挖掘机平整作业特性分析及性能优化研究

摘要

随着挖掘机在施工建筑中的广泛应用以及用户对作业效率与节能降耗的苛求，针对挖掘机作业性能方面的研究已成为国内外关注的焦点之一。论文针对挖掘机平整作业时液压系统的流量分配进行了理论、仿真、试验研究。主要完成的工作如下:
　　 综述了国内外挖掘机平整作业液压系统的研究与应用现状及存在的问题，阐述了课题研究的重要意义。分析了挖掘机平整作业工况特点，从理论上推导了其液压系统的数学模型，阐述了其液压回路间产生耦合的本质原因。根据挖掘机平整作业运动匹配要求，分析了动臂油缸与斗杆油缸之间的流量匹配关系，提出了斗杆再生阻尼孔之间的匹配关系。
　　 基于挖掘机平整作业系统的特性，应用Amesim仿真软件建立了挖掘机液压系统模型，应用Adams仿真软件建立了挖掘机动力学模型。根据软件之间的接口技术搭建了挖掘机机械-液压联合仿真模型，为现有系统平整作业性能的研究与评价提供了重要的分析平台，为平整作业新系统的提出奠定了基础。
　　 基于挖掘机机液联合仿真模型对挖掘机的空载单动作和平整复合动作进行了仿真与试验测试对比研究，验证了仿真模型的正确性，并深入分析仿真结果与试验结果，确定了现有系统平整作业效率低与能耗高的主要原因。在此基础上，提出了用于平整作业的新系统，并开展了仿真分析与试验研究。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．2 挖掘机平整作业概述

1．2．1 挖掘机组成

1．2．2 挖掘机液压系统工作原理

1．2．3 平整作业工况概述

1．3 挖掘机平整作业的研究与应用现状

1．4 论文主要研究内容

1．5 本章小结

第二章 平整作业特性分析

2．1 平整作业运动学分析

2．1．1 运动学方程求解

2．1．2 驱动油缸行程匹配计算

2．2 动臂与斗杆液压系统耦合特性

2．3 动臂与斗轩回路流量分配特性

2．4 斗杆再生阻尼孔匹配计算

2．5 本章小结

第三章 挖掘机机液耦合系统模型的建立

3．1 仿真平台概述

3．2 挖掘机Amesim液压模型

3．2．1 主泵建模

3．2．2 主控制阀建模

3．3 挖掘机Adams动力学模型

3．3．1 三维几何建模

3．3．2 物理建模

3．4 Amesim与Adams通讯接口模块及机液耦合模型

3．5 本章小结

第四章 仿真分析

4．1 仿真模型验证与分析

4．1．1 单动作仿真与试验结果对比分析

4．1．2 平整作业复合动作仿真与试验结果对比分析

4．2 平整作业新系统方案与仿真模型

4．3 新系统仿真分析

4．4 斗杆再生流量仿真研究

4．5 本章小结

第五章 平整作业试验研究

5．1 原系统模型验证试验

5．1．1 试验目的与内容

5．1．2 试验条件

5．1．3 试验数据测定

5．2 新系统平整作业试验

5．2．1 试验目的与内容

5．2．2 试验过程及数据测定

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1：SWE230挖掘机ADAMS模型主要仿真参数

附录2：SWE230挖掘机AMEsim模型仿真参数

致谢

攻读学位期间主要的研究成果