混合动力装载机动臂能量回收仿真研究

针对装载机动臂能量损耗大的问题,提出一种混合动力装载机动臂能量回收及再生系统,该系统采用蓄能器作为储能元件。首先分析混合动力装载机动臂能量回收及再生系统工作原理,其次对元件进行数学模型分析,最后运用多学科领域复杂系统建模仿真平台(AMESim)进行建模,以柳工ZL50C为仿真对象,在典型工况下进行仿真,并与传统系统进行比较分析。仿真结果表明:该混合动力系统动臂油缸响应速度快,能量回收效率达到66.9%,能量再生效率达到81.5%。该混合动力系统与传统系统相比,发动机为系统提供能量降低了21.3%,发动机油耗量降低了19.8%。该系统为装载机节能技术的研究提供思路,对于降低装载机作业成本有重要意义。

装载机动臂组合焊接变形的控制

针对装载机动臂组合焊接生产中动臂板焊后所存在的角变形和扭曲变形,从理论和施焊现场工艺方面分析了动臂组合产生变形的原因,并通过对动臂组合焊接方法的正确选择、焊接顺序和焊接规范的优化设计,有效地解决了动臂组合焊接变形的问题。

装载机动臂的裂纹扩展寿命预测

装载机动臂在服役过程中所产生的疲劳裂纹直接影响作业安全。基于线弹性断裂力学理论,首先采用有限元法,在动臂铰孔处内壁建立半椭圆形的初始裂纹模型,分析计算在单个循环周期内载荷峰值下的应力强度因子值。然后通过数值拟合来研究在裂纹扩展过程中应力强度因子幅与裂纹深度的对应关系,在绘制?K-a曲线后利用Paris公式预测动臂的裂纹扩展寿命。结果表明:应力强度因子幅随着裂纹深度的增大而增大,而裂纹的初始长度也影响着动臂的裂纹扩展循环次数,呈现显著的反向变化关系。研究成果为装载机动臂的可靠性设计提供了一种新途径,并有助于疲劳寿命的快速预测。

ZL30EFB型防爆装载机动臂的优化设计

在Pro/E中建立ZL30EFB型防爆装载机动臂的三维模型,并用Ansys workbench中的Design Explorer对动臂板厚进行优化设计,经试验,设计的动臂既能保证强度,又能使其重量设计到最小值,可推广使用。

含裂纹装载机动臂的剩余寿命预测

工程机械的结构件在生产中大多承受非对称变幅的载荷且在多年后会现疲劳裂纹,针对这个特点本文以断裂力学理论为基础,并运用Gerber曲线和RMS模型修正非对称变幅载荷谱,推导出一种针对非对称变幅载荷下结构件的剩余寿命的计算方法。本文将装载机动臂回收件为研究对象,结合多体动力学和有限元分析得到动臂危险点的载荷历程,并根据危险点处的载荷采用本文提出的计算方法进行寿命预测。

装载机动臂提升力不足的诊断及处理

根据维护维修多种装载机总结的经验,就装载机的动臂提升力不足的原因和处理方法进行了分析和阐述。

装载机动臂提升力不足的诊断和处理

根据多年的维修和维护各种装载机总结的经验,就动臂提升力不足的原因及处置方法进行了阐述。

基于simufact-welding不同算法下某型装载机动臂焊接变形及应力分析比较

通过瞬态法、热循环法、带细分模式的热循环法分别对某型装载机动臂的焊接过程进行模拟仿真,比较其计算效率、焊接变形及残余的分布。结果表明:利用瞬态法计算时焊缝周围具有较高的的热循环峰值温度;三种计算方法下,其焊接变形误差均在20%以内,瞬态法计算得到的焊接变形与实测值十分接近;计算发现在焊缝焊趾部位存在较高的残余拉应力峰值;但是在求解效率上,瞬态法会花费大量的计算时间。

装载机动臂的疲劳寿命计算

以装载机动臂为研究对象,基于有限3元理论和疲劳强度理论进行了疲劳寿命预测。首先通过动力学仿真获得动臂疲劳分析的载荷谱,在动臂有限元模分析中进行载荷的添加,从而得到动臂应力时程图。然后基于雨流计数法和Gerber曲线进行应力值的等效转换,最后根据修正后的P-S-N曲线进行疲劳寿命计算。

装载机动臂液压校正工装设计探讨

首先对装载机动臂的结构特点及技术要求进行阐述,并对动臂焊接后的变形趋势进行分析,根据技术要求及变形规律,提出新的动臂校正方法——分中校正法,为下一道机加工序取消刮圆搭面提供保障。

基于效率提升的装载机动臂的专机制作

通过对动臂的工艺结构进行分析,提出了镗孔的加工工艺和调整装置,并且基于此设计了一种液压式校正专机,该设计可以达到节约成本,提高效率的目的,为批量化的生成提供了可能。

