大型液壓挖掘機轉動慣量仿真分析

　　這篇機械設備論文發表了液壓挖掘機轉動慣量仿真的分析，隨著人們對生存環境要求越來越高，液壓挖掘機的節能環保性能成為其技術是否先進的一個關鍵指標。論文為并進一步建立各循環工況功耗數學模型，為今后工作裝置的性能分析及設計提供了可行的途徑。

　　關鍵詞：機械設備論文,大型液壓挖掘機;循環工況;轉動慣量

　　針對液壓挖掘機能量效率較低問題，工程機械節能研究者提出了多種節能辦法，主要是從以下幾個方面做改進：l)通過開發相關發動機技術來提高其發動機的燃燒效率。2)開發新的液壓系統或者改進液壓系統，從而降低液壓系統的節流和溢流功耗。3)優化基于發動機—液壓系統—負載的全局功率匹配[2]。

　　但是往往在功率匹配節能研究中，大型挖掘機功耗研究僅局限于如何匹配之間的關系，缺乏對整機在實際挖掘作業中負載功耗的分析，缺乏功率匹配節能方案的依據。由于作業工況中負載劇烈變化，使得功率需求不斷發生變化，因此研究負載功率變化對功率匹配的節能研究具有重要意義。為此，本文采用多體動力學仿真和功耗模型建立相結合方法，對大型液壓挖掘機循環工況下的負載功耗特性進行研究。

　　1.驅動函數確定

　　在各液壓缸移動副處添加驅動，設置如下：

　　在動臂液壓缸的移動副處施加的驅動函數為：

　　STEP(time，0，0，2，2)-STEP(time，2，0，6，0)-STEP(time，6，0，8，2)-STEP(time，8，0，11，0)-STEP(time，11，0，13，0)-STEP(time，13，0，16，0)

　　在斗桿液壓缸的移動副處施加的驅動函數為：

　　STEP(time，0，0，2，0)-STEP(time，2，0，6，-0.8)-STEP(time，6，0，8，0)-STEP(time，8，0，11，0)-STEP(time，11，0，13，1.1)-STEP(time，13，0，16，0)

　　在鏟斗液壓缸的移動副處施加的驅動函數為：

　　-STEP(time，0，0，2，0.2)-STEP(time，2，0，6，0.2)-STEP(time，6，0，8，0.5)-STEP(time，8，0，11，0)-STEP(time，11，0，13，-0.8)-STEP(time，13，0，16，0)

　　2.轉動慣量的仿真分析

　　轉動慣量是剛體轉動時慣性度量，各工作部件對于回轉中心軸的轉動慣量J，等于剛體對于通過質心、并與回轉中心軸平行的軸的轉動慣量，加上剛體的質量與兩軸間距離平方的乘積[3]，具體表達式為：

　　—各部件對通過其質心并與回轉中心軸平行的軸的轉動慣量;

　　—各工作部件質量;

　　—各工作部件的重心至回轉中心軸的距離。

　　由上式可知，由于可通過 Pro/E測得，是定值，欲求某部分的轉動慣量，只要求得 即可。則可通過ADAMS 可得出各部分重心至回轉中心軸的距離，那么可進一步求各部件的轉動慣量。

　　在 ADAMS 中計算求得工作部件對回轉中心軸的轉動慣量。

　　3.總結

　　本文應用 ADMAS軟件對回轉平臺轉動慣量仿真分析，后續可利用matlab對挖掘機作業工況所有數據進行擬合，可得大型液壓挖掘機循環工況下負載功耗動態特性，為液壓挖掘機負載與發動機匹配提供了參考。

　　參考文獻：

　　[1]王冬云，潘雙夏，林瀟，管成. 基于混合動力技術的液壓挖掘機節能方案研究[J]. 計算機集成制造系統，2009，01：188-196.

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　　[3]朱小晶. 大型礦用液壓挖掘機電液控制系統的建模及仿真[D].太原理工大學，2010.

　　[4]鄭建榮.ADAMS一虛擬樣機技術入門與提高[M].北京：機械工業出版社，2004.

　　[5]林慕義，史青錄.單斗液壓挖掘機構造與設計[M].北京：冶金工業出版社，2011：36—43.

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　　[7]同濟大學.單斗液壓挖掘機(第 2 版)[M].北京：中國建筑工業出版社，1986.

　　推薦閱讀：《機電技術》(雙月刊)創刊于1977年，由福建省機械科學研究院主辦。本刊是經國家登記注冊的國內外公開發行的綜合性機電科技期刊。中國學術期刊綜合評價數據庫來源期刊，中文科技期刊數據庫全文收錄期刊。

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