液压挖掘机的半自动控制系统 _ 工程机械爱好者

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动 仿真解析 姓名：XXX 部门：XXX 日期：XXX

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析虚拟样机技术在使用过程中为液压挖掘机设计提供了有效的方法 和手段，在使用过程中受到了条件限制，较少的单位会对运行学进行仿真研究，降低了色剂方案可行性。文章基于动力学仿真软件ADAMS建立起了挖掘机工作装置虚拟系统，更好的完成了前期处理工作，使得建模正确性更高。 液压缸顺序工作的运动仿真分析 1.1.基于尺寸确定 当液压的挖掘机工作装置尺寸以及基本结构都确定下来之后，该挖掘机的工作范围也基本确定下来。简单理解就是挖掘机铲斗齿尖轨迹的包络图得以确定。在包括图中，有些部分区间靠近的比较紧密，有的会深入到挖掘机停点底部下，这一个位置虽然还可以挖掘到，但是在挖掘过程中会引起土壤坍塌，从而影响机械运行稳定，使得施工安全性受到影响。在以上动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸运动仿真分析过程中，选择的挖掘机工作顺序和方式一般都是在装置范畴内，这里讲解的顺序指的是，挖掘工作进行时，各个油缸都是根据一定顺序进行收缩或者伸出。例如：挖掘进行时，需要先下降动动臂，再收回斗杆，这个动作完成之后，在使用铲斗进行挖掘。 1.2.顺序工作运动仿真实现的路线 仿真路线是，在斗杆液压缸、动臂液压缸、铲斗液压缸上进行设置，一般在不同的时间段内，它的运动驱动函数都不同，需要进行调节处理，使得各缸在相应的工作极限范围内相互运行，这样就可以获得挖掘机的工作范围。可以在液压缸移动副约束处添加移动驱动，改变运动方式， 第 2 页共 5 页

将其更换成位移运动方式。运动的函数输入时，需要注意相匹配的的STEP函数。对液压缸进行STEP函数值设置时，应该满足运动函数需求。当完成了函数值输入之后，在运行状态下可以启动ADAMS软件的仿真模块。 1.3.仿真过程 当工作面从最初的范围逐渐移动时，一般最初的指的是停机状态下。可以适当的对斗杆、铲斗液压缸进行调整，将其保持在全缩的状态中，逐渐对动臂液压缸拉伸，将其缩小到CD弧线上。这个伸缩过程需要得到弧线支撑，基于保障弧线运动轨迹基础上做好控制工作。其中在进行一次姿态调整之后，作业范围会缩小，而且包络图中的各个点会逐渐深入挖掘机的底部，在这个范围上可以实现挖掘，但是可能出现塌陷实现，导致机械无法正常施工。因此，一般除了有条件的挖沟作业之外进行使用，其他施工一般都不会使用。可以在模型中建立起一个处于回转中心轴的三维坐标，将坐标点确定为（608,.0,0.0,1254.3306），这样就可以测量出方向移动值，可以得出这个位置的位移，这样便可以达到最大高度值，其实这个测量方法比较简单，也比较容易掌握。根据曲线变化得出，从得到的曲线中得出最终的数值，可以查看到最大值，平均值以及最小值等。 工作装置模型的运动学仿真分析 2.1.参数范围 运动学仿真中的参数范围确定一般都包含速度、位移以及加速度，这些参数会有一个变化范围。在进行运动学仿真分析中，需要基于ADAMS/Solver求解，就可以得出代数方程。因此，在进行仿真系统自由度确认时，一般自由度的必须为零。如果这个时候会考虑到物体的惯性 第 3 页共 5 页

工程机械典型控制系统试题

工程机械典型控制系统试题 1、浅谈现代工程机械控制系统的发展趋势与特点？ 2、现代工程机械控制系统交叉融合了哪些新技术？各有什么应用，举例说明。 3、工程机械专用控制器有什么特点？有哪些代表品牌？ 4、什么是控制器的IP防护等级？举例说明防护等级为IP67的含义。 5、工程机械专用控制器通常都有哪些形式的输入输出端口？用实际信号举例说明。 6、工程机械专用控制器通常都有哪些形式的通信端口？作用如何？ 7、简述工程机械控制系统的一般开发流程。 8、在进行工程机械控制系统硬件元件选型时，需考虑哪些因素？ 9、说明控制系统需求分析的重要性。需求分析应如何进行？ 10、结合摊铺机的作业特点说明进行恒速作业控制的必要性？ 11、发动机恒转速控制对摊铺机有和意义？如何实现？ 12、现代摊铺机的自动找平系统有哪些形式？各自的优缺点如何？ 13、摊铺机行驶控制系统的输入输出信号一般有哪些？ 14、双泵双马达液压摊铺机跑偏的原因是什么？如何实现摊铺机直线行驶纠偏控制？ 15、输、分料控制的目标是什么？ 16、在对电比例泵或马达进行控制时，为什么需要斜坡输出？如何实现？ 17、什么是PWM信号？什么是占空比？占空比与比例电流的关系式？ 18、在对电比例泵、电比例马达的控制中，为什么经常要对PWM输出进行恒流？哪些原因导致比例电磁线圈电阻发生变化？ 19、工程上，对液压传动平地机电比例行驶泵如何进行控制？ 20、简述液压传动平地机马达排量随压力控制方法的原理和特点？ 21、什么是发动机变功率控制？有何特点？适用于哪些类型的机械？ 22、为什么现代多档位机械传动的平地机都采用了变功率控制发动机？简述发动机变功率曲线如何设计？ 23、什么是功率自适应控制？谈谈你对功率自适应控制的理解。 24什么是极限负荷控制？对不同传动方式的车辆，如何实现极限负荷控制。 25单泵双马达并联系统侧滑（单侧滑转）产生的原因是什么？说明电子防侧滑的原理。 26、电喷发动机有何特点？其数据传输协议是什么？ 27、什么是IEC61131-3标准？该标准支持哪几种编程语言？ 28、什么是POU？IEC61131-3的3种POU中，PRG、FUN与FB各有何特点？ 29、采用ST语言设计编程档位判断函数（FUN），根据5个开关量信号判断出前进、后退各5个档位及空挡。 30、增量式PID算法相较PID位置控制算式的优点是什么？ 31、简述水平定向钻机控制系统的主要功能？ 32、简述水平定向钻机控制系统中发动机功率分配的要点？ 33、水平定向钻作业过程中如何考虑触电保护问题？ 34、钻杆的自装卸动是如何实现的？ 35、简述同步碎石封层车控制系统的主要功能？ 36、结合沥青洒布量的计算公式说明同步碎石封层车沥青洒布量的调整是如何实现的？ 37、试分析确定同步碎石封层车作业速度的影响因素？ 38、简单分析载重量变化对同步碎石封层车车速的影响机理？ 39、利用脉冲测量速度的方法中，对M法、T法、M/T法作一比较。

