基于刚‒柔耦合的反铲液压挖掘机工作装置多体动力学分析与仿真

以某型挖掘机为研究对象，建立其工作装置及挖掘阻力数学模型。针对土方、石方挖掘工况，采用压力传感器、位移传感器测得挖掘过程中各油缸的压力及位移，采用电阻应变片测出动臂与斗杆上各测点的应力。基于所获得的各油缸位移及压力，通过动力学分析计算载荷。使用有限元分析软件和动力学仿真软件建立挖掘机刚?柔耦合模型，并以各油缸位移曲线为驱动，得到动臂及斗杆上各点应力。仿真计算与应力测试的对比结果表明，对应测点的应力变化趋势基本一致，误差在15%以内。     

混合臂式高空作业车变幅系统动态建模与分析

针对混合臂式高空作业车变幅系统液压油缸驱动力难以显式计算的问题,借助拉格朗日方程和解析几何法对混合臂高空作业车臂架系统建立运动微分方程,得到臂架角位移、油缸行程与油缸受力随时间变化的动力学关系,在此基础上推导油缸油压、流量随时间变化的关系。给出臂架运动条件,基于最小二乘原理,运用MATLAB编程进行数值求解,得到油缸受力、油压及流量的时间历程曲线并对结果进行分析和验证。结果表明,模拟运动下油缸b1、b2、s1所受作用力较大,油缸设计时须优先对其进行强度分析;油缸b1、b2、s1油压变化也较大,油缸设计时须对其进行动强度分析;各油缸流量变化不大,可考虑使用定量泵节流调速系统。以上研究为混合臂式高空作业车臂架系统的设计及油缸选型等提供了参考依据。     

泵阀双源协同驱动多执行器系统特性研究

针对工程机械等多执行器复合作业装备中阀控系统节流损失严重、泵控系统装机功率过大的问题,提出一种泵阀双源协同驱动多执行器系统。首先对不同系统能效机理进行理论分析,明确了载荷差异造成阀控系统大量节流损失的根本原因是各执行器驱动腔压力不同。在此基础上,设计了基于所提系统的极低压损控制策略。然后,借助SimulationX仿真软件,建立了37 t液压挖掘机仿真模型,通过试验验证了模型的准确性,并进一步建立了泵阀双源协同驱动和电液流量匹配系统液压挖掘机联合仿真模型。最后,分析对比动臂和铲斗空载复合动作工况下,所提系统与电液流量匹配系统的运行特性和能量特性。结果表明：与电液流量匹配系统相比,所提系统显著改善了重载执行器响应滞后现象,提升了系统运行平稳性,同时大幅降低了载荷差异造成的轻载执行器回路压力损失,整机节流损失和能耗分别降低了67.2%和39.8%。本研究可为降低多执行器复合作业装备节流损失提供全新的解决方案。     

混合动力液压挖掘机能量回收系统仿真研究

混合动力在工程机械的应用是当前的研究热点,为了研究混合动力挖掘机执行机构能量回收的动态过程,用多体动力学软件Recurdyn建立逼真的液压挖掘机工作装置模型,用Simulink建立了液压回路能量回收系统中马达、发电机、动力电池模型,对动臂和斗杆势能的回收过程进行了研究.分析了动臂油缸、斗杆油缸在能量回收过程马达转速变化规律及负载电磁转矩变化规律,并对能量回收效率进行了分析.为混合动力在挖掘机的技术提升方面提供可靠依据.     

基于AMESim的精密整平作业车液压系统仿真

为了在新型地铁整平装置的设计研发基础上,进一步优化精密整平作业车液压系统的设计及其关键参数设定,绘制了精密整平作业车的液压系统原理图,利用AMESim软件分别对振捣系统、螺旋布料系统和调平系统进行了建模与仿真分析。仿真分析结果表明,随着振捣频率的增加,振捣马达流量波动越来越大,为保证振捣系统性能,振捣频率设计为30Hz;系统中加装蓄能器能够提升系统的稳定性和可靠性,降低液压冲击,延长液压元件使用寿命;阻尼孔直径影响调平油缸升降速度,阻尼孔直径增大,油缸升降速度也随之增大。为了保证整平工作质量,使升降速度处于标准范围内,最终确定阻尼孔A1的直径为0.9mm。     

AMESim在《液压传动》实践教学中的应用

在液压传动实践教学中,为了对节流阀与调速阀的特性进行对比,采用AMESim软件构建了节流阀进口节流调速回路与调速阀进口节流调速回路,同时进行仿真研究。通过直观的数据和仿真结果的可视化,帮助学生加深对流量控制元件及回路的理解和认识,激发了学生的学习兴趣,提高了其自学能力和创新能力。     

旋挖钻机变幅机构的动力学建模与仿真

为研究和提高变幅机构的动力学性能,采用牛顿-欧拉法建立四连杆机构的动力学数学模型,在Simulink平台上构建基于Matlab函数的变幅机构的动力学仿真模型,分别对4种变幅机构形式各在2种钻桅位姿状态下的变幅过程进行仿真,并对动力学仿真结果进行分析和比较。研究结果表明:动臂变幅油缸需提供的主动力与钻桅位姿以及动臂和连杆间的相对位置均无关,与动臂变幅油缸和动臂的相对位置有关;钻桅位姿和变幅机构的形式对动臂在和转台铰链处所受约束反力以及转台所受约束反力的幅值之和这两者均有影响;动臂位于连杆下方而动臂变幅油缸位于动臂下方的形式具有较好的动力学性能。     

挖掘机提升系统的动载荷计算

考虑到挖掘机提升系统多自由度模型下动载荷计算的复杂性,在设计初期,将提升系统的传动件如轴、齿轮和联轴节及结构件均视为刚性元件,只将提升钢丝绳视为弹性元件,并不考虑阻尼的影响,提出了将挖掘机提升系统的多自由度模型简化为二自由度模型.通过拉格朗日方程法对在堵转工况下斗杆垂直于动臂、斗杆全伸出位置进行计算,得出提升钢丝绳的动载荷系数,并与多自由度模型下求得的动载荷系数比较.结果表明,在初步设计中可用二自由度模型代替多自由度模型,达到简化计算的目的.     

