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液气储能双缸驱动大型液压挖掘机动臂节能特性研究

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机械工程学报 2019年第20期55卷 240-248页

作者：夏连鹏权龙曹东辉尹满义刘启明李泽鹏太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室太原030024 三一重机有限公司昆山215300

液压挖掘机工作过程中存在大量的重力势能浪费,严重影响整机能效并造成大的排放污染。针对双液压缸驱动动臂的大型液压挖掘机,提出采用双液气储能液压缸驱动液压挖掘机动臂、集成驱动与势能回收一体化原理,降低机器作业能耗和排放。将... 详细信息

液压挖掘机工作过程中存在大量的重力势能浪费,严重影响整机能效并造成大的排放污染。针对双液压缸驱动动臂的大型液压挖掘机,提出采用双液气储能液压缸驱动液压挖掘机动臂、集成驱动与势能回收一体化原理,降低机器作业能耗和排放。将原双腔液压缸改为集成有储能腔的三腔液压缸,储能腔与液压蓄能器直接连通,通过液压蓄能器初始充液压力平衡工作装置自重,直接回收利用工作装置重力势能。根据36 t大型液压挖掘机作业特点和重力势能变化情况,设计出液压缸和液压蓄能器的参数。进一步建立数字化样机,通过对液气储能驱动系统进行仿真研究,对液压泵输出流量和控制阀的阀口参数重新匹配,修改了与回转复合动作的合流控制策略,并初步验证了液气储能驱动系统的节能效果。在此基础上构建了试验样机,90°标准装车作业循环测试表明,与同型号液压挖掘机相比,在满足同样挖掘力的情况下,整机工作效率提升20.7%,燃油消耗降低17.1%,如按每天作业8 h计算,单台车每天可节约燃油达47 L,减少二氧化碳排放123.6 kg。

关键词：挖掘机动臂节能减排三腔液压缸液气储能驱动一体化驱动液压蓄能器

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大型矿用液压挖掘机动臂升降控制方案研究

机械工程学报 2013年第12期49卷 161-166页

作者：王永进权龙李爱峰吕晓林太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024 太原重工股份有限公司技术中心太原030024

在设计目前国内最大的装机质量达270 t大型矿用液压挖掘机的动臂液压控制系统中,动臂抬升时采用多泵(四台主泵)供油,再通过阀外合流的方法满足动臂的速度要求,针对在动臂下降时,由于机械构件质量大、惯性非常大,导致下降结束阶段压力冲... 详细信息

在设计目前国内最大的装机质量达270 t大型矿用液压挖掘机的动臂液压控制系统中,动臂抬升时采用多泵(四台主泵)供油,再通过阀外合流的方法满足动臂的速度要求,针对在动臂下降时,由于机械构件质量大、惯性非常大,导致下降结束阶段压力冲击大、下降速度慢、工作效率低的问题,提出动臂下降时采用比例再生阀,用流量再生回路实现能量回收,减小压力冲击,加快下降速度,同时提高系统工作效率。对挖掘机进行试验研究,结果表明,挖掘机加载最大试验负载25 t时,所设计的液压控制系统可以完全满足动臂正常工作所需要的压力及速度要求,动臂下降采用流量再生回路后,动臂可以完全下降到位,下降时间由37 s缩短至18 s,速度明显加快,下降压力更平稳,且无明显的液压冲击,同时由于下降时无需液压泵供油,降低了系统能耗。通过试验,验证了挖掘机液压控制方案的正确性,为今后在国内设计和制造更大型的液压挖掘机积累了数据和经验。

关键词：液压挖掘机动臂液压控制再生回路

基于双向渐进结构优化法的装载机动臂拓扑优化

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农业机械学报 2006年第11期37卷 24-27页

作者：范文杰徐进永张子达清华大学汽车工程系山东临工工程机械有限公司吉林大学机械科学与工程学院

利用双向渐进结构优化法研究了装载机动臂结构的拓扑优化问题。利用有限元软件ANSYS的APDL语言进行二次开发,实现了多工况下基于应力水平的双向渐进结构优化法(BESO)。对装载机工作装置的动臂进行多工况下的结构双向渐进拓扑优化,得到... 详细信息

利用双向渐进结构优化法研究了装载机动臂结构的拓扑优化问题。利用有限元软件ANSYS的APDL语言进行二次开发,实现了多工况下基于应力水平的双向渐进结构优化法(BESO)。对装载机工作装置的动臂进行多工况下的结构双向渐进拓扑优化,得到了动臂的最佳拓扑结构。结果表明了该方法的实用性和有效性,且比ESO方法具有更高的效率。