液压挖掘机主控制阀工作原理

液压挖掘机主控制阀 液压挖掘机主控制阀 液压挖掘机主控制阀 液压挖掘机主控制阀 液压挖掘机主控制阀 主控制阀也称为主控阀或主阀，它的作用是按操作者的指令将泵排出的压力油提供到液压挖掘机主控制阀 各执行元件，使挖掘机完成各种动作。主控阀是个复杂的液压元件，现就几种典型的主控阀加以说明。 1.U28阀 U28阀是日本东芝公司生产的专用于20—3t的挖掘机上。其外形见图3—32 图3—32 U28阀外形图 该阀是一组多路阀，阀体分左，中，右三片，用螺栓紧密相联。左片是一组三联阀(上图中1，2，3号阀)，中间片是油道，右片是一组四联阀(上图中4，5，6，7号阀)。 该阀具有如下功能： (1)单独动臂提升时双泵合流供油，提高动臂提升速度。(只在动臂提升时) (2)斗杆单独动作时双泵台流供油，加快斗杆动作速度。 (3)动臂优先，动臂与其他动作同时进行时，动臂的动作将优先保证。 (4)回转优先，回转与斗杆同时动作时，回转将优先保证。 (5)负流量控制，给主泵提供一个负流量信号，使阀杆在中位时，主泵排量变为最小。 (6)直线行走，当挖掘机前进或后退时可同时作其他动作，以保证特殊工况的需要。 (7)可配置电传感器，以满足电控的需要。 (A)液压系统符号

图中下面油口中，两个P1分别与两个主泵的出油口相接，是主进油口P2~口P3用油管连接，作为斗杆合流时的辅助进油。 b口与上面b口(左罗辑阀出口)用油管连接。 C口与动臂阀伺服油a1口相连，作为动臂合流的信号。 R口是主回油，接液压油散热器，然后回油箱。 a口与上面a口（右罗辑阀出口）用油管连接。 Py1和Py2与左，右行走操纵阀（脚踏阀）的出油连接，使行走增压。 上面油口fL和fR分别与两个主泵的负流量控制接口相接。 G口作为信号输出可作他用，如接压力传感器等。 当各阀杆在中立位置时（无操作时），左路P1通过三组阀后，推开罗辑阀2，经过负流量阀3进入回油道，从主回油口R回油箱。右路P1通过四组阀后，推开罗辑阀，经过负流量阀进入回油道，从主回油口R回油箱。 此时，两个负流量阀接口fL和fR分别有压力信号输出到主泵的调节器，使主泵排量减小。这是阀杆全部处于中立位置时油的流向。如果阀杆移动将有下面的情况。 1.回转阀（左片下面）移动时，假设a1口进伺服油，推动阀杆向右移位，P1的中路油被切断，而旁路油推开单向阀进入A1口，油从A1口流出进入回转马达。由回转马达流回的油经B1口从该阀的回油口流入回油道。此时，这一路油被引入执行元件回转马达而使挖掘机回转，上面的两组阀没有油通过，所以，负流量输出口fL没有压力输出，主油泵排量变大。 2.斗杆阀（左片中间一组）移动时，假设a2进伺服油，推动阀杆向右移位，P1的中路油被切断，而旁路油推开单向阀进入A2口，油从A2口流出进入斗杆油缸大腔。由斗杆油缸小腔流回的油经B2口从该阀的回油口流入回油道。此时，这一路油被斗杆阀切断，上面的一组阀没有油通过（指到罗辑阀处没有油，经节流阀6来的并联油路的油在单向阀4处被断开）。所以，负流量输出口fL没有压力输出，主油泵排量变大。 当该阀杆向右移时，阀杆右端切断了控制油到回油道的通路（虚线，从a口来的油，即从右片阀的罗辑阀出口a经外接管道进入下面a口）。使右片阀的罗辑阀出口a被堵截，右面主泵压力油从罗辑阀心