基于COSMOSMotion和COSMOSWorks的动臂有限元分析

建立主要工作装置的三维实体模型和动臂的虚拟样机模型,以COSMOSMotion软件为平台进行运动学和动力学仿真,并将动臂在铲斗挖掘、斗杆挖掘、混合挖掘三种典型工况下的原始载荷情况从COSMOSMotion中直接输出到有限元分析软件COSMOSWorks中进行强度和结构分析,得各工况下动臂应力最大时的有限元分析结果,为物理样机的试制和和产品的优化设计提供了依据.COSMOSMotion和COSMOSWorks的联合仿真降低了仿真的难度,提高了分析的精度.所采用方法,对于同类产品的设计具有一定的参考价值.     

基于电子技术的装载机铲斗设计

当前工程机械的先进技术大部分集中在操纵和控制上,要解决控制问题必须引入具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术。本文主要研究基于电子技术的装载机铲斗设计,使装载机的操作更为简单。电控装载机铲斗采用电液比例控制系统来控制装载机的转斗油缸,通过动臂转角和铲斗相对动臂转角的反馈来自动控制铲斗的角度,实现自动平移。选用复合形法编写优化程序,结合装载机工作装置的数学模型对工作装置进行优化设计,而且基于电控的优化能获得更大的传力比。     

选用液压阀的注意事项

在液压系统设计中选用液压阀时，常常遇到一些影响系统工作性能又往往被忽视的问题，本文对这些问题进行了分析并提出处理的对策。     

方向控制阀中先导阀的创新设计

为改善大流量方向控制阀的工作可靠性降低故障率，对其先导阀的结构进行了创新设计．采用二位三通双球式常闭型电磁阀，并将其插装在主阀阀体上．从而使其结构得到简化，性能得到提高，抗污染能力显著增强．本文介绍了它的结构和工作原理，并对其创新点进行了结构性能分析．     

新控制原理液压分流阀的研究

本文提出一种利用“分流量检测-误差反馈-先导控制”原理的分流阀。通过理论分析和控制原理可行性实验研究,证明该阀的控制原理完全可行,而且可使分流误差初步控制在1％以内。     

先导式开关阀的结构参数设计

本文分析了一种先导式电磁开关阀的启闭力、控制压力及启闭速度等性能,提出确定其主要结构参数,如阀芯直径、先导阀节流孔面积的指导性原则,可作为设计此类阀时参考。     

啤酒灌装阀中的弹簧力分析

灌装阀是灌装机的关键部件,其中的弹簧是关系灌装阀是否漏气漏液的关键零件,根据灌装阀在灌装过程中的工艺要求,对阀中的弹簧进行了力分析,为灌装阀的设计提供依据。     

插装式电液比例流量放大阀特性分析

插装阀具有通流量大、结构简单和成本低等优点,广泛应用于液压系统中。笔者针对一种主级基于流量放大原理、先导级采用单级伺服比例方向阀的两级插装比例节流阀特性进行分析,建立了该比例节流阀的简化数学模型,获得了简化条件下的特性关系式。以此为基础,在SimulationX软件环境中建立该液压阀的仿真模型,利用实验数据对模型正确性进行验证,运用验证后的仿真模型对比例阀性能特性进行分析。结果表明:该液压阀输出流量静态特性存在死区,阶跃响应存在时间滞后,主阀流量放大倍数并不是常数,性能影响因素与主阀反馈槽预开量、面积梯度、级间过渡容腔体积以及先导阀通流能力等相关。     

新型比例溢流阀动特性的研究

本文根据新型压力直接检测型比例溢流阀的工作原理和结构特点,提出了简便的“信号流图”动态分析模型,从而分析了阀的动态性能,并提出了改进措施和优化目标参数,然后对阀进行了数字仿真和试验研究。结果表明,给出的数学模型简单、准确、合理,对提高阀的动态性能和设计具有指导意义,据此提出的改进措施也使阀的动态性能有了一定的提高.     

管道阀门的应用及缺陷性分析

介绍了阀门选用和采购过程中应当注意的一些问题,分析了阀门容易产生的缺陷。     

水压锥阀阀口气穴数值模拟与可视化研究

气穴是研制水压阀存在的主要难题。认识阀口形状与气穴的关系,避免产生气穴现象极其重要。应用有限体积数值计算方法针对阀座倒角长度变化对水压阀阀道内流场的影响进行数值模拟和可视化研究,得到了一些有益的结论:倒角长度的改变对阀口间隙以及阀芯锥面与柱面相接的地方的负压会产生比较大的影响。     

某舰船消防栓阀头的技术改进

某型号军舰消防栓阀头密封失效由于阀线损伤引起,维修困难,通过改原来的阀头与阀座＂阀线—阀线＂硬对接密封为＂阀面—阀线＂软对接密封,可以比较快捷地完成修理任务。