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挖掘机液压控制系统分析并用simulink仿真【优秀毕业课程设计】

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关键词：: 挖掘机液压控制系统分析并用 simulink 液压系统

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挖掘机液压控制系统分析并用simulink仿真

摘要

回转系统是液压挖掘机液压系统的重要子系统中的一部分，对于小型液压挖掘机，由于其质量和负载质量的提高，回转系统具有大惯性负载系统、回转系统启动和制动特性等特点，提高了复合作用和回转臂的协调性差。所以它的性能的好与不好将直接影响着挖掘机的机能。为全面的挖掘机回转系统液压挖掘机的目的，从回转系统启动特性的理论分析，在回转制动溢流系统，机器在三个方面提升复合动作手臂的协调。回转系统仿真与改进系统。结果表明，改进后的系统具有较好的回转缓冲效果。缓冲效果有利于提高所有液压系统的可靠性。

总结了液压挖掘机回转平台的一般运动规律，建立非全周开口的阀控回转马达的图与传递函数;对液压回路的理论分析表明，臂架转动与吊臂的差异是回转的原因回路和动臂回路之间存在着耦合关系。

利用液压仿真软件Simulink建立仿真模型，把仿真结果与改进系统进行对比，考证仿真模型的正确性。对回转系统的平衡阀，溢流阀，液压马达，液压油泵进行模拟建模仿真。由输出仿真曲线分析得出:优化设计前后的回路的液压系统影响规律，是否得到了比较好的回转系统缓冲结果。效果好的同时对于提升全部回转液压系统可靠性的特性。

关键词:液压挖掘机；回转系统；平稳性；simulink

ABSTRACT

The rotary system is an important part of system of excavator hydraulic system of hydraulic excavator for small, due to its quality and improve the quality of load, rotating systems with large inertia load system, rotary system starting and braking characteristics, improve the coordination compound and rotary arm difference. So it's performance good or bad will directly affect the function of the excavator hydraulic excavator system. For the purpose of comprehensive analysis of the excavator, from the starting characteristics of rotary system theory in slewing brake overflow system, machine coordination in three aspects to enhance the composite movement of the arm. The simulation and improvement of the system of rotary system. The results show that the system improved after having rotary good cushioning effect. The buffering effect is beneficial to improve the reliability of hydraulic system.

Summarizes the general regularity of slewing platform of hydraulic excavator, a non-circular opening of the valve control of rotary motor diagram and the transfer function of the hydraulic circuit; the theoretical analysis shows that the differences between the arm rotation and the boom is a coupling relationship between the rotary reason and boom loop circuit.

To establish the simulation model using Simulink hydraulic simulation software. The simulation results were compared with the improvement of the system, verify the simulation model. The system of the rotary balance valve, relief valve, hydraulic motor, hydraulic pump simulation modeling and simulation. The simulation curve obtained by the output: influence of hydraulic system optimization design before and after the loop. Whether the rotary buffer relatively good results. At the same time to enhance the effect of all characteristics of slewing hydraulic system reliability.

