全液压钻孔挖掘多用机液压系统设计与研究

摘要

本研究以现代225LC-7液压挖掘机为主机增加附属液压冲击器，使设备兼有挖掘和钻孔的功能。以液压挖掘机原有的液压泵作为动力源，设计了钻孔设备的冲击、回转、推进等液压系统回路，对主要液压回路进行了仿真分析，并对压力补偿节流阀回路展开了实验研究。首先，分析了钻孔挖掘多用机主要动作及工作装置结构，指出原液压系统存在钻孔效率低、可靠性不高等问题，设计了新的液压系统方案。新设计的回转回路提高了回转马达工作效率，推进回路增加平衡阀保证钻孔挖掘多用机工作安全。采用螺纹插装式液压集成块，用Fluent仿真分析三类直角转弯孔道的压力损失并优化了集成块的孔道。根据最佳钻孔状态时推进压力与回转压力的关系，提出了提高钻孔效率的方法。其次，用AMESim软件对液压系统主要回路进行了仿真分析。对液压冲击器模型进行仿真，分析了流量变化对冲击性能参数的影响;对推进回路平衡阀模型进行仿真，仿真结果表明推进油缸在举重上升、承载静止、负重下行能安全工作;对压力补偿节流阀进行数学建模及回路模型进行仿真，在新旧液压系统压力补偿节流阀调速回路分别采用溢流阀、减压溢流阀过载保护，对比分析两方案的优劣，并解释了原方案回转马达流量不足的原因。最后，进行了压力补偿节流阀调速回路实验，实验结果与仿真一致，验证了仿真模型的正确性及设计方案的合理性，并总结了压力补偿节流阀的使用注意事项。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题来源

1．2 课题背景

1．3 国内外多功能工程机械发展现状

1．3．1 国外多功能工程机械发展现状

1．3．2 国内多功能工程机械发展现状

1．4 全液压钻孔挖掘多用机总体结构

1．4．1 全液压钻孔挖掘多用机主要动作

1．4．2 全液压钻孔挖掘多用机主要结构

1．5 仿真技术在液压冲击器的应用

1．6 研究意义及研究内容

第二章 钻孔挖掘多用机液压系统方案研究与设计

2．1 钻孔挖掘多用机液压系统方案

2．1．1 钻孔挖掘多用机原液压系统分析

2．1．2 钻孔挖掘多用机液压系统方案设计

2．2 钻孔挖掘多用机液压系统设计与计算

2．2．1 冲击回路系统设计与计算

2．2．2 回转回路系统设计与计算

2．2．3 推进回路系统设计与计算

2．2．4 辅助回路系统设计与计算

2．3 插装式液压集成块设计

2．3．1 插装式液压集成块设计流程

2．3．2 插装式液压集成块优化设计

2．4 本章小结

第三章 提高钻孔效率方法研究

3．1 冲击式钻孔原理分析

3．2 最佳钻孔效率的推进压力与回转压力

3．3 提高钻孔效率方法研究

3．3．1 渐进式推进控制方法

3．3．2 提高钻孔效率方法分析

3．4 本章小结

第四章 基于AMESim主要液压回路模型仿真

4．1 AMESim仿真软件

4．2 冲击回路模型仿真

4．2．1 液压冲击器模型建立

4．2．2 仿真结果及分析

4．3 推进回路模型仿真

4．3．1 平衡阀模型建立

4．3．2 仿真结果及分析

4．3 本章小结

第五章 压力补偿节流阀数学建模和回路模型仿真

5．1 压力补偿节流阀数学建模

5．1．1 压力补偿节流阀工作原理

5．1．2 静动态特性分析

5．2 压力补偿节流阀回路模型仿真

5．2．1 压力补偿节流阀模型

5．2．2 仿真结果及分析

5．3 本章小结

第六章 压力补偿节流阀回路实验

6．1 实验目的及内容

6．2 实验方案及实验装置

6．3 实验结果及分析

6．3．1 压力补偿节流阀回路实验结果分析

6．3．2 推进回路调速实验结果分析

6．4 本章小结

第七章 全文总结与展望

7．1 全文总结

7．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文