万方数据挖掘机液压系统建模与仿真木篓m型_工作装置建模成凯1，张静1，王鹏宇1，我群亮2，李文新2工作装置，液压系统效率的高低对挖掘机的经济性压仿真软件包包含了大量的常用液压元件、液压源和液压管路等，控制软件包包括多种信号源和运算法则，非常适合工程系统尤其是液压及其控制系统的建模仿真和动态分析。以分为挖掘、平整和精细3种，其中以挖掘作业为到卸料工位、卸料、返回挖掘工位5个工序。变化，计算液压缸的外伸行程，据此设定一个挖掘挖掘机的工作装置由铲斗、斗杆、动臂组成，三者的协调动作是由3组液压缸的伸缩联动来实现的。图2为挖掘机工作装置在工程仿真软件AMESim中的模型，各个部件的建模基于软件的平一29一吐2010年8月(1．吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室；2．广西柳工机械股份有限公司)在液压挖掘机中，发动机通过液压系统来驱动有很大影响。据统计，我国国产挖掘机正常工作时，其液压系统的效率仅为40％左右，这是液压挖掘机效率低下的主要原因之一。因此，对液压系统进行改进和研究，对提高液压挖掘机的效率，改善液压挖掘机的工作性能具有重要的意义。挖掘机液压系统是由多种液压元件组成的非线性系统，各个元件问靠压力油传递能量，依靠控制信号实现压力、流量的控制。AMESim软件是基于图形化的仿真软件，带有多种工程软件包，其中液1．1挖掘机的挖掘循环制定合理的工作循环，是为了在仿真过程中使挖掘机的动作流畅协调。挖掘机的工作模式大致可主。典型的挖掘过程包括确定挖掘工位、挖掘、运动本文基于挖掘循环试验中各油路先导压力的过程中各工作装置的动作过程，作为仿真模型的输人。图l所示为在16s的挖掘循环中各工作装置的动作过程(工作的先后顺序和位移)。1．2挖掘机工作装置与回转机构建模面机械库(PlanarMechanical库，简称PLM库)：作者简介：成凯(1962～)，男，博士生导师，研究方向：工程装备故障诊断与智能控制。41金属．1995(7)：25—28．【3】胡家秀．机械设计基础【M】．北京：机械工业出版社，【4】罗红萍．双腔颚式破碎机运动学特性研究叩．矿山机械，【51黎民，朗世平．颚式破碎机的机构设计【J】．矿山机械，1987【6】孙靖民．机械优化设计【M】．北京：机械工业出版社，【7】李增刚．ADAMS入门详解与实例ira]．北京：国防工业出版社。2008．【8】郑建荣．ADAMS虚拟样机技术入门与提高【M】．北京：机械工业出版社，2005．通信地址：河北省邢台市中兴西大街466号河北机电职业技术学院机械工程系(054048)(收稿日期：2010-03—10)摘要：以国内某公司生产的某型20t液压挖掘机为样本，阐述了挖掘机液压系统的工作原理。根据液压元件、工作装置的布置结构和实际尺寸，在AMESim软件平台上对该型挖掘机的液压系统和工作装置进行了建模，并通过对模型参数的设置，实现了机电液一体化系统运动仿真。重点就其中压力脉动与工作装置跟随效果差等问题进行了分析，提出了相应的解决方案以提高控制精度。关键词：挖掘机；液压系统；AMESim；仿真分析1·基金项目：国家“863”计划重点项目：混合动力系统与节能型【程机械技术的应用研究(2009AA(M4403)2006(1)：30—31．(1)：32—38．’昔2004．!万方数据I二=二。础a耐Roeoar叻=二三二。工程机械。。二=j。三：二二第41卷2010年8月囊6{．由6mf主80工程机档。a耐＼第年月，霪的基本形式，而且其端口可以用作外部输入的端口，通过PLM传感器将输入量以力的形式作用于液和由各个工作部件自重产生的负载。自重产生的负一30一4⋯Jf的中心位置，根据经验公式计算，取平均值近似代液压控制系统建模卷PLMBOD是可以连接N2．维机械上构成动力系统压缸。液压挖掘机中回转机构作为液压执行系统的一部分，其动力来源于主泵驱动的回转马达。回转马达上的角位移传感器检测并反馈其位移，通过PID控制器进行控制，来跟踪目标运动轨迹，如图3所示。1．3工作参数的计算挖掘机在作业过程中，负载主要包括挖掘负载载可以通过在AMESim软件中给定部件的质量由软件自行计算；而挖掘负载是在挖掘过程中产生的，由于挖掘物料的局部密度、结构形状等物理参数在挖掘过程中的不确定性，挖掘负载是会时常发生变化的，但是变化的挖掘负载通常具有规律性。因此，模拟出一个合理有效的挖掘负载将会对仿真试验结果产生重大的影响。通过计算，得到了如图4所示的挖掘负载输入曲线。回转装置转动惯量的计算：转动惯量与工作装置各部分质量及其中心位置有关，实际上，转动惯量是一个变化量。本模型中，取工作装置3种不同表回转装置工作过程中的转动惯量。2．1泵控系统建模挖掘机液压控制系统分为泵控系统和阀控系统。泵控系统是以变量泵为功率放大元件的系统，通过改变