轮式装载机运动及能耗特性的联合仿真与试验研究

发布时间：2017-04-08 11:18

  本文关键词：轮式装载机运动及能耗特性的联合仿真与试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：装载机是一种作业效率高,用途十分广泛的工程机械,在国民经济建设中发挥了重要的作用。随着我国基础设施建设的不断加大,轮式装载机因其独特的优势,需求量日益增大。但轮式装载机作业工况复杂,外负载变化频繁且变化范围大,长期存在着高油耗、高排放的问题。随着能源问题的日益突出,装载机的节能技术成为了广泛关注的问题。液压系统作为装载机的重要组成部分,其工作效率的高低将直接影响装载机的生产效率和能耗特性,国内现有的小型装载机液压系统多采用定量泵供油,普遍被认为能耗较大,虽然国内对装载机液压系统的能耗已有研究,但还不够完善。本文以装载机系统联合仿真和试验研究为基础对工作装置和转向系统的运动及能耗特性进行分析研究。 本文首先采用Pro/E软件建立了装载机工作装置的三维模型,然后将其导入仿真软件SimulationX中,建立了工作装置的多体动力学模型。通过测绘获得了工作装置液压系统中各液压元件的特性参数,并在SimulationX中建立了各液压元件的仿真模型,进一步建立了整个工作装置液压系统的仿真模型。通过仿真软件中的液压缸模型,将装载机工作装置的液压系统模型和机械系统模型连接在一起,建立了装载机工作装置的机液联合仿真模型。 针对装载机典型铲装作业工况中各个工作部件的能量消耗情况进行了试验研究,然后在工作装置的联合仿真模型上添加与试验一致的外负载。通过对比仿真结果和试验结果,验证了仿真模型的准确性。在仿真分析和试验研究的基础上,对工作装置液压系统的能耗情况进行了分析计算,结果表明,装载机在铲掘作业过程中存在很大的多路阀中位低压大流量损失。采用的研究方法可用于进一步研究与比较不同液压回路方案的运行特性和能耗情况,并可用于指导液压系统的设计和实际操作。 转向运动是轮式装载机最为频繁的作业工况,转向系统性能的好坏将直接关系到整机的安全性、工作效率和能量消耗。为了分析转向过程中的稳定性,本文首先对转向机构和转向液压系统进行了理论分析,得到了影响转向稳定性的因素,在分析的基础上提出了相应的改进方案。然后对转向系统进行了试验研究,分析了不同转向速度和不同转向负载对转向稳定性的影响。在试验研究的基础上,对典型的转向工况中的能量消耗进行了分析计算,结果表明,空载转向工况的功率损失最大。最后在理论分析和试验研究的基础上提出了提高转向稳定性和减小能量损失的方案,对转向系统的设计具有一定的指导意义。
【关键词】：轮式装载机 工作装置 联合仿真 转向稳定性 能量损失
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH243
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题提出的背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 国外研究现状12-15
• 1.2.2 国内研究现状15-18
• 1.3 本课题所采用的研究方法和研究内容18-21
• 1.3.1 研究方法18
• 1.3.2 研究内容18-21
• 第二章 轮式装载机虚拟样机的建立21-35
• 2.1 装载机类型的简述21-22
• 2.2 轮式装载机的结构组成和工作原理22-23
• 2.3 装载机三维模型的建立和装配23-27
• 2.3.1 厦工XG916 Ⅱ型装载机的简述23-24
• 2.3.2 装载机三维模型的建立24-27
• 2.4 装载机工作装置的多体动力学模型的建立27-31
• 2.5 装载机铲掘作业阻力31-34
• 2.5.1 装载机的铲掘作业方法31-32
• 2.5.2 装载机铲掘时的阻力32-33
• 2.5.3 装载机的典型作业工况33-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 工作装置机液联合仿真模型的建立35-49
• 3.1 装载机液压系统的工作原理35-36
• 3.2 液压系统建模36-46
• 3.2.1 多路阀模型36-44
• 3.2.2 优先阀模型44-45
• 3.2.3 液压缸模型45-46
• 3.3 联合仿真模型46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 装载机工作装置的机液联合仿真与试验研究49-65
• 4.1 装载机典型工况的能耗试验49-50
• 4.2 正载工况50-56
• 4.3 偏载工况56-61
• 4.4 系统能量损失61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 铰接式转向特性的分析与试验研究65-77
• 5.1 铰接式转向的简介65
• 5.2 转向机构分析65-67
• 5.3 转向液压系统分析67-69
• 5.4 转向特性试验69-73
• 5.4.1 不同转向速度试验70-72
• 5.4.2 不同转向负载试验72-73
• 5.5 转向过程能耗分析73-74
• 5.6 本章小结74-77
• 第六章 论文总结与工作展望77-81
• 6.1 论文总结77-78
• 6.2 工作展望78-81
• 参考文献81-87
• 致谢87-89
• 攻读硕士学位期间发表的论文89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：轮式装载机运动及能耗特性的联合仿真与试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：292760