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析正式版

Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析 正式版

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运 动仿真解析正式版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 虚拟样机技术在使用过程中为液压挖掘机设计提供了有效的方法和手段，在使用过程中受到了条件限制，较少的单位会对运行学进行仿真研究，降低了色剂方案可行性。文章基于动力学仿真软件ADAMS 建立起了挖掘机工作装置虚拟系统，更好的完成了前期处理工作，使得建模正确性更高。 液压缸顺序工作的运动仿真分析 1.1.基于尺寸确定 当液压的挖掘机工作装置尺寸以及基本结构都确定下来之后，该挖掘机的工作

范围也基本确定下来。简单理解就是挖掘机铲斗齿尖轨迹的包络图得以确定。在包括图中，有些部分区间靠近的比较紧密，有的会深入到挖掘机停点底部下，这一个位置虽然还可以挖掘到，但是在挖掘过程中会引起土壤坍塌，从而影响机械运行稳定，使得施工安全性受到影响。在以上动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸运动仿真分析过程中，选择的挖掘机工作顺序和方式一般都是在装置范畴内，这里讲解的顺序指的是，挖掘工作进行时，各个油缸都是根据一定顺序进行收缩或者伸出。例如：挖掘进行时，需要先下降动动臂，再收回斗杆，这个动作完成之后，在使用铲斗进行挖掘。

最新液压挖掘机中的电控系统

液压挖掘机中的电控系统 液压挖掘机作为一种重要的通用型工程机械，其销售量、保有量、发展速度始终处于整个工程机械行业的前列，其配套也越来越成为一个庞大的产业。电器系统作为液压挖掘机重要的配套产品中的一种，其性能和功能对液压挖掘机有着重大的影响。众所周知，由于电器系统在汽车领域中的重要地位，国内的汽车电器行业非常活跃，但与国外相比无论在产值上还是在技术水平上都有非常大的差距。同样，在工程机械领域，国内电器系统与国外相比也有一定的差距。但由于工程机械行业与汽车行业有很大的不同，汽车行业的技术到现在已经发展得非常成熟，功能结构非常复杂，决定了其电器系统的复杂性；而工程机械由于其功能的特殊性和专一性，与汽车领域大批量生产相比，决定了其电器系统目前只能走小批量、多品种的发展道路。总的来讲，工程机械电器系统毕竟与汽车电器系统有很大的相似之处，尤其是挖掘机、装载机等的电器系统，与汽车一样，都属于行走机械领域，因此尽管挖掘机电器系统有一定的特殊性，但还是可以从发展相对成熟的汽车电器领域借鉴到一些发展经验。本文将主要对挖掘机电器系统的功能、发展方向作出一定的阐述。 一．电器系统在挖掘机工作监测中的应用和发展趋势 电器系统在液压挖掘机中的监测作用都有目共睹，其主要组成部分就是显示仪表和各种传感器。目前，在显示仪表上，有着这样一种趋势，将尽可能多的挖掘机工作参数显示在仪表上，如燃油量、发动机水温、液压油温、机油压力、发动机转速等，显示仪表功能越来越多，越来越复杂。 实际上，挖掘机监测系统功能的不断完善是发展的必然趋势，但监测仪表的设计也是多方面因素综合的结果，包括基本功能的需要，用户心理的研究、维修服务的考虑等多方面因素。 在基本功能需求方面，实际上监测仪表显示最需要的功能是燃油量，另外还有工作时间，这也是在早期的挖掘机显示中最不可缺少的数量上的显示，其他的显示都以报警量的形式给出。限于当时的发展水平和成本考虑，这些报警量的具体值往往并不加以采集。但发展到今天，仪表显示技术得到了很大得发展，从机械式电动仪表发展到段式液晶显示和发光二极管显示，又发展到单色点阵式液晶显示，进而发展到目前流行的彩色液晶显示，加上电子技术和传感器技术的发展，使得过去这些报警量的数据采集和显示变得成本低廉，形成一种将所有工作数据的具体值都显示在仪表上的趋势。 但从工程学角度来讲，显示量的设置与司机的经验、习惯有很大关系。因为与仪表显示最相关的人是司机，他只需要知道与操作挖掘机工作最有关的量就可以了，显然这就是燃油量和工作时间。燃油量显示可以提醒司机何时加油以保证工作的连续性；工作时间的显示则有助于司机把握自己的工作量。对于有经验的司机来讲，发动机水温、燃油温度也是必不可少的，有助于司机调整自己的工作节奏，避免挖掘机长期工作在超负荷状态下，但这些量也可以以报警量的形式提醒司机；但对于没有经验的司机和用户来讲，则所显示的水温和油温有可能产生误解和歧义。 尽管报警量的数值没有必要在在仪表上显示，但并不意味着数值不重要，因为这些具体的数值对于专业维修人员和有经验的司机非常重要，可以用来判断挖掘机的工作状态和目前

液压挖掘机主控制阀

液压挖掘机主控制阀 发表于：2008年3月18日 16时55分34秒阅读(4)评论(0)本文链接： https://www.wendangku.net/doc/4c16015891.html,/479140927/blog/1205830534 液压挖掘机主控制阀 液压挖掘机主控制阀主控制阀也称为主控阀或主阀，它的作用是按操作者的指令将泵排出的压力油提供到各执行元件，使挖掘机完成各种动作。主控阀是个复杂的液压元件，现就几种典型的主控阀加以说明。 1.U28阀 U28阀是日本东芝公司生产的专用于20—3t的挖掘机上。其外形见图3—32 图3—32 U28阀外形图该阀是一组多路阀，阀体分左，中，右三片，用螺栓紧密相联。左片是一组三联阀(上图中1，2，3号阀)，中间片是油道，右片是一组四联阀(上图中4，5，6，7号阀)。 该阀具有如下功能： (1)单独动臂提升时双泵合流供油，提高动臂提升速度。 (只在动臂提升时) (2)斗杆单独动作时双泵台流供油，加快斗杆动作速度。 (3)动臂优先，动臂与其他动作同时进行时，动臂的动作将优先保证。 (4)回转优先，回转与斗杆同时动作时，回转将优先保证。 (5)负流量控制，给主泵提供一个负流量信号，使阀杆在中位时，主泵排量变为最小。 (6)直线行走，当挖掘机前进或后退时可同时作其他动作，以保证特殊工况的需要。 (7)可配置电传感器，以满足电控的需要。 (A)液压系统符号

