分析挖掘机工作装置液压系统动臂油缸的压力跃变研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第8卷第2期中国工程机械学报V0l_8No．22010年6月CH／NESEJOURNALOFCONSTRU(vrIONMACHINERYJun．2010挖掘机工作装置液压系统动臂油缸的压力跃变研究杨克石，刘杰，韩鹰。，刘阔(1．东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110004；2．青岛理工大学费县校区机电系，山东临沂273400；3．山东交通学院工程机械系，山东济南250001)摘要：以PC02挖掘机工作装置液压系统为例，建立了状态变量数学模型和仿真模型．通过分析动臂油缸活塞杆在伸出和缩回时负载压力p跃变的规律，提出在压力跃变过程中存在压力冲击

2、和压力空穴阶段；给出了负载压力P的稳态解析表达式；压力冲击的峰值远大于压力跃变的稳态值．关键词：挖掘机；状态变量；压力跃变中图分类号：TD422．3文献标识码：A文章编号：1672—5581(2010)02—0152—07Studyofpressurejumping0nl⋯tu0ressureU10nl1It-armcylinderforer0rlnydraulICsystem0IexcaVat0rworKingmec11aniSmll■·n‘l●l■NGKe—shi，U【，Jie，HAⅣ。，LKuo(1．SchoolofMechanicalEngineering＆Automati

3、on，NortheasternUniversity，Shenyang110004，China；2．MechanialandElectricalDepartment，FeixianCampus，QingdaoTechnologicalUniversity，Linyi273400，China；3．ConstructionMachineryDepartment，ShandongJiaotongUniversity，Jinan250001，China)Abstract：ByemployingthehydraulicsystemofPC02excavatorworkingmechanisma

4、sanexample，themathematicalandsimulationmodelsarefirstestablishedintermsofstatevariables．Throughanalyzingthejumpingprinciplewithregardtopiston—rodextensionandretractioninlift—armcylinder，thepressureclas—hingpeakandvacuumphasesarethenpropesedduringpressurejumpingprocess．Finally，asteady-stateanal

5、yticexpressionisdevelopedforloadingpressure，PL，whichindicatesthatthepressureclashingpeakvalueisextremelyhigherthanthesteady-satevaluewhilepressurejumping．Keywords：excavator；statevariables；pressurejump铲土运输机械，如装载机、挖掘机、推土机，在矿山、建筑工地、垃圾清理和道路工程中应用广泛．这些机械设备价格昂贵，工作环境恶劣l1]．长期以来，设备运行一直需要人力操作，作业效率不高，劳动者强

6、度大．随着科技的进步，遥控操作、协调控制、智能化操作已经成为发展的方向[2]．在铲土运输机械的工作装置液压系统里，驱动油缸，如动臂油缸、斗杆油缸以及铲斗油缸，采用单活塞杆双作用型式．活塞两侧油腔的有效工作面积不等，具有非对称性．因此活塞杆伸出、缩回的过程中，存在压力跃变现象，也就是压力发生突然的变化_3]．这将直接影响系统工作的平稳性．研究压力跃变的规律对于提高铲土运输机械工作装置液压系统的工作平稳性，保证可靠、长期稳定的工作，具有特别的意义；同时也是进行智能化操作的基础．文献[4]给出了在对称阀控制非对称油缸的情况下，压力跃变数值的解析表达式；该表达式没有考虑油液的可压缩性、系统

7、泄漏对压力跃变的影响．本文以PC02挖掘机工作装置液压系统为例，以多路换向阀中动臂阀芯的压力一流量特性方程、动臂油缸的流量连续性方程和动臂油缸活塞杆的力平衡方程为基础，考虑了动臂油缸的非对称性、油液的可压基金项目：国家自然科学基金资助项目(50775029)作者简介：杨克~(1961一)，男，高级工程师，博士生．E—mail：yangkesh~001@126．corn学兔兔www.xuetutu.com第2期杨克石，等：挖掘机工作装置液压系统动臂油缸的压力跃变研究缩性