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摘要：本文首先分析了小型工程机械的发展趋势和市场要求,以及小型工程机械液压回转系统的运动,分析了液压回转系统的动态特性是影响小型工程机械回转运动的主要因素,在小型工程机械中具有显著的典型性,提出了几种不同的改善小型工程机械回转系统动态特性的方案,根据现在的工程机械厂家对回转运动平稳性以及快速型都有着很高的要求,提出了解决现实问题的方法.

关键词：小型工程机械；液压回转系统；动态特性

引言

对小型工程机械而言,液压系统的回转系统对于其完成的各项功能动作来说至关重要,液压回转系统既要满足回转机构的平稳回转来达到稳定的停止,又要保证液压回转机构的快速回转运动以提高生产效率,就必须要有效的优化液压回转系统的动态特性.

1小型工程机械的发展概况

早在十八世纪,随着工业革命的到来,城市以及城市工业的迅猛发展,需要大量的劳动力,但是人力已经远远不能供得上工业的需求,所以这就促进了以拖拉机、伐木机、推土机、收割机等为代表的工程机械的快速发展.纵观工程机械的发展历程,先后经历了动力技术革命、传动技术革命、控制技术革命等几个阶段.工程机械发展到现在在动力方面已经渐趋成熟,而在传动和控制方面还有很大的发展空间.液压传动是上世纪50年代才出现的一种新型传动技术,由于液压具有功率密度高、结构简单、传动形式多样、占用空间小等特点.因此液压技术作为机械传动的一种方式,已成功应用到了工程机械的各个方面,随着控制技术革命以及液压技术向高压、快速、小轻型方面发展,液压技术和控制技术紧密结合,进一步提升了自动化及节省劳动力的作用,因而液压机械在工程机械方面被广泛的应用；从另一个角度讲,工程机械找到了良好的传动方式也为工程机械的发展提供了动力,其间出现了形形色色的小型工程机械.

小型工程机械液压回转系统动态特性的参考属性评定
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2.工程机械的液压回转系统的运动学分析

2.1液压回转系统的组成

液压回转系统主要由双联定量齿轮泵、三位四通换向阀、双作用单活塞杆油缸组成,辅助元件有溢流阀、转向优先阀、散热器等.该系统为开式定量系统,液压泵为定量齿轮泵,转向阀为三位四通换向阀,通过操纵回转换向阀的操纵杆来改变液压油的流向,即实现左右回转的换向.

2.2液压回系统的数学模型

在此处以挖掘机的液压回转系统为例具体讲述液压回转系统的数学模型.反铲挖掘装置从中间位置回转到终点位置,右侧油缸的运动方向是不一致的,而左侧的油缸运动方向是一致的,首先液压油经过管路进入右侧油缸的大腔内（也就是无杆腔）和左侧油缸的小腔（有杆腔）,左右油缸都产生动力力矩,推动回转座旋转,可以称为主动油缸,当右侧油缸的活塞伸长到最大值时过此位置继续向左旋转,右侧油缸的活塞开始往回收缩,有侧油缸开始产生阻力矩,而左侧油缸产生主动力矩,该主动力矩大于阻力力矩,使回转系统继续向左回转,直至达到左侧极限位置,通常我们将右侧油缸活塞的最大伸长位置称为拐点.

当反铲装置从左极限位置向优极限位置回转时,与上述过程恰好相反,同样过拐点时左右油缸的活塞运动方向相反.

2.3液压回转系统的动态分析

液压回转系统整体可以分为1复合动力源2功率传递和控制3执行元件4阀类等几部分组成.以下根据这几部分逐个分析.

2.3.1复合动力源

工程机械在工作过程中,发动机的油门是通过手动油门控制的,油门调定后发动机的转速是不变的,也就是液压泵的转速是不变的,泵的排量也是不变的,忽略泵的泄漏以及其它损失,认为泵的输出量是一定.

2.3.2执行构件

执行构件主要是左右双作用液压油缸,左右液压油缸内不是完全对称得,机构也是对称得,左右对称结构的动态特性是完全相同的,因此可以将模型简化,只研究一个液压缸,油缸密封环与缸筒和活塞杆的机械摩擦忽略不计.

2.3.3阀类

阀类在液压系统种仅当成一个阻尼型能量损耗,阀的泄漏忽略不计.同时,功率传递和控制元件在液压系统的动态特性中起着重要的控制地位.

2.4改善液压回转系统的动态特性

采用实验的方法来探索改善的方法,以下是两个具体的实验.

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2.4.1研究挖掘装载机械的挖掘装置液压回转系统运动至左右极限位置时减速停车,回转油缸内的缓冲减速压力动态特性.

当液压缸驱动着大质量的机构快速运动时,因为动量大的因素,在活塞行程末端会与缸底发生剧烈的碰撞,影响工作的精度,更甚者损坏液压系统,为此我们在液压缸内部安装了缓冲装置,但是对于回转系统的缓冲装置能否起到缓和或防止这种撞击损害的作用,对液压系统进行取点测试验证.

液压回转系统主要由双联定量齿轮泵、三位四通的电磁换向阀、油缸组成,当挖掘回转装置起步或运动到极限位置时改变液阻,使挖掘装置完成漫步起速、稳速回转、极限位置减速停车等稳态运动过程,在回转挖掘与左右回转油缸相接的回油口上跨接传感器采集得数据可以动态的纪录在计算机中.

2.4.2变频调速技术应用在液压控制中

变频液压系统通常由变频器控制普通电动机,再由电动机带动液压泵及其构成液压系统的其它元件.在变频液压控制系统中,因为通过控制加入电压的频率来达到调速的目的,因而电机输出不同的转速,液压泵输出不同的流量,由此可见,液压泵的流量是随电压的频率的改变而改变的,所以其转差损失始终很小,电机具有很高的效率,这在较低的转速情况下,明显的优点是可以用廉价的定量泵取代昂贵的变量泵,而且可以简化液压系统,易于实现适量控制和计算机控制.

结语

通过研究得出了小型工程机械的液压回转系统的德动态特性研究理论,以及合理的应用液压元件对液压系统整体性能的提高提出了几条方法,可以为我国小型工程机械