Key words: hydraulic excavator, rotary system, stability, simulink

1 绪论 1

1.1 挖掘机简介 1

1.2 液压系统简介 2

1.3 液压挖掘机回转系统的概述 2

1.3.1 回转系统的工作原理 3

1.3.2 回转系统的典型操作条件 3

1.3.3 回转系统平稳性 4

1.4 本论文研究内容 4

2 回转液压系统分析 5

2.1 回转系统液压挖掘机的技术现状 6

2.2 液压系统原理图 7

2.3 挖掘机液压系统分析 7

2.3.1 回转液压回路分析 7

3 挖掘机中的液压回转系统的特性 9

3.1 挖掘机液压回转一般运动规律 9

3.2 阀控回转马达特性分析 10

3.3 回转与动臂液压系统特性 12

4 回转液压系统控制的仿真 14

4.1 液压系统仿真模块建立 14

4.1.1 液压油泵模块 15

4.1.2 液压马达模块 16

4.1.3 溢流阀模块 16

4.1.4 平衡阀模块 17

4.2 回转液压系统仿真模型建立 18

4.3 仿真图得出的结论 22

结论 23

参考文献 24

致谢 25

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内容简介：: 2017年毕业答辩挖掘机液压系统分析与机械工程 13韩天民完成步骤 1 2 3 4 5 6 1 回转系统在挖掘机典型作业循环中起重要作用，回转与动臂复合动作频率高、时间长，回转系统与动臂系统复合动作的协调性对挖掘机整机工作效率和作业性能起决定性作用。因此，回转系统的工作性能不仅包括回转系统单动作性能还包括回转与动臂复合动作协调性。虽然挖掘机实际工作过程中，单独回转动作不多，但单独回转动作回转系统性能是挖掘机出厂测试的重要指标，且回转系统单动作的性能是提高回转与动臂举升复合动作协调性的基础 2 3 液压挖掘机回转机构的回转时间约占整个工作循环时间的 50%能量消耗占 25 % - 40%。回转液压油路的发热约占液压系统总发热量的 30%因此 : 提高生产率和功率利用率，改善司机的劳动条件，减少工作装置的冲击等具有十分重要的意义。 4 液压挖掘机的回转机构运动时由于上车转动惯量大，在启动、制动和突然换向时会引起很大的液压冲击。尤其是回转过程中遇到障碍突然停车。液压冲击会使整个液压系统和元件产生振动和噪音，甚至破坏。因此挖掘机的回转机构常采用特殊回路来保证安全，保护元件 4 它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于 4 压力流量转换模块压油泵仿真模型 4 液压油缸仿真模型 (14 平衡阀仿真模型 4 溢流阀仿真模型 4 4 回转液压系统仿真模型 4 改进后的回转液压系统仿真模型 4 2个液压回路进油路的设计相同，因此节点 1和节点 3的压力曲线基本一致，而回油路上节点 2和节点 4的压力曲线相比较，可看出，节点 2压力峰值为 1. 4，节点 4压力峰值为 1. 3。节点 4处压力波动较大，节点 2处压力波动较小，过渡较为平稳。改进后的液压回路，在缓冲效果上比原回转回路更加突出，压力较小，则对油路以及各元件的压力也越小，说明改进后的液压回路设计正确，达到了更好的回转缓冲效果。缓冲效果好因此还可以提高整体回转液压系统的可靠性。 5 1. 由于挖掘机回转液压系统的复杂性和回转液压系统本身所具有的非线性特性，对系统的每个细节都进行精确建模是不可行的，其结果会使模型过于复杂，从而引起系统状态方程组求解困难。于动态性能对系统的影响很小，建模时因为对其进行合理的简化和忽略不计。所以会存在一定的误差。 6 点了解了回转液压控制系统，从理论分析、建模仿真对液压系统的两种模型进行了详细的比较。用果在挖掘机液压系统设计时建立好完善的整机模型，无论是对液压挖掘机的各种计算都有重要的实际意义。 3. 