大型礦用液壓挖掘機電液控制系統(tǒng)的建模及仿真.pdf

1、大型礦用液壓挖掘機是集成了機械、液壓和計算機控制技術(shù)的大型復(fù)雜機電系統(tǒng)，主要用于各種大規(guī)模露天礦山的開采、煤炭和尾礦等物料的鏟裝及大型基礎(chǔ)建設(shè)，對比機械式電鏟，具有整機重量輕、調(diào)速范圍大、機動性好和卸載精確等優(yōu)點，代表著露天開采設(shè)備的發(fā)展方向。目前國外大型液壓挖掘機制造技術(shù)已非常成熟，最大機型斗容為50 m3，機重達(dá)900 t。國內(nèi)在這一裝備領(lǐng)域還處于空白，沒有企業(yè)制造過斗容量大于12 m3的液壓挖掘機，所用大噸位機型完全依賴進(jìn)口。在此

2、背景下，太重集團(tuán)公司決定研制國內(nèi)首臺斗容15m3、機重260 t的大型礦用液壓挖掘機，為進(jìn)一步研制斗容量更大的機型做前期準(zhǔn)備。
　　 為了完成挖掘機的設(shè)計，在機器制造之前就能對整機的工作特性有一個比較全面的了解，需要采用數(shù)字仿真技術(shù)。目前國內(nèi)外采用的方法有：(1)利用ADAMS軟件對挖掘機工作裝置進(jìn)行動力學(xué)仿真，設(shè)計機械結(jié)構(gòu)，但這種方法只能解決機構(gòu)優(yōu)化問題，不能較準(zhǔn)確的施加液壓系統(tǒng)對工作裝置的驅(qū)動，更無法準(zhǔn)確分析機器的作業(yè)效率及

3、能耗。(2)利用液壓系統(tǒng)仿真軟件對挖掘機液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，由于不能準(zhǔn)確施加挖掘過程各執(zhí)行器受到的負(fù)載力，提供各執(zhí)行器所驅(qū)動的負(fù)載質(zhì)量隨挖掘姿態(tài)和速度的變化關(guān)系，不能準(zhǔn)確模擬挖掘機真實的工作環(huán)境。為了克服兩種方法的不足，完成研發(fā)工作，制定的技術(shù)路線是對挖掘機作業(yè)過程進(jìn)行多體動力學(xué)和液壓系統(tǒng)的聯(lián)合仿真研究。
　　 論文用ADAMS軟件和AMESim軟件對設(shè)計的礦用挖掘機工作裝置和液壓系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真，通過仿真確定所開發(fā)機型的各項設(shè)計

4、參數(shù)。具體內(nèi)容有：
　　 1. 運用數(shù)學(xué)方法建立正鏟液壓挖掘機挖掘過程的挖掘力模型，分析其最大挖掘阻力。
　　 2. 建立挖掘機運動工況數(shù)學(xué)模型；對其工作零部件用Pro/E軟件進(jìn)行三維實體建模和虛擬裝配,利用MECH/Pro接口軟件將裝配模型導(dǎo)入到動力學(xué)仿真軟件ADAMS中，添加約束和驅(qū)動，仿真分析特殊運動工況。
　　 3.用AMESim軟件建立液壓控制系統(tǒng)模型，通過接口用ADAMS和AMESim軟件進(jìn)行機械機構(gòu)