YW160挖掘机液压系统的AMESim应用PPT

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,论文课题：,YW160,挖掘机液压系统的,AMESim,应用,论文安排：,1.,挖掘机简介,2.,液压挖掘机结构与工况分析,3.,液压系统设计,4.,液压系统性能验算,5.,液压系统在,AMEsim,软件,中的应用,1.,挖掘机简介,挖掘机是一种多功能机械，目前被广泛应用于水利工程、交通运输、电力工程和矿山开采等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动，保证工程质量。加快建设速度以及提高劳动生产率方面起着十分重要的作用。,挖掘机分类：,挖掘机按照传动方式不同可分为,机械传动,和,液压传动,两种形式。其中液压挖掘机具有挖掘力大、传动平稳、作业效率高、结构紧凑、操作轻便、能吸收振动和冲击、易实现自动化控制等优点，因而得到了广泛应用。,按走行方式又可分为,履带式,、,轮胎式,、,步履式,等，其中履带式以其附着性好稳定性好、牵引力大而应用最多。,2.1,液压挖掘机结构：,（,1,）,动力装置,（,2,）工作装置,（,3,）,液压系统,（,4,）回转装置,（,5,）走行装置,（,6,）控制系统,液压系统又包括工作装置液压系统、回转装置液压系统和走行装置液压系统三个子系统，本文主要涉及的是工作装置液压系统。,2.2,工作装置工作 原理,液压挖掘机采用三组液压缸使工作装置具有三个自由度，实现铲斗装卸、斗杆收放、动臂升降等动作，从而满足挖掘作业的要求。,1,、斗杆油缸,2,、动臂,3,、油管,4,、动臂油缸,5,、铲斗,6,、斗齿,7,、侧齿,8,、连杆,9,、摇杆,10,、铲斗油缸,11,、斗杆,图,2.1,挖掘机工作装置,2.3,液压挖掘机的运动,1,、动臂升降,2,、斗杆收放,3,、铲斗装卸,4,、平台回转,5,、整机行走,工况分析,(1),挖掘,:,通常以铲斗液压缸或斗杆液压缸进行挖掘，或者 两者配合进行挖掘，因此，在此过程中主要是铲斗和斗杆的复合动作，必要时，配以动臂动作。,(2),满斗举升回转,:,挖掘结束，动臂液压缸将动臂顶起，满斗提升，同时回转液压马达使转台转向卸土处，此时主要是动臂和回转的复合动作。,(3),卸载,:,转到卸土点时，转台制动，用斗杆液压缸调节卸载半径，然后铲斗液压缸回缩，铲斗卸载。为了调整卸载位置，还要有动臂液压缸的配合，此时是斗杆和铲斗的复合动作，间以动臂动作。,(4),空斗返回,:,卸载结束，转台反向回转，动臂液压缸和斗杆液压缸配合，把空斗放到新的挖掘点，此时是回转和动臂或斗杆的复合动作。,3,液压系统设计,YW160,液压挖掘机采用全功率变量系统，整体式多路阀等先进结构。该机具有结构紧凑，操作轻便，使用维护安全可靠，发动机功率利用率高、生产效率高等优点。,3.1,基本参数,本次设计的液压挖掘机的基本参数给定值为：,正铲斗容量为,1.6m,3,；,液压泵系统工作压力,28,MPa,，最大排量,2140ml/r,；,回转液压马达最大排量,140ml/r,；,行走液压马达最大排量,2140ml/r,。,3.2,系统压力初选,要使挖掘机机构正常工作且具有平稳性，两动臂液压缸必须同步运动，这就要求任何时刻进出油路的压力油，必须保持一定的压力平衡。为此，采用平衡阀控制油路中液压油的压力值。,一般是根据机械的类型来选择工作压力。,表,3.1,各类机械常用的系统工作压力,由估算负载值大小查上表，参考同类型挖掘机，取工作压力为,28MPa,设备类型,精加工机床,组合机床,拉床,农业机械、小型工程机械、工程机械辅助机构,液压机、重型机械、大中型挖掘机、起重运输机械,工作压力,P/,Mpa,0.8-2,3-5,5-10,1-16,16-32,3.3,铲斗液压缸主要尺寸计算,铲斗液压缸的主要尺寸包括液压缸内径、缸筒壁厚、活塞杆等。,1,）液压缸内径,查阅,机械设计手册,知铲斗油缸内直径,D=,式中：,液压缸理论作用力，,N,P-,系统压力,MPa,计算后查,机械设计手册,液压缸系列尺寸取,D=100mm,2,）缸筒壁厚,缸筒的壁厚对于液压系统的稳定性和安全性有很大的影响，所以对它的设计非常重要。查,机械设计手册,得：,其中：,-,缸内最高工作压力，,MPa,-,缸筒材料许用应力，,N/,C1-,为缸筒外径公差余量，,m,C2-,腐蚀余量，,m,代入数据,=24,查,机械设计手册,知,=125mm,3),活塞杆计算,其中数比由,机械设计手册,表选取 再由表得：,d=70mm,3.4,液压系统原理图的制定,YW160,挖掘机液压系统原理图,1-,压力油箱；,2-,限压阀；,3-,滤油器；,4-,操纵齿轮泵；,5-,蓄能器；,6-,冷却齿轮泵；,7-,双联泵；,8-,散热器；,9,、,17-,液控多路换向阀；,10-,开斗缸；,11-,铲斗缸；,12-,动臂缸；,13,、,14-,行走马达；,15-,回转马达；,16-,斗杆缸；,18-,合流阀。