400T履带起重机回转液压系统的设计与优化

摘要

回转机构是履带起重机中的核心机构之一,它是履带起重机实现吊臂水平定位的重要机构。目前国内对履带起重机闭式液压系统技术尚处于模仿设计阶段。回转机构作业时,由于转动惯量非常大,回转液压系统会产生强大的压力波动和液压冲击。如若回转系统设计不合理,会直接影响整机性能。本文以400t履带起重机的回转机构为研究对象,以提高机构操作性和系统特性为目的,设计了回转液压系统。并通过数学建模和软件仿真分析了各参数对系统动态特性的影响。论文主要从以下方面展开研究:
　　综合叙述了当前履带起重机国内外发展情况和趋势,介绍了液压技术在工程机械中的应用,表明液压技术在工程机械中重要意义。在分析回转机构工作原理基础上,提出了回转液压系统的工作要求,在逐步对各种液压系统进行综合对比后,设计出了由主油路、辅助油路、伺服油路组成的400t履带起重机回转液压系统,并分析了回路中各种液压模块的工作原理。针对履带起重机最大负载工况,本文进行了各种阻力矩的计算和主要的液压元件进行了选型以及参数匹配计算。
　　基于传递函数法建立了回转闭式液压系统和回转开式液压系统数学模型,比较两者系统特性,分析了两者的特点和差异性。并对履带起重机回转作业时所发生的吊臂摆动现象做了分析,对回转机构工作特性提出要求。
　　基于AMESim软件对400t大型履带起重机的回转闭式液压系统进行建模,并在仿真中考虑回转坡度对负载的影响,仿真分析了调速斜坡曲线、转动惯量、回转阻力矩对系统性能的影响。并对系统进行一定的改进设计,并利用仿真模型进行了分析,研究得出通过并联阻尼的方法,可以大幅降低回转运动的压力冲击。
　　本文成功设计了履带起重机回转机构液压系统,并对系统进行了仿真分析。其研究成果为履带起重机回转液压系统的设计与改进提供了理论基础,并对其它工程机械的设计生产具有一定的指导意义。

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第1章 绪论

1.1履带起重机综述

1.2工程机械液压技术

1.3液压系统仿真概述

1.4本文研究工作背景及意义

1.5本文研究内容

第2章 回转液压系统设计

2.1履带起重机回转机构作用及要求

2.2回转液压系统原理

2.3调速回路的选择

2.4回转机构控制系统选择

2.5回转液压系统设计

2.6回转阻力矩计算

2.7元件选择及工况参数计算

2.8本章小结

第3章 回转机构数学分析

3.1开式液压系统数学建模

3.2变量泵—定量马达闭式回路数学建模与动态特性分析

3.3回转闭式系统与开式液压系统的特性比较分析

3.4回转时吊臂摆动现象分析

3.5本章小结

第4章 基于AMESim液压系统建模与分析

4.1 AMESim简介

4.2系统模型的建立

4.3系统模型参数设置

4.4模型检验

4.5不同的调速输入曲线对系统的影响

4.6转动惯量对液压系统动态特性的影响

4.7回转摩擦阻力矩对液压系统动态特性影响

4.8不同负载矩对马达转速的影响

4.9本章小结

第5章 回转液压系统的优化改进

5.1改进方案选择

5.2并联阻尼口对液压系统特性的影响

5.3不同阻尼口大小对系统的影响

5.4本章总结

第6章 总结与展望

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

攻读学位期间主要科研成果

致谢