正流量液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂回路流量特性分析

張永強(qiáng)，劉 建，仉志強(qiáng)，鐘家怡

（1.太原重工股份有限公司，山西 太原 030024；2.太原科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，山西 太原030024；3.柳工機(jī)械工程股份有限公司，廣西 柳州 545007）

0 引言

正流量液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的流量供應(yīng)能夠跟隨負(fù)載所需流量進(jìn)行實(shí)時(shí)變化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)流量的實(shí)時(shí)匹配。但是挖掘機(jī)動(dòng)臂在下降過程中存在著很大的重力勢能，而且挖掘機(jī)在工作過程中動(dòng)臂需要頻繁地制動(dòng)和舉升，這部分勢能如果能夠回收再利用，將在很大程度上提高挖掘機(jī)的能量利用率，提高系統(tǒng)的工作效率。因此，本文對22 t正流量液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂下降過程的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)臂液壓回路進(jìn)行理論分析，并進(jìn)行建模仿真分析，優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)。

1 動(dòng)臂下降過程的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型

動(dòng)臂下降動(dòng)作采用常用測試方法中規(guī)定的動(dòng)作：斗桿油缸和鏟斗油缸縮回到末端，保持斗桿和鏟斗固定不動(dòng)，在工裝機(jī)構(gòu)自重和雙動(dòng)臂油缸液壓力的共同作用下，整個(gè)工裝機(jī)構(gòu)自上而下運(yùn)動(dòng)至水平地面，完成動(dòng)臂下降動(dòng)作。

動(dòng)臂下降動(dòng)作主要是在牽引力矩和阻力矩的共同作用下完成的。牽引力矩主要是由動(dòng)臂油缸有桿腔的液壓力和工裝機(jī)構(gòu)自重共同作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，該轉(zhuǎn)動(dòng)力矩不僅受到動(dòng)臂油缸有桿腔液壓力和工裝機(jī)構(gòu)本身自重的影響，而且還受到工裝機(jī)構(gòu)自身幾何參數(shù)的影響。阻力矩主要是由動(dòng)臂油缸活塞與缸筒內(nèi)壁產(chǎn)生的摩擦力和其他摩擦力共同作用產(chǎn)生的。

圖1為動(dòng)臂機(jī)構(gòu)圖，根據(jù)工裝機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系和力矩平衡原理建立如下數(shù)學(xué)模型。……