图中下面油口中，两个P1分别与两个主泵的出油口相接，是主进油口P2~口P3用油管连接，作为斗杆合流时的辅助进油。 b口与上面b口(左罗辑阀出口)用油管连接。 C口与动臂阀伺服油a1口相连，作为动臂合流的信号。 R口是主回油，接液压油散热器，然后回油箱。 a口与上面a口（右罗辑阀出口）用油管连接。 Py1和Py2与左，右行走操纵阀（脚踏阀）的出油连接，使行走增压。 上面油口fL和fR分别与两个主泵的负流量控制接口相接。 G口作为信号输出可作他用，如接压力传感器等。 当各阀杆在中立位置时（无操作时），左路P1通过三组阀后，推开罗辑阀2，经过负流量阀3进入回油道，从主回油口R回油箱。右路P1通过四组阀后，推开罗辑阀，经过负流量阀进入回油道，从主回油口R回油箱。 此时，两个负流量阀接口fL和fR分别有压力信号输出到主泵的调节器，使主泵排量减小。这是阀杆全部处于中立位置时油的流向。如果阀杆移动将有下面的情况。 1.回转阀（左片下面）移动时，假设a1口进伺服油，推动阀杆向右移位，P1的中路油被切断，而旁路油推开单向阀进入A1口，油从A1口流出进入回转马达。由回转马达流回的油经B1口从该阀的回油口流入回油道。此时，这一路油被引入执行元件回转马达而使挖掘机回转，上面的两组阀没有油通过，所以，负流量输出口fL没有压力输出，主油泵排量变大。 2.斗杆阀（左片中间一组）移动时，假设a2进伺服油，推动阀杆向右移位，P1的中路油被切断，而旁路油推开单向阀进入A2口，油从A2口流出进入斗杆油缸大腔。由斗杆油缸小腔流回的油经B2口从该阀的回油口流入回油道。此时，这一路油被斗杆阀切断，上面的一组阀没有油通过（指到罗辑阀处没有油，经节流阀6来的并联油路的油在单向阀4处被断开）。所以，负流量输出口fL没有压力输出，主油泵排量变大。 当该阀杆向右移时，阀杆右端切断了控制油到回油道的通路（虚线，从a口来的油，即从右片阀的罗辑阀出口a经外接管道进入下面a口）。使右片阀的罗辑阀出口a被堵截，右面主泵压力油从罗辑阀心

挖掘机工作装置

机械原理设计任务书 学生姓名朱班级学号20127462 设计题目：挖掘机工作装置机构设计 一、设计题目简介 单斗挖掘机是一种重要的工程机械，广泛 应用于房屋建筑、筑路工程、水利建设、农林 开发、港口建设、国防工事等的土石方施工和 矿山采掘工业中，对减轻繁重的体力劳动、保 证工程质量、加快建设速度、提高劳动生产率 起着十分巨大的作用。随着国家经济建设的不 断发展，单斗挖掘机的需求量将逐年大幅度增 长，其在国民经济建设中的作用将越来越显 著。 反铲装置作为单斗挖掘机工作装置的一种主要形式，在工程实践中占有重要地位。反铲装置的各组成部分有各种不同的外形，要根据设计要求选用适合的结构并对其作运动分析。然后，在满足机构运动要求的基础上对各机构参数进行理论计算，确定各机构尺寸参数，确定挖掘机反铲装置的基本轮廓。 挖掘阻力和挖掘力是衡量挖掘机性能参数的重要性能指标，对其分析计算至关要。挖掘阻力主要与挖掘对象及自身尺寸参数有关，而挖掘力则受众多条件限制，危险工况的分析是关键点。在挖掘力分析基础上，可对各杆件铰接点进行力的分析计算，并进行机构设计的合理性分析。 二、设计数据与要求 该型挖掘机工作装置,由两节臂，一挖斗组成，停机面最大挖掘半径(mm):9850；最大挖掘深度(mm):6710；最大挖掘高度(mm):9840，液压缸驱动。 三、设计任务 1、提出可能的运动控制方案，绘制方案的机构简图，计算工作装置的自由度，进行方 案分析评比，从中选取最适合挖掘机工作装置的机构； 2、根据所确定的机构方案进行杆及运动副的尺寸计算，要有计算过程（图解法也必须 有作图步骤），并根据所计算尺寸依据国家相关标准提出油缸的布置及其运动要求； 3、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。 4、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 5、编写说明书，说明书应包括设计思路、计算及运动模型建立过程以及效果分析等。 四、提示 1、每一节斗杆应有一个油缸控制，即该机构应由多个自由度 2、按设计要求，主要考虑几个极限位置的相关数据 完成日期：年月日指导教师

挖掘机基本构造及工作原理

第一部分：挖掘机 第一章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。

常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和 驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成 工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液 压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路 上部转台——①发动机、② 减震器主泵、③主阀、④驾 驶室、⑤回转机构、⑥回转 支承、⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11 控制油路、○12电器部件、○13 配重 行走机构——①履带架、② 履带、③引导轮、④支重轮、 ⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧 装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液 压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达 +减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回 转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 １）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履 带——实现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转 ３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动 ４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动 ５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动