在这次的毕业设计中，辅导老师给了我很大的帮助，使我对谢各位老师批评指导学生学号： 20132008007 2 0 1 7 新疆大学毕业设计（论文）题目：挖掘机液压系统分析与真学院：机械工程学院专业：机械工程 (矿山机电）班级：机械工程 13 指导教师：陈立新学生：韩天民完成时间： 2017 年 5 月 25 日内容： 1、毕业设计（论文）说明书 2、指导记录、中期检查表、答辩记录 3、配图 4、制图毕业论文（设计）答辩记录表学院：机械工程学院专业：机械工程（矿山机电）班级：机械 13文题目：挖掘机液压系统分析与真学号： 20132008007 姓名：韩天民指导教师：陈立新职称：讲师答辩小组名单：乌日开西，海几哲，陈坤，伊里哈木，章翔峰答辩记录： 1 你的节点怎么选择的？（陈坤老师提问）答：在输入油路与输出油路选取节点。 2. 你的仿真结果说明了什么？（乌日开西老师提问）答：通过对比两个输出的曲线比较，改进后的液压回路，在缓冲效果上比原回转回路更加突出，压力较小，则对油路以及各元件的压力也越小，说明改进后的液压回路设计正确，达到了更好的回转缓冲效果。缓冲效果好因此还可以提高整体回转液压系统的可靠性。 3. 改进系统改进了什么？（伊里哈木老师提问）答：对系统的输入输出油路进行了改变，改变了溢流阀的位置。 4. 图中的小园点代表什么？（陈坤老师提问）答：代表安全阀。答辩时间： 2012 年 6 月 4 日新疆大学毕业论文（设计）新疆大学毕业论文 (设计 ) 题目 : 挖掘机液压控制系统分析并用真指导老师 : 陈立新学生姓名：韩天民所属院系：机械工程学院专业：机械工程（矿山机电）班级：机械 13 完成日期： 2017 年 5 月 25 日新疆大学毕业论文（设计）声明我郑重声明：在毕业设计中严格遵守学校的相关规定，我所完成的毕业设计是在陈立新老师的指导下，自主设计、撰写的论文；在我的毕业设计中不复制、抄袭他人的学术思想和成果。不伪造设计数据。遵守学术规范，如果设计和信息不真实，我愿意承担全部责任。学生签名： 2017年 5 月 25日新疆大学毕业论文（设计）新疆大学毕业论文（设计）任务书班级：机械工程 13 姓名：韩天民论文（设计）题目：挖掘机液压控制系统分析并用专题：要求完成的内容： 1、通过对挖掘机的工作机构分析合理的简化建立回转液压系统的数学模型； 2、利用统模型并进行仿真； 3、编写完成设计计算说明书一份；发题日期：年月日完成日期：年月日实习实训单位：地点：论文页数：页；图纸张数：指导教师：教研室主任：院长：新疆大学毕业论文（设计） I 摘要回转系统是液压挖掘机液压系统的重要子系统中的一部分，对于小型液压挖掘机，由于其质量和负载质量的提高，回转系统具有大惯性负载系统、回转系统启动和制动特性等特点，提高了复合作用和回转臂的协调性差。所以它的性能的好与不好将直接影响着挖掘机的机能。为全面的挖掘机回转系统液压挖掘机的目的，从回转系统启动特性的理论分析，在回转制动溢流系统，机器在三个方面提升复合动作手臂的协调。回转系统仿真与改进系统。结果表明，改进后的系统具有较好的回转缓冲效果。缓冲效果有利于提高所有液压系统的可靠性。总结了液压挖掘机回转平台的一般运动规律，建立非全周开口的阀控回转马达的图与传递函数 ;对液压回路的理论分析表明，臂架转动与吊臂的差异是回转的原因回路和动臂回路之间存在着耦合关系。利用液压仿真软件立仿真模型，把仿真结果与改进系统进行对比，考证仿真模型的正确性。对回转系统的平衡阀，溢流阀，液压马达，液压油泵进行模拟建模仿真。由输出仿真曲线分析得出 :优化设计前后的回路的液压系统影响规律，是否得到了比较好的回转系统缓冲结果。效果好的同时对于提升全部回转液压系统可靠性的特性。关键词 :液压挖掘机；回转系统；平稳性；新疆大学毕业论文（设计） he is an of of of to of So its or of of of of in in to of of of is to of of of a of of of is a To of of by of At to of of 新疆大学毕业论文（设计）录 1 绪论 . 1 掘机简介 . 1 压系统简介 . 2 压挖掘机回转系统的概述 . 2 转系统的工作原理 . 3 转系统的典型操作条件 . 3 转系统平稳性 . 4 论文研究内容 . 4 2 回转液压系统分析 . 5 转系统液压挖掘机的技术现状 . 6 压系统原理图 . 7 掘机液压系统分析 . 