挖掘机回转特性分析与优化

针对某型挖掘机市场作业出现回转启动抖动、制动锁不住现象,进行厂内回转试验研究。考虑液压因素所致,故搭建试验平台,采集回转马达压力,陀螺仪采集回转运动过程中的角速度、角加速度以及制动时间、制动角度,振动传感器采集驾驶室悬置主被动侧加速度信号,评估回转支承抖动对驾驶室悬置隔振性能的影响,进而研究驾驶室噪声。结果表明,试验样机振动噪声性能较好,工作装置单动作、回转性能与高端机型差距不大,铲斗内收单动作时间增加16.0%,斗杆内收时间增加13.3%,动臂提升加回转时间增加14.6%,液压缸行程减小9.6%,铲斗提升高度下降7.9%,装车高度稍低。提出的试验方法可以建立切向力与回转角度关系,解决试验之前拉力计需与铲斗回转方向共线的问题。采用PID控制方法,优化压力波动范围,使得回转过程中稳定性好,抖动现象有所改善。

电控正流量挖掘机泵控特性分析

基于电控正流量系统控制原理,建立控制方程,分析其泵控特性。为对比其与负流量、液控正流量系统挖掘机整机性能差异,进行相关试验研究。试验结果表明:电控正流量系统性能最优越,其动臂提升加回转时间为4.07 s,较液控正流量系统缩短5.79%;液压缸行程百分比为73.52%,较液控正流量增大5.04%;铲斗离地高度为2988 mm,较液控正流量增大9.89%;而负流量系统各工作装置速度均小于液控正流量、电控正流量系统。负流量、液控正流量与电控正流量系统行驶、回转速度与设计值基本一致,控制方式对其影响较小,但电控正流量跑偏量较小并且各模式一致性好,制动时间、制动角度最小,回转制动性能优越。此外,电控正流量系统挖掘效率为302.4 m^(3)/h,较液控正流量系统提高6.33%,较负流量系统提高14.03%;挖掘油耗为27.8 L/h,较液控正流量降低13.66%,较负流量降低20.80%。结合经济性、可靠性,电控正流量为最优的泵控系统。

挖掘机回油单向阀性能分析

基于旁路回油散热原理对回油单向阀进行选型,并试验验证其液压性能参数。试验结果表明:回油单向阀进口压力为0.28 MPa,小于限值(0.30 MPa);进口流量为120 L/min,小于限值(200 L/min),压力流量满足设计要求。采用该回油单向阀进行热平衡试验,水温、液压油温度、机油温度均小于限值,热风回流虽存在,但对热平衡影响较小。试验采集水温与车载终端显示温度差异为0,试验采集液压油温度与车载终端显示温度差异在3%左右,可验证试验数据有效性。

正流量液压挖掘机平整微操作抖动问题分析

针对某型正流量液压挖掘机平整微操作抖动问题进行控制原理分析,建立动臂提升和斗杆内收两复合微操作性能数学模型。搭建试验平台,从液压、振动和噪声角度评估动臂提升和斗杆内收两复合冲击抖动性能。当出现压力抖动时,动臂提升先导压力稳定在1.721~1.751 MPa之间,斗杆内收先导压力变化范围较大,在1.423~1.675 MPa之间,故动臂提升与斗杆内收微操作出现压力抖动与斗杆内收先导压力变化密切相关。但司机位置处未表现出较强的冲击抖动性,各悬置Z向隔振率在21~25 dB之间,隔振性能较好;驾驶室声压级在74~78 dB之间,隔噪性能良好。此外,试验样机P7档位动臂提升时间为4.5 s,斗杆内收时间为2.5 s,动臂提升和斗杆内收两复合时间为3.2 s。当转速1650 r/min、扭矩负荷率72%时,平整效率试验值为520次/h,平整油耗试验值为28.30 L/h,平整经济性较优。

挖掘机回转力矩、回转摩擦阻力矩试验方法

提出了一种挖掘机回转力矩、回转摩擦阻力矩试验方法,解决了拉力计与铲斗回转方向不共线无法试验的问题;同时,避开回转系统刚开始转动时回转摩擦阻力矩波动较大的情况,在速度平稳时采集数据,可以较精确地获取试验值。设计并搭建试验装置,可对回转力矩、回转摩擦阻力矩进行一体化试验,提高装置利用率。结果表明,回转力矩、回转摩擦阻力矩试验值与设计值相差均在5%以内,验证了方法的有效性。采用该方法试验时,平衡状态明显,试验取值较为合适,改进效果良好。

基于模糊数学的挖掘机整机性能评价研究

针对挖掘机整机性能难以客观评价的问题,提出基于模糊数学的多因素评价方法。采用对标法对难以量化的挖掘机整机性能因素权重分配,利用定量信息将影响因子模糊数学化,可减小主观性影响。试验样机整机性能模糊评价因子为0.949 9,比中端机型高,与高端机型最相近,其操作性优越,并兼具经济性及可靠性。对评价结果进行试验验证,试验样机振动噪声性能较好,工作装置单动作、回转与高端机型相当;在复合动作中,动臂提升加回转时间虽增加6.5%,但液压缸行程百分比仅减小3.6,铲斗提升高度百分比仅下降3.9,且装车高度与高端机型相当。试验结果与操作手得分一致,模糊评价方法的准确性得以验证。