挖掘机液压系统设计

挖掘机液压系统设计 1 液压挖掘机结构与工作原理 液压挖掘机由于在动力装置和工作装置之间采用容积式液压传动，靠液体的压力能进行工作，相对机械传动具有许多优点:能无极调速且调速范围大，最大速度和最小速度之比可达1000:1能得到较低的稳定转速；快速作用时，液压元件产生的运动惯性较小，并可作高速反转；传动平稳，结构简单，可吸收冲击和振动；操纵省力灵活，易实现自动化控制；易实现标准化、通用化、系列化。因此液压挖掘机逐步取代机械式挖掘机是必然的趋势。 单斗液压挖掘机是装有一只铲斗并采用液压传动进行挖掘作业的机械。它是目前挖掘机械中重要的机种。单斗液压挖掘机的作业过程是以铲斗(一般装有斗齿)的切削刃切削土壤并将土装入斗内，斗满后提升。回转至卸上位置进行卸土，卸空后铲斗再转回并下降到地面进行下一次挖掘。当挖掘机挖完一段土后，机械移动一段距离，以便继续作业。因此单斗液压挖掘机是一种周期作业的自行式上方机械。 1.1 液压挖掘机整机性能 液压挖掘机可分为:动力系统、机械系统、液压系统、控制系统。液压挖掘机作为一个有机整体，其性能的优劣不仅与工作装置机械零部件性能有关，还与液压系统、控制系统性能有关。 (1) 动力系统 挖掘机工作的主要特点是环境温度变化大，灰尘污物较多，负荷变化大，经常倾斜工作，维护条件差。因此液压挖掘机原动力一般由柴油机提供，柴油机具有工作可靠、功率特性曲线硬、燃油经济等特点，符号挖掘机工作条件恶劣，负荷多变的要求。挖掘机的额定负荷与汽车。拖拉机不同，汽车和拖拉机指在最高转速下、连同机油泵、发电机等必要附件，分钟内的最大功率;挖掘机是指在额定转速下一小时以上的额定功率。挖掘机采用车用柴油机时，最大功率指数降低。 (2) 机械系统

工程机械基于PLC的控制系统

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/4c16015891.html, 工程机械基于PLC的控制系统 作者：李侠郝付强 来源：《科学与信息化》2017年第01期 摘要工程机械中的PLC控制系统主要包含如下三个部分，分别是初始化、车上控制与遥控控制。其中控制系统主要是控制数字的输入输出与模拟量的输入输出。在当前的控制器选择中，可以选择可编程序控制器作为控制器的主要控制系统，然后选择几个相适应的模块，这样就可以满足控制系统对于数字以及模拟量的输入输出了。而且，通过实验的验证，这项控制系统已经能够完全代替之前的人工手动控制了，在一定程度上大大地提高了工程机械的自动化。 关键词工程机械；PLC；控制 自从大规模的集成电路技术与通信技术进入高速发展之后，PLC技术也得到了大量的使用，与机器人技术、CAD/CAM并称现代自动化的三大支柱。一开始，PLC的主要功能是对逻辑的控制，以替代传统的继电器的顺序控制与定时的控制等，到了现代，PLC技术可以完成复杂的逻辑控制，并具备了强大的数学运算、数据处理、运动控制等功能，与此同时，PLC在联网通信方面的功能也有了非常大的进步。 1 PLC控制功能的概述 某工程机械能够持续对开挖土方进行作业，但是工作的环境非常恶劣，并且存在一次性工作周期过长的问题，这样就造成了之前通用的人工手动操作变得十分困难，造成了实用性差的问题。考虑到这些问题，需要对工程机械进行PLC控制的改进，并提高工程机械的使用效率与自动化的水平[1]。 首先分析该工程机械需要使用到的主要控制功能；例如：挖坑与挖壕，进行手动与自动的选择设置，对浮动功能的控制，对上升与下放的控制，挖掘链的上升下降、左右摆动的控制以及挡位的转换等。考虑到工程机械工作的环境的问题，还需要增加车上控制与无线遥控两个控制回路，以实现可以在遥控的状态下实现对工程机械的控制。 下面分别介绍一些车上控制回路与无线遥控控制回路。车上控制回路可以通过车上的开关量与模拟量的输入来对机械的行驶装置与工作装置进行控制，从而可以完成预设的工作内容，还可以对在作业过程中出现的错误操作或者异常情况进行报警或者做出其他的紧急处理。而无线遥控回路可以对发送机的油门、机械的转向、挡位的更换、制动系统进行控制，主要是通过发送到PLC的信号，PLC在接收到信号之后将信号反馈给遥控器的处理单元，这样操作人员就可以了解机械的工作状态。在无线遥控进行的控制作业中，遥控器也可以对机械的误操作进行报警以及进行灯光的提示，而如果发生无线中断，工程机械中的PLC系统则会自动的根据异常状况做出相应的处理。