7 转液压回路分析 . 7 3 挖掘机中的液压回转系统的特性 . 9 掘机液压回转一般运动规律 . 9 控回转马达特性分析 . 10 转与动臂液压系统特性 . 12 4 回转液压系统控制的仿真 . 14 压系统仿真模块建立 . 14 压油泵模块 . 15 压马达模块 . 16 流阀模块 . 16 衡阀模块 . 17 转液压系统仿真模型建立 . 18 真图得出的结论 . 22 结论 . 23 参考文献 . 24 致谢 . 25 新疆大学毕业论文（设计） 1 1 绪论掘机简介挖掘机主要用于城市，狭窄的土地，而不是人力和劳动力。主要工作是挖掘、装载基础设施、吊装，用于城市的管道道路、工程、住宅建筑、和景观施工等。小型挖掘机具有体积小，灵活的优势，往往一机可参与各种设备的工作，除了铲铲，还配备了起重机、抓斗、铲斗、平坡、耙、冲击铲、容器叉架、拖航，满足各种工程需要。同时，研制开发了专业化的挖掘机，如压力很低、声音很小、水陆两栖的挖掘机械等。总之，它是一种有着很多用途的万能城市建造机器。由于机器的特性非常接近人们，因此 ,除了设计要求的耐用性 ,可靠性和效率 ,还需要考虑人与机器、环境之间的和谐，并特别注意以下几点 1： 1安全碰撞，不与周围的机械运行过程中抗倾覆稳定性。 2低污染即工作要求，低振动，低噪音，声音更悦耳。 3和周围的环境可以调和，形象应该是美丽的，形式和颜色不造成人们感到不高兴，有一种亲和力。 4尽可能扩大其使用功能，可以安装各种辅助设备，应成为城市的通用工程机械。 5操作简单，任何人都可以学习。挖掘机具有多项功能，而且还具有便捷的交通优势，能耗低、灵活性、适应性等优点，非常适合于施工现场和工作环境狭小的地方，工作环境小、价钱不高，重量轻，维修方便等，如小型土方工程、市政工程、道路养护、混凝土破碎、电缆敷设、管道敷设、水上花园栽培在工程中被广泛应用。由于基础开采、准备、装载、吊装等功能，必须考虑到工作空间小、地形复杂、操作方便、可控，对挖掘机的市场性能要求如下 2： 1改进挖掘机可控性和控制精度和复合作用。 2简化液压工作系统，减少资金消耗，能实现大批量工作和低油耗动态的平衡。 3改进工作可靠性。 4提高驾驶舒适度，能够极大地降低劳动的强度，提高单位生产率。 5改进操作安全性。 6振动的幅度比较低、声音比较小，适用于人们生活的地方挖掘。同时，挖掘机的设计原则是保证设备能在狭窄、复杂的区域高效施工。由于新疆大学毕业论文（设计） 2 使用环境的特殊要求，它必须具有起重机的优良操作特性和运行特性，这与大中型挖掘机不同。中国小型挖掘机市场（低于 13 吨机重量）在中国挖掘机行业在过去的十年中，关键配套液压件和国内其它先天性缺陷，导致大型挖掘机市场在韩国和美国 ,美国和欧洲等外国公司瓜分超过 90%的份额。经过十年的努力 ,国内企业重拾近 27%的份额 ,特别是大型和小型液压挖掘机 ,近两年来一直是重大升级。中国的小型挖掘机市场似乎已经看到了中国的曙光，是恢复和扩大国内小挖市场。小的国内制造企业正在削减很少超过 60%，这不能不说这是行业的大发展，有很多年销售额超过千台的企业 3。压系统简介液压系统是负载与发动机之间的中间环节，由于机器一直在做分合的运动，而且液压泵的流量十分有限制，分合动作的时候，运动的流量的要求液压泵的流量不足以满足同时的动作。因此，现代液压挖掘机液压系统必须首先要解决系统的流量分给的问题，同时要求节能能源，降低能耗。液压小型挖掘机的液压系统中由动力元件（油压的泵、执行的器件）（液压马达、液压缸）、控制元件（多路阀）和辅助设备（冷却器、过滤器油）按照一定的方法结合起来，对发动机的机械能，以油为介质的功率元件为液压能，然后分为机械能实施后，各类运动的实现。因为液压系统的职能是传达和分派能源来把控机器，它是液压挖掘机的重要部件。 80 年的早期时候，挖掘机开始结合机电的一体化技术，机电一体化是考虑燃料的缓解和提升液压挖掘机和消耗，工作效率因此提高第一，开始改为变量泵定量泵，近 80 年来，液压系统已经形成了比较成熟的阶段，这一时期的主要目的是提高液压传动的节能、工作效率，在外国的时候 ,80年之前液压挖掘机主要应用的都是定量泵 4。液压传动不仅关系到液压元件的能量损失和控制方式 ,还关系到系统的类别。