,3.5,液压元件的选择,液压元件的选择与设计主要对象是液压泵、柴油机和油箱等。,1,）选择液压泵时应根据液压系统工作压力来选择液压泵的形式。由于该液压系统的工作压力为,28MPa,，液压泵的额定压力要比系统工作压力大,25%,以上，使液压泵有一定的压力储备，故选择额定压力为,35MPa,的液压泵。结合挖掘机的工作环境，选择轴向柱塞泵。,2,）液压缸在整个循环运动中，系统的压力和流量都是变化的，所需功率变化较大，根据工作环境和动力要求而选择柴油机。考虑到辅助液压泵、操作系统、冷却系统等辅助设备的功率消耗，发动机功率可取,初步取,查,机械设计手册,选定,10V120F,型柴油机，最大功率为,177kw,转速为,2200r/min.,它是直喷式风冷车用机，适合用于重型车辆、工程机械等。,3,）液压油箱可分为开式、隔离式和充压式三种。该系统选用充压油箱。,4,液压系统性能验算,液压系统性能验算的项目主要有压力损失、温升等。,4.1,压力损失包括沿程压力损失和局部压力损失。,1,）沿程压力损失主要是由于执行元件工作时，油液在管路中的压力损失。,沿程压力损失有计算公式：,2,）局部压力损失包括通过管路中折管和管接头等处的管路局部压力损失，以及通过控制阀的局部压力损失。,局部压力损失有：,综上，管路总压力损失为,4.2,验算温升,液体流经液压泵、液压元件、溢流阀或其他阀及管道的功率损失都转化成热量，使工作介质温度升高。若只考虑油液上升所吸收的热量 和油箱本体散发的热量时，系统的温度,T,随时间,t,的变化关系如下：,等,t,时，系统的平衡温度,一般挖掘机液压传动系统的工作介质温度不应超过,65,，若计算温度较高，则须采取增大油箱散热面积或增加冷却器等措施。,4.3,液压油油温过高的原因及预防措施,液压系统工作过程中，除了正常功率损失转化成热量使油温升高外，还存在一些不良因素也会导致油温升高，甚至过高而影响机械正常运作。以下介绍一些可能发生的原因：,（,1,）滤油器堵塞,（,2,）液压系统中混入空气,（,3,）液压油箱内油位过低,（,4,）污染严重,（,5,）油品选择不当,（,6,）零部件磨损严重,（,7,）环境温度过高,论文中也对各个原因作出了相应的分析以及列举了相应的预防措施,5,液压系统在,AMEsim,中的应用,5.1,AMEsim,软件的简介,：,AMESim,是法国,IMAGINE,公司于,1995,年推出的基于键合图理论的液压机械系统建模、仿真及动力学分析软件。面向工程应用的定位使得,AMESim,在航空航天工业、汽车制造和液压行业等领域得到了广泛的应用。,AMESim,的中文名称是多学科领域复杂系统建模与仿真平台。它提供了一个系统级工程设计的完整平台，使得用户可以在单一的平台上建立复杂的一维多学科领域的机电液一体化系统模型，并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。,AMESim,软件使得工程师迅速达到建模仿真的最终目标：分析和优化工程师的设计，从而从繁琐的数学建模中解放出来去专注于其专业物理系统本身的设计，大大降低开发的成本和缩短开发的周期。,AMESim,专门为液压系统建立了一个标准仿真模型库,包含,120,多个不同复杂程度的模型。鉴于液压系统的元件多式多样,标准库无法满足所有建模要求,AMESim,提供了一个基本元件设计库,HDC(Hydraulic,component de-,sign),HDC,是一个强大的工具,包含了任何机液系统的基本结构单元模块。利用,HDC,，用户可以建立标准库中没有的液压模型。,5.2,下图是用,AMESim,软件绘制的单泵定量系统的一个建模平台,结论：,在各种机械设备上，液压系统得到了广泛的使用。液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压系统原理图的设计要同主机的结构相适宜。着手设计时，必须从实际情况出发，有机的结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。,展望：,现在挖掘机的研发生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展，这就对液压系统的密封性能提出了更高的要求。当前液压技术正向高压、高速、大功率、高效、低噪音、高可靠性、高度集成化的方向发展。,请各位老师给予指导、批改,