都是由定量泵驅(qū)動,在轉(zhuǎn)速相同的情況下,定量泵的輸出流量始終保持不變,不能適應(yīng)負(fù)載的變化。而裝載機(jī)工作裝置負(fù)載變化頻繁且變化范圍較大,導(dǎo)致液壓系統(tǒng)存在較大的溢流損失。因此,由定量泵驅(qū)動的裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)有逐漸被節(jié)能型的新型液壓系統(tǒng)取代的趨勢。本文從液壓泵與負(fù)載匹配的角度出發(fā),將負(fù)載敏感變量泵應(yīng)用到裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)的設(shè)計中。 本論文以856Ⅲ輪式裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)為研究對象,主要從裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)節(jié)能角度出發(fā),從理論分析和聯(lián)合仿真分析兩個方面展開研究,主要工作如下: (1)以現(xiàn)行裝載機(jī)的代表856Ⅲ輪式裝載機(jī)為研究對象,分析裝載機(jī)工作裝置現(xiàn)行液壓系統(tǒng)在一個標(biāo)準(zhǔn)工作循環(huán)過程中處于不同工況時的功率損失。結(jié)果證明,定量泵不能根據(jù)負(fù)載的變化輸出壓力和流量,裝載機(jī)工作裝置現(xiàn)行液壓系統(tǒng)存在較大的溢流損失、中位卸荷損失和節(jié)流損失。 (2)為了解決裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)中溢流損失、節(jié)流損失和中位卸荷損失較大的問題,本論文以856Ⅲ輪式裝載機(jī)的設(shè)計任務(wù)和主要技術(shù)參數(shù)為依據(jù),設(shè)計了裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)。 (3)利用功率鍵合圖法建立裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為使用AMESim仿真軟件建立裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)的仿真模型做理論基礎(chǔ)。 (4)裝載機(jī)在運(yùn)動過程中,隨著運(yùn)動狀態(tài)和速度不斷變化,負(fù)載阻力及工作裝置重力的作用力臂也隨之不斷發(fā)生變化,最后導(dǎo)致鏟斗液壓缸和動臂液壓缸所受的作用力不斷發(fā)生變化。因此,要想真實(shí)模擬裝載機(jī)的動態(tài)特性需要將AMESim和ADAMS進(jìn)行聯(lián)合仿真。 本論文利用AMESim仿真軟件建立裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)及其各主要液壓元件的仿真模型。分析各主要液壓元件的建模依據(jù),對各主要液壓元件進(jìn)行靜動態(tài)特性分析,并將仿真結(jié)果與各主要液壓元件樣本提供的靜動態(tài)特性進(jìn)行對比,驗(yàn)證各主要液壓元件仿真模型建立的正確性。 (5)利用ADAMS仿真軟件對裝載機(jī)工作裝置進(jìn)行動力學(xué)仿真分析。首先,測量856Ⅲ輪式裝載機(jī)工作裝置的尺寸,利用三維建模軟件PRO/E建立裝載機(jī)各零部件的三維模型并根據(jù)實(shí)際連接情況進(jìn)行裝配。其次,利用MECH/Pro將裝配好的裝載機(jī)三維模型導(dǎo)入到動力學(xué)仿真軟件ADAMS中,并添加約束和負(fù)載,以便對裝載機(jī)的動臂液壓缸和鏟斗液壓缸在一個標(biāo)準(zhǔn)工作循環(huán)過程中的受力情況進(jìn)行接近實(shí)際的仿真分析。 (6)以裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)的AMESim仿真模型為主體,將建好的ADAMS動力學(xué)仿真模型導(dǎo)入到AMESim仿真模型中,然后建立裝載機(jī)工作裝置現(xiàn)行液壓系統(tǒng)和負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)的聯(lián)合仿真模型。通過仿真分析裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)在一個標(biāo)準(zhǔn)工作過程中主要參數(shù)的變化,并對比分析裝載機(jī)工作裝置現(xiàn)行液壓系統(tǒng)和負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)在一個標(biāo)準(zhǔn)工作循環(huán)過程中的功率損失。最后通過將仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果對比,驗(yàn)證聯(lián)合仿真模型建立的正確性。結(jié)果證明:裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)能夠根據(jù)負(fù)載的需求提供泵的輸出壓力和流量,液壓系統(tǒng)不會出現(xiàn)溢流損失和中位卸荷損失,只存在少量的節(jié)流損失,比較節(jié)能。 【關(guān)鍵詞】：裝載機(jī) 負(fù)荷敏感 功率鍵合圖 聯(lián)合仿真 能耗分析
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH243
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 課題提出的背景和意義11-12
• 1.2 裝載機(jī)液壓系統(tǒng)節(jié)能研究的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢12-13
• 1.2.1 國外的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢12
• 1.2.2 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢12-13
• 1.3 工程機(jī)械液壓系統(tǒng)仿真技術(shù)概述13-14
• 1.3.1 仿真技術(shù)產(chǎn)生的背景13