能量损失有时是由系统本身元素的损失引起的器件固有的。通过阐明液压系统的类型和特点，充分认识和了解节能技术的发展历程和趋势。控制变量位移 5。根据油循环情况，可分为分开式的和闭式的系统。由于封闭系统的缺点，其关键是每一个负载必须由单一的泵源驱动 ,不能满足多负载同时动作的要求。与此相反 ,开放式系统被广泛使用 ,因为它可以满足多负载驱动的要求。在开放式系统的基础上 ,液压系统有多种形式和分类 ,可以从不同的角度进行分类。也可以从不同的角度进行区分。该系统可分为定量系统和变量系统，可与系统中心液压泵的流量分离。目前，它在国内外得到了广泛的应用。下面具体分析和比较这两个系统的特点。压挖掘机回转系统的概述小型液压挖掘机的构造是由回转结构、行走结构、工作结构三大部分主要构新疆大学毕业论文（设计） 3 成的。其中，工作结构包括活动臂、斗杆和斗。液压挖掘机器的驾驶屋、油箱和工作结构等构造均凝聚在回转的工作台上面。转系统的工作原理液压挖掘机回转系统由回转液压系统和回转结构装置组成回转液压系统一般回转阀控马达系统 6。液压挖掘机的驾驶室、工作结构和油箱与回转平台一起旋转。图 1压系统回转的工作原理。图转的系统工作示意图回转打开时，换向阀打开。液压系统驱动高压油把电机通过行星齿轮减速电机将电机的转速和转矩的回转支座约束，外环的摩擦力矩、阻力和回转平台的其他性能加速，使转台回转到一个很好的位置，当回转制动时，回转阀关闭，液压系统输出制动力矩电机的转速，进而控制回转平台的减速和制动。转系统的典型操作条件挖掘机的液压系统工作过程中由以下几种主要的间歇运动构成：转盘转动和吊臂升降 ,斗杆外折，桶外拉，整机运转，其它辅助动作中，挖掘机需要常做复合动作 7。图 1 图 1压挖掘机的工作循环由图 1一 2可知，挖掘机的工作循环包括铲斗斗杆反复动作、全提吊桶，斗卸斗，倒吊桶空。其中，回转系统加入的工作条件包括：全桶提升回转和空桶返回。全斗开式回转工作状态主要是指挖掘工作条件完成后，液压挖掘机臂液压缸将移动臂同时，回转液压马达将转向平台翻转到卸料位置。此时，主旋转和复合运动的手臂，空桶返回到操作条件，完成挖掘机卸载后，转向反向旋转，而液压缸臂使桶回到原来的地方。有时为了保证空斗进入新的挖掘位置 ,还用铲斗和臂配合液压缸动作。所以，空爪状态主要是手臂的旋转和复合运动。新疆大学毕业论文（设计） 4 由上可以知道，回转系统在实际的工作过程中主要是配合手臂的复合运动，以及手臂的旋转和复合运动的次数。在挖掘机的全部工作循环中占了很大时间比例。转系统平稳性液压挖掘机回转系统的不稳定性决定了回转电机和液压元件的寿命舒适和安全感造成了严重的影响；因此，在二十世纪 80年代末，国内外学者及国外工程机械公司开始制动过程的稳定性，回转起动和负荷大惯性 8。论文研究内容本文以挖掘机样机为来源根基 ,对小型液压挖掘机中的回转液压控制系统进行仿真。从本文内容来看 ,第二章针对于挖掘机样机的回转机构液压系统进行分析。第三章针对目前小型液压挖掘机的回转液压系统特性进行分析。第四章为系统建模仿真 ,以挖掘机中回转机构控制系统进行动态仿真 ,基于真软件在系统写入的数据相同状况下进行两种系统的对比分析得出结论。综上所述 ,本文的主要目的是比较两个系统的性能与实际的模拟曲线，并与理论分析的仿真结果进行比较。新疆大学毕业论文（设计） 5 2 回转液压系统分析液压挖掘机的主要部件是工作的装置配件、回转的机构、动力的配置、液压系统、传动控制机构、行走的机器和辅助的机器。电厂的功率输出可以有效地使用，这一直是挖掘机设计研究人员的目标。本章以小的挖掘机的液压系统进行分析，下一章进行分析其液压控制系统，为以后的仿真和实验作出铺垫。如图 2图 21234铲斗杆； 5 67其主要结构分为三个部分：底盘、平台、工作装置。工作的部件利用转向头连接在回转的平台上；通过回转支承连接，底盘回转平台； 1放在回转平台后发动机；驾驶室位于左前角的回转平台；底盘的前端设有推铲架设有步行道；传动系统是一个独立的液压系统流量分配运作模式是全液压电气系统的功能出发，照明，监控和自动报告。如图所示，动力系统即发动机 1 驱动活塞泵的液压能量可转换为铲斗缸 4、斗杆马达、臂缸 2、回转电机 7、行走电机以及推板等。