基于装载机动臂焊接失效及预防措施探讨

装载机是施工现场常见的工程器械之一。装载机动臂的稳定性,会对施工现场造成极大的影响。在对装载机动臂进行焊接的过程中,要考虑焊接的多个部位,以及焊接的支撑难度。同时,装载机动臂对于尺寸精度以及位置精度等方面,也有较高的焊接要求。这就意味着,装载机动臂焊接,需要考虑多方面的问题,避免出现焊接失效,造成动臂开裂,影响动臂的承载能力以及产品功能。本文从装载机动臂的结构及特点入手,探究装载机动臂焊接失效的开裂形式及失效原因,提出相应的动臂焊接缺陷预防措施,提升动臂产品焊接质量的可靠性。

L2350装载机动臂球节盖和球窝基座的故障分析与处理

L2350装载机是目前应用在露天煤矿的主采设备之一,是美国勒图尔勒公司生产的大型矿用设备。高负荷的运行和其43m3斗容对设备的动臂球节盖和球窝基座的磨损和结构强度考验巨大。所以经常出现我们通常所说的大臂球头发热和异响的情况,降低了设备出动率,加大了检修工作量。通过对L2350装载机动臂球节盖和球窝基座的基本构造和运行原理,对装载机动臂球节盖和球窝基座的常见故障与排除方法进行了分析,对处理动臂球节盖和球窝基座故障的工作提出建议。

非对称泵控装载机动臂特性研究

装载机通常采用阀控液压系统驱动动臂升降,上升过程积累了大量的动臂重力势能,在下降过程中经液压系统节流口节流作用耗散到环境中,频繁的升降过程产生了大量节流和溢流损耗,造成了系统发热与能量浪费。为消除液压系统的溢流与节流损失,提出采用闭式泵控原理驱动动臂单出杆液压缸;为平衡液压系统中单出杆液压缸的不对称流量和回收利用动臂的重力势能,提出含有三个配流窗口的非对称泵为闭式泵控液压系统供油。在非对称泵中,其中一个配流窗口与蓄能器相连,动臂下降阶段用于回收动臂重力势能,上升阶段与另外一个配流窗口共同为液压缸无杆腔供油,第三个配流窗口则与液压缸有杆腔相连。研究中,分析所提系统的工作原理,建立联合仿真模型,构建所提系统的试验平台,对所提系统的工作和能耗特性进行试验研究。试验结果表明,所提系统可平衡由闭式泵控单出杆液压缸造成的非对称流量,并实现动臂重力势能的回收,与原有阀控系统相比,最高可降低系统能耗47.19%。

装载机动臂提升动力不足的诊断分析及处理

近几年我们维护维修了多种装载机的故障,总结了不少经验。本文就装载机的动臂提升力不足故障的原因和处理方法作简要分析和阐述。

闭式泵控三腔液压缸驱动装载机举升装置特性研究

装载机是一种频繁装卸货物的工程机械,在工作过程中其举升装置及其负载存在大量的重力势能,为回收利用这部分能量,提出闭式泵控三腔液压缸的装载机举升装置。将原有动臂非对称两腔液压缸改为对称液压缸,增加一个势能回收腔,并与蓄能器相连,直接回收与利用重力势能。闭式泵控液压系统通过伺服电机-定量泵驱动三腔液压缸,消除液压系统的节流和溢流损失,并通过采用速度-位置复合闭环控制策略提高举升装置的响应特性。首先对闭式泵控三腔液压缸举升装置工作原理进行分析,搭建其数学模型,并设计相应控制策略;然后构建该装置的多学科机电液联合仿真模型,并验证其可行性;最后构建该装置的试验测试平台,进一步分析其工作与能耗特性。试验结果表明,与无蓄能器参与工作的闭式泵控系统相比,采用该系统,液压缸的平均工作压力由10 MPa降为6 MPa,一个工作周期内系统能耗降低21.2%;较原有阀控非对称液压缸系统,空载、半载和满载工况下能耗分别降低22.7%、20.9%和21.5%。

基于三容腔液压缸的装载机举升系统能效特性

为消除装载机阀控液压系统在举升和下降过程产生的节流和溢流损失,并回收举升过程中积累的重力势能,提出由三腔液压缸和闭式泵控组合的高能效液压驱动系统。首先,将现有非对称液压缸中的柱塞杆改为中空结构,设计中空腔室柱塞腔与有杆腔的面积相等,两腔室直接与液压泵进油口和出油口相连,构成闭式泵控回路,第三腔室直接与蓄能器相连,构成液气储能单元;然后,根据工作原理和理论分析初步确定系统基本元件的参数,构建所提出的系统的多学科联合仿真模型,通过动态特性的仿真分析,验证系统的可行性;最后,搭建高能效液压驱动系统试验样机验证仿真结果的准确性,并分析不同势能回收腔压力对系统能效和特性的影响。研究结果表明:采用闭式泵控液压系统,不仅完全消除了节流损失,还通过伺服电机驱动定排量液压泵,实现了动臂液压系统供需流量匹配;蓄能器与液压缸第三腔重力势能回收腔直接相连,下降过程中可直接回收利用举升系统动力势能,当此腔压力为5 MPa时,所提系统能量回收效率最高,可达79.4%。