大惯量闭式回转系统工作特性研究.pdf

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1、2015年5月机床与液压Mav2015第43卷第9期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．43No．9DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．09．044大惯量闭式回转系统工作特性研究李宗(中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221106)摘要：闭式回转系统已广泛应用在超大型挖掘机中，然而其工作特性和控制要求之间的规律有待于进一步研究。对大型挖掘机闭式回转系统的原理进行了分析，建立闭式回转系统仿真模型。为达到较好的控制效果，分别研究了开环控制结构和闭环控制结构，并进行了比较。采用开环控制结构时，启动过程中系统压力在切断压力附近振荡，制动过程

2、中系统完全溢流，不能回收能量；采用闭环控制结构时，启动、制动过程均能使系统压力稳定在控制压力附近，且可以回收多余能量。研究结果表明，闭环结构在挖掘机大惯量闭式回转系统中的控制效果更优。分析结果为超大型挖掘机的系统设计提供了参考。关键词：挖掘机；闭式回转系统；开环；闭环；仿真中图分类号：TH137文献标志码：A文章编号：1001-3881(2015)9-154—4ResearchonWorkingPerformanceforLargeInertiaClosedSlewingSystemLIZong(SchoolofMechanical&ElectricalEngineering，C

3、hinaUniversityofMiningandTechnology，XuzhouJiangsu221008，China)Abstract：Theclosedslewingsystemhasalreadybeenwidelyusedinalargeexcavator．Howevertherulebetweenitsworkingper—formanceandthecontrolrequirementsisinneedoffurtherresearch．Theprincipleofaclosedslewingsystemofalargeexcavatorwasanalyzed，a

4、ndsimulationmodelforthesystemwasestablished．Inordertoachievebettercontroleffect，theopen—loopcontrolandtheclosed-loopcontrolwereresearchedrespectively，meanwhiletheresultswerecompared．Thesystempressurewasoscillatedaroundthecuttingpressureduringthestartupprocessofthesystem，andcompletelyoverflowe

5、dwithoutenergyrecycledduringthebrakingprocesswhenthestructureofopen-loopcontrolwasadopted．Whenthestructureofclose—loopcontroladopted，thesystempressurewasstabi—lizednearbythecontrolledpressureduringboththestartupandbrakingprocessesandtheexcessenergywasabletoberecycled．Theresearchresultsshowtha

6、ttheeffectoftheclosed—loopcontrolstructureinlargeinertiaclosedslewingsystemisevenbetter．Theanalysisconclusionsprovidereferenceforthesystemdesignofasuperlargeexcavator．Keywords：Excavator；Closedslewingsystem；Open—loop；Closed—loop；Simulation0前言明确，因此设计出的方案性能较国外同类产品相差较超大型液压挖掘机在大型露天矿山开采、煤炭及多。为此，作者采

7、用仿真的方法对挖掘机大惯量闭式尾矿等物料的铲装以及大型基础建设等行业具有无可回转系统工作特性进行研究，分析其控制要求，为超比拟的优点。由于国产超大型液压挖掘机的设计制造大型挖掘机闭式回转系统的控制设计提供参考。与世界先进水平相比仍有较大差距⋯，因此目前1闭式回转系统工作原理300t以上的挖掘机完全依赖进口，国产机型尚未打大型液压挖掘机的闭式回转系统主要由双向变量开市场。面对此等现状，国内相关行业的主要厂家均泵和定量马达组成，且由于转动惯量较大，一般采用将超大型液压挖掘机关键技术研