理解和设计液压系统，他的工作的过程和液压挖掘机得动作，最开始要了解流量分配和功率分配各液压泵作用元件，和主复合动作要求各液压元件在操作流程中的作用，力和功率的需求以及液压元件的配合和复合动作。新疆大学毕业论文（设计） 6 转系统液压挖掘机的技术现状从上一节可以看出，回转系统在挖掘机的典型工作循环中起着重要的作用，本实用新型具有工作频率高、时间长、回转系统与活动臂系统组合动作协调的优点。在效率和绩效上起决定性作用。因此，回转系统的功能不止涵盖回转系统的单一动作性能还包括回转与动臂的复合运动的对称性。虽然挖掘机的实际工作过程中，回转动作不是很多，但回转系统性能是工厂测试的重要指标，回转系统的单作用是提高旋转和活动臂的性能提升复合动作协调的基础 9。回转系统在用作于挖掘机中很大的惯性加载结构，拥有惯性比较大、常数的时间比较大、阻尼比比较低等特性，所以形成了回转平台在起动和停止的进程中相当不稳定：当电机启动时，由于回转平台的惯性和阻力矩，回转平台的速度增的加比较慢，导致马达内很高压的冲击导致溢流。当回转制动电动机、回转台带动电机转动时由于惯性，电机回油侧的流量与操作的差别较大，会形成较大的压力冲击，使安全阀频繁发生当电机的开启和关闭，马达的回油侧的压力波动比较较多；当回转电机到减速到停止，电机在制动气室压力高在反向摆动的作用下，加速度、速度和稳定性直接影响到电机的制动过程中大型挖掘机失稳现象较为严重，为了减少操作者的技术要求和工作强度，一般要求旋转和活动臂举同时用旋转臂打开手柄。动臂旋转与升降的协调平台与活动臂马达的速度相匹配，即当臂升到适当的卸载高度时，转动平台到了特定的卸载地方。在实际工作过程中，由于工作条件的不同，所需的转角和动臂升降高度随液压挖掘机相对装载车位置的变化而变化表的转速相对应可调。如果装载所需的举升高度很小，则需要返回转快，升降速度移动臂可适当减速 10。当复位动作复位时，吊杆具有重力、低压和低速的功能由于重力的急剧下降和臂筒运动的吸力现象；同时要求转速较快。回转平台当旋转到一个特定的角度，手臂下降到特定的地方。依据挖掘机的特别的工作条件和技术的要素，回转的液压系统工作性质能力总结为以下的几个方面：（ 1）稳定旋转的单动作，减少启动时，制动压力和制动端的计数器转现象。 2)配合动作的协调，实现转动臂复合动作流量的合理分配。 (3)为了满足上述两点的要求，在这个过程中 ,实现了节能系统的回转 ,提高了转速 ,减小系统溢流损失。新疆大学毕业论文（设计） 7 压系统原理图图 2压系统原理图挖掘机的液压回路的系统中，该系统可分为五个主要部分 ,电源 ,阀组 ,执行部分 ,控制部分和辅助部分 ,由于液压挖掘机系统本身的液压系统的复杂性和非线性 ,在系统的每一个细节的精确建模是不可行的，其得出的后果将形成模型太过于多样性，导致系统的状况方程得出结果的不容易，和一些不主要的现象大多不干扰系统的动态的机能，固有频率远高于系统构件的固有频率，对系统动态性能的影响很小 11。建模时，应简化或忽略。掘机液压系统分析转液压回路分析液压挖掘机的回转结构回转所需要的时间大约是全部工作的一次工作时间的 51% 71%。液压中系统的全部热量的 31% 41%是液压回路的液压压力。因此，合理确定程序液压回路的结构，回转机构，回转机构的参数的正确选择，提高生产率和功率利率，改善驾驶员的工作条件是非常重要的工作，减少冲击装置。该机采用回转电机模型的 45 R 理论位移，通过计算的回转机构，回转电机的合理选择。液压原理图如图 2 新疆大学毕业论文（设计） 8 图 21一单向阀； 23一缓冲阀； 4液压挖掘机回转机构运动时，车辆的惯性较大，突然地启动时候、或者突然地停止时候和突然换向时会产生较大的液压冲击。特别是在转弯过程中突然遇到障碍停止。液压系统的冲压会让全部的液压系统和零件造成振动和噪音，以至于损坏。因此，挖掘机的回转机构往往采用特殊的电路来保证安全、保护元件。首先，由于液压冲击造成的巨大损坏 ,应该在缓冲阀中 ,阀 3是一种特殊的缓冲阀 ,该阀将被连接到回转电机，制动时高低压电路，停止或反转机构，液压油的压力室通过缓冲阀直接进入低压室降低液压冲击。两个单向阀起作用的油。该缓冲电路有着油量比较少，背压比较低，工作效率高的特点。