挖机液压传动系统介绍解读

挖机液压传动系统介绍 按照挖掘机工作装置和各个机构的传动要求，把各种液压元件用管路有机地连接起来的组合体，称为挖掘机的液压系统。其功能是，以油液为工作介质，利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送，然后通过液压缸和液压马达等将液压能转返为机械能，实现挖掘机的各种动作。 基本要求 液压挖掘机的动作复杂，凡要机构经常启动、制动、换向、负载变化大，冲击和振动频繁，而且野外作业，温度和地理位置变化大，因此根据挖掘机的工作特点和环境特点，液压系统应满足如下要求： 1）要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以互相配合实现复合动作。 2）工作装置的动作和转台的回转既能单独进行，又能作复合动作，以提高挖掘机的生产率。 3）履带式挖掘机的左、右履带分别驱动，使挖掘机行走方便、转向灵活，并且可就地转向，以提高挖掘机的灵活性。 4）保证挖掘机的一切动作可逆，且无级变速。 5）保证挖掘机工作安全可靠，且各执行元件（液压缸、液压马达等）有良好的过载保护；回转机构和行走装置有可靠的制动和限速；防止动臂因自重而快带下降和整机超速溜坡。 为此，液压系统应做到： 1）有高的传动效率，以充分发挥发动机的动力性和燃料使用经济性。 2）液压系统和液压元件在负载变化大、急剧的振动冲击作用下，具有足够的可靠性。 3）调协轻便耐振的冷却器，减少系统总发热量，使主机持续工作时液压油温不超过80度，或温升不超过45度。 4）由于挖掘机作业现场尘土多，液压油容易被污染，因此液压系统的密封性能要好，液压元件对油液污染的敏感性低，整个液压系统要设置滤油器和防尘装置。 5）采用液压或电液伺服操纵装置，以便挖掘机设置自动控制系统，进而提高挖掘机技术性能和减轻驾驶员的劳动强度。 类型

液压挖掘机主控制阀

液压挖掘机主控制阀 发表于：2００８年3月１８日 16时５5分3４秒阅读(４）评论(0）本文链接:h ｔｔｐ:/／ｕseｒ．qzoｎe.qq.coｍ/４７9140９27/blog/1205830５３4 液压挖掘机主控制阀 液压挖掘机主控制阀主控制阀也称为主控阀或主阀，它的作用是按操作者的指令将泵排出的压力油提供到各执行元件,使挖掘机完成各种动作。主控阀是个复杂的液压元件，现就几种典型的主控阀加以说明。 ? 1.U28阀?U28阀是日本东芝公司生产的专用于20—３t的挖掘机上。其外形见图3—３2 图3—3２U28阀外形图?该阀是一组多路阀,阀体分左，中，右三片，用螺栓紧密相联。左片是一组三联阀（上图中1，2，３号阀)，中间片是油道,右片是一组四联阀（上图中4，５,6，7号阀)。 (1）单独动臂提升时双泵合流供油，提高动臂提升速该阀具有如下功能：? 度。（只在动臂提升时）?（2）斗杆单独动作时双泵台流供油,加快斗杆动作速度。 （3）动臂优先,动臂与其他动作同时进行时，动臂的动作将优先保证。 （４)回转优先,回转与斗杆同时动作时，回转将优先保证。 （５）负流量控制,给主泵提供一个负流量信号,使阀杆在中位时，主泵排量变为最小。 ? (6）直线行走，当挖掘机前进或后退时可同时作其他动作，以保证特殊工况的需要。 (７)可配置电传感器,以满足电控的需要。? (Ａ）液压系统符号