• 1.3.2 仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢13
• 1.3.3 聯(lián)合仿真技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)13-14
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)14-16
• 1.4.1 本文研究的主要內(nèi)容14-15
• 1.4.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)15-16
• 第二章 裝載機(jī)工作裝置現(xiàn)行液壓系統(tǒng)介紹及能量損失分析16-26
• 2.1 裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)分析16-17
• 2.2 裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)在不同工況下的能量損失分析17-21
• 2.2.1 裝載機(jī)工作裝置外載荷的確定17-18
• 2.2.2 工況分析18-19
• 2.2.3 不同工況下功率損失計算19-21
• 2.3 裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)能量損失的主要原因及節(jié)能控制技術(shù)21-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)的設(shè)計26-35
• 3.1 設(shè)計任務(wù)26
• 3.2 液壓缸作用力的確定26-27
• 3.3 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)的確定27-29
• 3.3.1 系統(tǒng)壓力的確定27
• 3.3.2 液壓缸內(nèi)徑的確定27-28
• 3.3.3 液壓缸流量的確定28
• 3.3.4 液壓缸工作壓力的確定28
• 3.3.5 液壓泵額定流量的確定28
• 3.3.6 液壓泵工作壓力的確定28-29
• 3.3.7 液壓泵功率的確定29
• 3.4 擬定液壓系統(tǒng)原理圖29-30
• 3.5 主要液壓元件的選擇30-33
• 3.5.1 負(fù)載敏感變量泵30-33
• 3.5.2 負(fù)載敏感多路閥33
• 3.6 本章小結(jié)33-35
• 第四章 裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)的建模35-55
• 4.1 裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)的分析與數(shù)學(xué)模型的建立35-43
• 4.1.1 功率鍵合圖法簡介35-36
• 4.1.2 裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立36-43
• 4.2 裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng) AMESim 仿真模型的建立43-54
• 4.2.1 仿真軟件AMESim 簡介43-44
• 4.2.2 負(fù)載敏感變量泵 AMESim 仿真模型的建立44-50
• 4.2.3 多路換向閥仿真模型的分析與建立50-51
• 4.2.4 液壓缸仿真模型的建立51-53
• 4.2.5 負(fù)載敏感液壓系統(tǒng) AMESim 仿真模型的建立53-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第五章 裝載機(jī)工作裝置動力學(xué)分析及聯(lián)合仿真模型建立55-67
• 5.1 基于 ADAMS 平臺的裝載機(jī)工作裝置動力學(xué)建模55-60
• 5.1.1 PRO/E 三維模型的建立56-57
• 5.1.2 ADAMS 動力學(xué)仿真模型的建立57-60
• 5.2 AMESim 與 ADAMS 聯(lián)合仿真60-65
• 5.2.1 聯(lián)合仿真簡介60-61
• 5.2.2 聯(lián)合仿真接口的建立61-65
• 5.3 裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)聯(lián)合仿真模型的建立65
• 5.4 裝載機(jī)工作裝置現(xiàn)行液壓系統(tǒng)聯(lián)合仿真模型的建立65-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第六章 裝載機(jī)不同工況下聯(lián)合仿真研究及能耗分析67-79
• 6.1 裝載機(jī)工作裝置負(fù)載敏感液壓系仿真研究67-73
• 6.2 負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)與現(xiàn)行液壓系統(tǒng)能耗比較73-75
• 6.3 仿真結(jié)果與理論計算對比分析75-78
• 6.4 本章小結(jié)78-79
• 第七章 總結(jié)與展望79-81
• 7.1 論文總結(jié)79-80
• 7.2 工作展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85-87
• 攻讀碩士期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄87-88

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裝載機(jī)工作裝置數(shù)字電液比例控制仿真研究    楊飛

小型裝載機(jī)工作裝置與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分析與設(shè)計    劉振華

滑移裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計與研究    袁華山

輪式裝載機(jī)工作裝置建模及優(yōu)化分析    孫曼麗

裝載機(jī)工作裝置現(xiàn)代設(shè)計方法研究    宋佰芝

裝載機(jī)工作裝置性能分析及其綜合優(yōu)化設(shè)計    王振

地下裝載機(jī)工作裝置虛擬設(shè)計研究    武月梅

輪式裝載機(jī)工作裝置運(yùn)動仿真與優(yōu)化設(shè)計    王少雷