针对停止的回路系统，研发了利用机器来制造动力和液压系统制造动力互相配合的方法进行电机制造动力。回转电机的制动型式常闭。当回转电机停止供油时，制动马达的先导油压回到油箱。一旦油泵供应到电机，先导压力油进入制动缸在同一时间。新疆大学毕业论文（设计） 9 3 挖掘机中的液压回转系统的特性本章通过总结液压挖掘机回转平台的一般规律，对回转平台的转动惯量进行了数学分析。液压挖掘机的液压回转单动臂回路理论特性和举升机机构的液压回路特性的理论研究。掘机液压回转一般运动规律当液压挖掘机的旋转角度较大时，回转平台的运动分为启动加速度和匀速回转，减速制动三阶段。如果不考虑边坡和风的影响，忽略摩擦阻力矩在启动和制动的整个过程中，电机的输出转矩不变，则速度为：（ 3 其中，回转平台上最大的驱动力矩为 : i2 M（ 3 根据回转平台的不同旋转角度，转台的速度曲线如图 3么时候当旋转角度小时，回转平台不能加速到最大角速度同时，速度曲线为三角形速度图，当返回角位移较大时，回转平台移动太远该过程中的三个阶段的加速，匀速和减速。新疆大学毕业论文（设计） 10 (a) 泵系统的三角速率图 (b)泵系统的梯形速率图（ c）泵系统的三角速率图（变量） (d)泵系统的梯形速率图（变量）图 3转平台速度图由式 1、式 2和图 3可以看出回转平台的转动惯量和旋转平台的最大驱动力矩对回转平台的运动特性起着决定性的作用。对回转平台的转动惯量的大小和挖掘机质量属性和工作与胃的姿势结构主要决定；回转平台的驱动力矩通过回转液压系统的特点确定，转臂和复合动作也由液压系统动态劈裂的影响。因此，在本章中，我们将分析回转平台的转动惯量的液压回路的特性，双泵和双回路液压挖掘机的液压系统的旋转动作，回转系统的回转和解除。控回转马达特性分析在两个泵两个回路的节流系统中，小的回转液压系统挖掘机是由一种阀来控制的回转电机电路，换向阀门是由三位的六通阀门，动作的时候，该动作可以与回油节流、油节流和旁路的节流一起配合，图 3其示意图。新疆大学毕业论文（设计） 11 图 3转换向同节流原理图三个口分别是 1,2,3通过口的出流量分别为力降分别为流分别为流数为压油的密度为 ,A， n和加起来，马达 B，与液压泵的出口压力与流量分别为根据节流孔的流动方程和流动的连续性方程： )3221333333222212111111( 由此可以看出，执行器的转速受三孔流道面积的大小影响，节流孔面积的匹配对执行器的性能有重要影响。三挖掘机回六到负转换阀开阀，有不同数量的阀芯和阀之间的重叠，当回转电机油的进口和回油口在打开的时候，流通面积为零，安装在槽复杂直口阀和旋转换向阀芯和非圆的开放特性的进油口和回。因此，回转电机电路本质上是一种非全开放两位四销控液压马达电路，如图 3 新疆大学毕业论文（设计） 12 图 3压马达示意图转与动臂液压系统特性液压挖掘机转动臂液压系统是一个很特别的两个泵两个回路的节流液压控制系统。按液压原理，液压挖掘机回转与活动臂升降复合动作，变量泵 1通过臂的组合阀和回转阀同时向液压缸的臂和回转电机供油 2。变量泵 2臂液压缸供油。因此，合理布置泵 1 流量是确定挖掘机启闭协调协调的关键合理分配流量的关键因素。在对 1号泵液压系统进行分析的基础上回转可动臂复合作用中流动分布规律的研究。即使用了定量的泵和不变压力的变量泵，阀门控制马达系统和阀门控制液压缸的系统体系很少有什么联系，实用新型结构简单，制造起来比较容易，但是由于定量泵系统角的功率比较大，电动机的功率使用比例比较低，油消耗的很快很多，比较不适合小中型挖掘机型液压挖掘机。考虑到挖掘机工作条件的复杂性和载荷的变化性，中型液压挖掘机在恒功率变量泵中 ,由于恒定功变量的泵可以破坏负荷大小，调节泵排量，以减少系统溢流损失。根据上述分析，可以得出结论，回转系统和臂架系统之间的关系在很大程度上影响挖掘机旋转与活动臂升降复合动作的协调。当两个执行原件负载相等的条件下，对称性比较好。由于挖掘机的回转环持有着大的惯性负荷的性质。下午的 “铅”铅时开始阶段，匀速运行阶段，所以理论上我们可以采取以下措施来减弱两种关系的耦合，提高复合动作的协调： (1)在回转回路系列优先阀降低回转系统和臂架系统的负载差异。 (2)减少液压缸的面积，减少回转系统和臂架系统的负荷 (3)调整系统的其他有关参数，例如增加吊杆的刚度和起动力矩泵 1 单独用于回转电机，避免回转电机停止启动的情况现象产生。新疆大学毕业论文（设计） 13 但是，如果优先阀的节流特性，液压缸臂区等的参数作用不能很好地适应执行设备的负载特性，复合动作的协调性将不会得到改善。如果优先阀溢流区，当回转电机和臂升降同时启动时，由于响应时间长，回转电机不能很快的上升，流量通过安全阀们产生巨量的溢流损失。泵的输出流量比较低，没有所需的流量，升降速度比较慢。新疆大学毕业论文（设计） 14 4 回转液压系统控制的仿真压系统仿真模块建立液压系统是由很多个不一样的液压器件构成，各部件之间的能量传递利用系统液压管路行进。在建模的数学过程中，一般是由节点的形成液压系统的参数模型。一个节点选择用来表示流动方程来表示节点的压力和入口和出口节点流量之间的关系。每个液压元件连接到节点上，并建立每个液压元件的仿真模型，并通过仿真可以得到节点的压力曲线。节点的压力和管道和液压器件密切相关。平和压力的曲线走势，这对全部液压系统的可靠性有着很大的意义。对于液压腔节点，腔体压力： p (4 式中，腔的体积；油液的有效体积弹性模量； Q 是型腔的流量总和。将块用到数学模型转化为仿真模型，件，如图 4得的液压压力节点的压力和流量的仿真模型，如图 4 图 4件图新疆大学毕业论文（设计） 15 图 4力流量转换模块同样，画出了液压系统中的各模块的数学模型，画出了仿真的模型图。压油泵模块液压泵以泵的转速和输出压力作为泵出口的输入，作为以泵的出口流量输出。因此此时地泵的输出流量端口可以表示为：（ 4 在公式中，压油泵仿真模型，如图 4 图 4压油泵仿真模型新疆大学毕业论文（设计） 16 再利用件全选，然后创建封装模块。如图 4 图 4压油泵封装模块同理，创建各个模块的封装模块压马达模块液压缸，并连接到油腔压力和作为输入的外力，通过流量和输入口活塞杆的速度，一个方程组的液压缸的运动 (1（ 4 在公式中，活塞腔的活塞面积；压缸模块的模块模型如图 4 图 4流阀模块溢流阀以压差为输入的节点，输出的流量。数学模型可以表示为：新疆大学毕业论文（设计） 17 )(0)(121212 （ 4 当在公式中，安全阀模块的模型，软件模型如图 4 图 4流阀仿真模型衡阀模块输出是一个平衡阀的流量，平衡阀用来作为选择压力差作为输入。数学模型可以表示为： 1 2 （ 4 在公式中，溢流阀中的液导；平衡阀中的导阀；一个平衡阀模块的仿真模型图 4 图 4 新疆大学毕业论文（设计） 18 在建立仿真模型后，利用对液压系统仿真的时候，可以直接用建立的模块互相连接后组成后进行仿真。图 4软件组成的模块封装，全阀模块，压缸模块，衡阀模块，压油泵模块。最后封装模块。图 4转液压系统仿真模型建立利用着液压挖掘机的液压系统作为研究，画出了仿真的模型图。回转液压系统如图 4图中的 4-9(a)是原来的液压挖掘机回转液压系统，图 4-7(b) (a)原来的系统（ b）改进后的系统图 4根据原来的改进液压系统。本文的主要目标是确定回路的优化设计是不是符合要求，是不是能达到所要求的更好的缓冲条件。液压系统的详细数据 ,见图4 表 4 新疆大学毕业论文（设计） 19 图 4压系统数据表 4统仿真数据表序号参数符号单位大小 1 回转马达排量 c/ 回转溢流压力 3 回转支持压力角 0 4 回转马达效率 m 油液密度 Kg/m 850 6 油液运动粘度 v 6 7 油液体积弹性模量 E 8 液压马达大径 D1 25 9 液压马达小径 D2 5 10 液压马达最大行程 L1 240 11 液压马达最大静摩擦力 F N 1510 新疆大学毕业论文（设计） 20 续表 412 液压马达溢流压力 7 13 油泵最大排量 c/05 14 油泵最大溢流压力于节点的压力对整个液压系统的可靠性有很大的影响，因此液压系统被选择作为一个节点在油路和回油线。如图 4显示的，选取其中的 1 节点和 2节点，用来得到液压系统的仿真模型。其中，别为子模块，分别描述了液压缸、平衡阀、溢流阀的压

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