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图中下面油口中，两个Ｐ1分别与两个主泵的出油口相接，是主进油口Ｐ2~口P３用油管连接, 作为斗杆合流时的辅助进油。 b口与上面b口(左罗辑阀出口)用油管连接。 C口与动臂阀伺服油ａ1口相连，作为动臂合流的信号。 R口是主回油,接液压油散热器，然后回油箱。 a口与上面a口（右罗辑阀出口）用油管连接。?Py１和Ｐy２与左，右行走操纵阀（脚踏阀）的出油连接,使行走增压。?上面油口fL和fR分别与两个主泵的负流量控制接口相接。?Ｇ口作为信号输出可作他用，如接压力传感器等。?当各阀杆在中立位置时(无操作时)，左路P1通过三组阀后，推开罗辑阀2，经过负流量阀３进入回油道,从主回油口Ｒ回油箱。右路P１通过四组阀后,推开罗辑阀,经过负流量阀进入回油道，从主回油口R回油箱。?此时,两个负流量阀接口fL和fR分别有压力信号输出到主泵的调节器,使主泵排量减小。这是阀杆全部处于中立位置时油的流向。如果阀杆移动将有下面的情况。 １．回转阀（左片下面)移动时，假设ａ1口进伺服油,推动阀杆向右移位,Ｐ１的中路油被切断,而旁路油推开单向阀进入Ａ1口,油从A１口流出进入回转马达。由回转马达流回的油经B1口从该阀的回油口流入回油道。此时,这一路油被引入执行元件回转马达而使挖掘机回转,上面的两组阀没有油通过，所以， 2．斗杆阀（左片中间一组)移动时,假设a 负流量输出口fL没有压力输出，主油泵排量变大。? ２进伺服油，推动阀杆向右移位，P1的中路油被切断,而旁路油推开单向阀进入A2口,油从A２口流出进入斗杆油缸大腔。由斗杆油缸小腔流回的油经B２口从该阀的回油口流入回油道。此时，这一路油被斗杆阀切断，上面的一组阀没有油通过(指到罗辑阀处没有油，经节流阀6来的并联油路的油在单向阀4处被断开）。所以,负流量输出口fL没有压力输出,主油泵排量变大。?当该阀杆向右移时，阀杆右端切断了控制油到回油道的通路(虚线，从a口来的油,即从右片阀的罗辑阀出口ａ经外接管道进入下面a口)。使右片阀的罗辑阀出口ａ被堵截，右面主泵压力油从罗辑阀心小孔进到该阀心上部，由于面积差的作用阀心被压住，使右路油不能从罗辑阀回油,强行使右路油经单向阀8进入斗杆阀,实现了左右两路油都进入斗杆阀,即双泵合流。?当伺服油进入b2，推动阀杆向左移时,主泵的油经B2进入斗杆缸小腔，而大腔经A2回油,其他情况相同，仍是双泵合?流。 在A2，Ｂ2的油路上装有过载溢流阀，它们的调定压力高于主安全阀,它们的作用是在该阀中位时,由外部的力使该油缸压力过高时此溢流阀泄油以保护油缸。而在油缸吸空时，如斗杆快速下降，斗杆油缸大腔需快速进油,如果双泵合流仍供不上时,油缸将吸空压力变低,此时过载溢流阀从回油路向油缸补油,避免油缸吸空。 3．左行走阀(左片上面）在中位时,A3,Ｂ3两腔相通（Y型阀)并与回油相通,行走马达不制动（机械制动)。当a3进伺服油阀杆向右移位时，压力油经单向阀4从A３口进入马达。Ｂ3口回油，罗辑阀没有油流入，负流量输出没有压力，主泵排量变大。(由此可知，凡是有一个阀杆不在中位,都没有负流量压力信号输出,主泵流量变大。当阀杆稍开或半开,则有负流量信号，起油泵的调速作用。此点以后不再说明。）当b3进伺服油阀杆向左移位时，变成B３口出油，A3口回油。其他情况相同。右片阀最上面一组为右行走阀,其结构与作用和左行走阀相同。?为实现直线行走功能,设置了直线行走阀1，其工作情况如下:阀组从p1口引进了伺服泵的控制油,其压力一般为35ｋgf/cm２—４0kgｆ／cm２,这个控制压力作用在直线行走阀1的右端，同时穿过右片阀的铲斗阀，动臂阀，经过中片后又穿过左片阀的斗杆阀和回转阀,最后进回油道。当铲斗,动臂，斗杆,回转任一个阀有动作（移位)时，这控制压力将不能通回油而升高压力,从而将推动直线行走阀1,使其向左移,此时两个行走阀的进油路连通，成为并联油路。只要有一个泵供油两边的行走可同时运行。而另一个泵的油可作其他动作，如动臂，斗杆等。即实现了直线行走功能。 ４．右片设有备用阀,以便装其他工作装置时使用,如液压破碎器等。 5.铲斗阀动作情况与回转阀基本相同。 6.动臂阀（右片下面）,当a1口进伺服油时,阀杆向右移,右路主泵的压力油从A1口进动臂缸

挖掘机工作装置

挖掘机工作装置

目录 1绪论 (1) 1.1课题背景及目的 (1) 1.2国内外研究状况 (1) 1.3 课题研究方法 (2) 1.4 论文构成及研究内容 (2) 2总体方案设计 (3) 2.1 工作装置构成 (3) 2.2 动臂及斗杆的结构形式 (5) 2.3 动臂油缸与铲斗油缸的布置 (5) 2. 4 铲斗与铲斗油缸的连接方式 (6) 2.5 铲斗的结构选择 (6) 2.6 原始几何参数的确定 (7) 3 工作装置运动学分析 (9) 3.1 动臂运动分析 (9) 3.2 斗杆的运动分析 (10) 3. 3 铲斗的运动分析 (11) 3.4 特殊工作位置计算： (15) 4基本尺寸的确定 (19) 4.1 斗形参数的确定 (19) 4.2 动臂机构参数的选择 (19) 4.2.1 α1与A点坐标的选取 (19) 4.2.2 l1与l2的选择 (20) 4.2.3 l41与l42的计算 (20) 4.2.4 l5的计算 (20) 4.3 动臂机构基本参数的校核 (22) 4.3.1 动臂机构闭锁力的校核 (22) 4.3.2 满斗处于最大挖掘半径时动臂油缸提升力矩的校核 (24)

4.3.3 满斗处于最大高度时,动臂提升力矩的校核 (25) 4.4 斗杆机构基本参数的选择 (26) 4.5 铲斗机构基本参数的选择 (27) 4.5.1 转角范围 (27) 4.5.2 铲斗机构其它基本参数的计算 (27) 5工作装置结构设计 (30) 5.1斗杆的结构设计 (30) 5.1.1 斗杆的受力分析 (30) 5.1.2 结构尺寸的计算 (40) 5.2动臂结构设计 (42) 5.2.1第一工况位置 (42) 5.2.2 第二工况位置： (47) 5.2.3内力图和弯矩图的求解: (50) 5.3 铲斗的设计 (56) 5.3.1铲斗斗形尺寸的设计 (56) 5.3.2铲斗斗齿的结构计算： (57) 5.3.3 铲斗的绘制： (57) 6 销轴与衬套的设计 (59) 6.1 销轴的设计 (59) 6.2 销轴用螺栓的设计： (59) 6.3 衬套的设计： (59) 7 总结 (61) 参考文献 (62) 致谢 (63) 附件一开题报告 (64) 附件二外文翻译 (70)

液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析

编号：AQ-JS-06829 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 液压挖掘机工作装置在ADAMS中的运动仿真解析Motion simulation analysis of working device of hydraulic excavator in ADAMS

液压挖掘机工作装置在ADAMS中 的运动仿真解析 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 虚拟样机技术在使用过程中为液压挖掘机设计提供了有效的方法和手段，在使用过程中受到了条件限制，较少的单位会对运行学进行仿真研究，降低了色剂方案可行性。文章基于动力学仿真软件ADAMS建立起了挖掘机工作装置虚拟系统，更好的完成了前期处理工作，使得建模正确性更高。 液压缸顺序工作的运动仿真分析 1.1.基于尺寸确定 当液压的挖掘机工作装置尺寸以及基本结构都确定下来之后，该挖掘机的工作范围也基本确定下来。简单理解就是挖掘机铲斗齿尖轨迹的包络图得以确定。在包括图中，有些部分区间靠近的比较紧密，有的会深入到挖掘机停点底部下，这一个位置虽然还可以挖

掘到，但是在挖掘过程中会引起土壤坍塌，从而影响机械运行稳定，使得施工安全性受到影响。在以上动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸运动仿真分析过程中，选择的挖掘机工作顺序和方式一般都是在装置范畴内，这里讲解的顺序指的是，挖掘工作进行时，各个油缸都是根据一定顺序进行收缩或者伸出。例如：挖掘进行时，需要先下降动动臂，再收回斗杆，这个动作完成之后，在使用铲斗进行挖掘。 1.2.顺序工作运动仿真实现的路线 仿真路线是，在斗杆液压缸、动臂液压缸、铲斗液压缸上进行设置，一般在不同的时间段内，它的运动驱动函数都不同，需要进行调节处理，使得各缸在相应的工作极限范围内相互运行，这样就可以获得挖掘机的工作范围。可以在液压缸移动副约束处添加移动驱动，改变运动方式，将其更换成位移运动方式。运动的函数输入时，需要注意相匹配的的STEP函数。对液压缸进行STEP函数值设置时，应该满足运动函数需求。当完成了函数值输入之后，在运行状态下可以启动ADAMS软件的仿真模块。

液压挖掘机系统设计

液压挖掘机 作者：孔德文等编著 出版社：化学工业出版社 出版时间：2007-1-1 液压挖掘机的液压系统 按照液压挖掘机工作装置和各个机构的传动要求，把各个液压元件用管路有机地连接起来的组合体，称为挖掘机的液压系统。液压挖掘机的基本液压系统是由能使挖掘机完成基本作业动作并以手动控制为主的基本功能回路所构成的液压系统。 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制软件、辅助软件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换称液体的动能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般油齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件或回转运动。控制元件（即各种液压阀）在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可以分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等：流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等：方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括邮箱、滤油器、油管及接头、密封圈、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、软化液和合成型液压油等几类。 液压系统的功能是以油液为工作介质，利用液压泵将发动机的机械能转变为液压能并进行传送，然后通过液压缸和液压马达等执行元件再将液压能再转变为机械能，实现挖掘机的各种动作。 用特定的简单符号绘出这些元件相互关系的图，称为液压系统图。液压系统图只反映系统中各元件的基本关系，不表示其具体结构形式。 液压系统设计设计得合理与否，对挖掘机的性能起着决定性的作用。同样的元件，若系统设计的不同，则机器的性能差异很大。因此，分析和研究各种液压系统，能清其设计原理是非常必要的。 1液压挖掘机对液压系统的基本要求 液压挖掘机的动作复杂，机构经常启动、制动、换向、负载变化大，冲击和振动频繁，而却野外施工作业，温度变化和地理条件差别大，因此，应根据液压挖掘机的工作特点和环境特点，对其液压系统提出一些有别于其他应用的要求。 1.1 液压挖掘的动作要求 液压挖掘机的液压系统应满足的动作要求如下： ①保证液压挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作，也可以相互配合实现复合动作。 ②保证工作装置的动作与回转平台的回转动作既能单独运行，有能作复合动作，以提前液压挖掘机的作叶效率。 ③履带式液压挖掘机左右履带应能分别驱动，使挖掘机行走转弯方便灵活，并

液压挖掘机控制系统介绍

液压挖掘机控制系统介绍 目前，机电液一体是液压挖掘机的主要发展方向盘，其目的是实现液压挖掘机的全自动化，即人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移，使挖掘机由传统的杠杆操纵逐步发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电操纵、电液比例操纵和计算机直接操纵。所以，对挖掘机的机电液一体化的研究，主要集中在液压挖掘机的控制系统上。 液压挖掘机控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件（液压缸、液压马达）等所构成的动力系统进行控制的系统。按控制功能，可分为位置控制系统、速度控制系统和力（或压力）控制系统；按控制元件，可分为发动机控制系统、液压泵控制系统、多路换向阀控制系统、执行元件控制系统和整机控制系统。 目前，液压挖掘机控制系统已发展到复合控制系统。 发动机的控制系统 由柴油机的外型特性曲线可知，柴油机是近似的恒扭矩调节，其输出功率的变化表现为转速的变化，但输出扭矩基本不变化。油门开度增加（或减小），柴油机输出功率就增加（或减小），由于输出扭矩基本不变，所以柴油机转速也增加（或减小），即不同的油门开度对应着不同的柴油机转速。由此可见，对柴油机控制的目的是，通过对油门开度的控制来实现柴油机转速的调节。 目前应用在液压挖掘机柴油机上的控制装置有电子功率优化系统、自动怠速装置、电子调速器、电子油门控制系统等。 液压元件控制系统 对液压泵的控制都是通过调节其变量摆角来实现的。根据控制形式的不同，可分为功率控制系统、流量控制系统和组合控制系统等三大类。其中的功率控制系统有恒功率控制、总功率控制、压力切断控制和变功率控制等；流量控制系统有手动流量控制、正流量控制、负