关键词：装载机动臂拓扑优化双向渐进结构优化法

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偏载系数法分析装载机动臂强度

中国机械工程 2008年第3期19卷 272-276页

作者：姜峰李剑峰李方义王玉玲山东大学济南250061

通过对装载机工作循环的分析,引入了偏载系数的概念,提出了装载机受力计算的一种新方法。采用逆向思维,以偏载工况的计算为主,正载工况作为偏载工况的一种特殊情况,将两者的计算统一到一个连续函数中,并借助有限元软件,定量分析了从正... 详细信息

通过对装载机工作循环的分析,引入了偏载系数的概念,提出了装载机受力计算的一种新方法。采用逆向思维,以偏载工况的计算为主,正载工况作为偏载工况的一种特殊情况,将两者的计算统一到一个连续函数中,并借助有限元软件,定量分析了从正载到极限偏载过程中动臂的应力变化趋势,结果表明,偏载造成最大损害的部位是偏载端动臂和铲斗的铰接点处,同时一定程度的偏载不会对工作装置造成较大损害。基于试验对所建立的CAD模型和CAE分析进行了改进,改进后的分析结果与试验结果基本吻合。

关键词：轮式装载机动臂偏载系数有限元分析

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装载机动臂载荷当量方法与载荷谱编制研究

机械强度 2018年第3期40卷 702-708页

作者：梁佳宋绪丁高晓伟吕彭民张磊长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064

以5 t装载机铲斗与动臂销轴的实测载荷为基础,研究了将随姿态变化载荷当量到动臂局部坐标系下的求解方法,利用Matlab软件编写了相应的数据处理程序,得到了装载机动臂在固定姿态下的载荷时间历程。通过静力学分析确定了动臂的危险位置,... 详细信息

以5 t装载机铲斗与动臂销轴的实测载荷为基础,研究了将随姿态变化载荷当量到动臂局部坐标系下的求解方法,利用Matlab软件编写了相应的数据处理程序,得到了装载机动臂在固定姿态下的载荷时间历程。通过静力学分析确定了动臂的危险位置,利用危险截面应力等效原则得到了动臂的等效外载荷,并在此基础上编制了动臂疲劳试验载荷谱。研究结果为动臂的疲劳试验及抗疲劳设计提供了参考依据。

关键词：装载机动臂等效载荷载荷谱

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动臂塔式起重机改造初探

建筑机械化 1996年第2期17卷 11-13页

作者：谷进宝保定市第二建筑工程公司

动臂塔式起重机改造初探谷进宝（保定市第二建筑工程公司）随着现代建筑结构的迅猛发展，水平臂小车变幅的自升塔式起重机得到了大力引进推广和广泛应用。其优良的工作性能与便利的作业条件、迅速被施工企业所认识和接受。相比之下，动... 详细信息

动臂塔式起重机改造初探谷进宝（保定市第二建筑工程公司）随着现代建筑结构的迅猛发展，水平臂小车变幅的自升塔式起重机得到了大力引进推广和广泛应用。其优良的工作性能与便利的作业条件、迅速被施工企业所认识和接受。相比之下，动臂式塔机由于通过起重臂的升降动作来...

关键词：塔式起重机动臂技术改造性能

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混合动力挖掘机动臂节能系统研究

机械设计与研究 2011年第6期27卷 109-112页

作者：柯坚李培于兰英吴文海邓斌普什集团技术产品研究院成都610031 西南交通入学机械工程学院成都610031

为解决挖掘机动臂在下降过程中势能转化为热能的情况,目前多数挖掘机都采用了动臂流量再生回路。根据动臂下降过程中能量的变化,通过改进普通的动臂流量再生回路,设计了带势能回收的动臂流量再生回路,并以23T挖掘机为研究对象,计算了两... 详细信息

为解决挖掘机动臂在下降过程中势能转化为热能的情况,目前多数挖掘机都采用了动臂流量再生回路。根据动臂下降过程中能量的变化,通过改进普通的动臂流量再生回路,设计了带势能回收的动臂流量再生回路,并以23T挖掘机为研究对象,计算了两种回路的功率分配和能量损耗。采用AMEsim建立了仿真模型,对两种回路的运行性能和能量损耗进行了分析,仿真结果表明,带势能回收的回路相比普通流量再生回路在节流阀上消耗的能量降低了40.34%,提高了能量的利用率。

关键词：液压挖掘机动臂节能系统流量再生势能回收

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多功能锚杆钻机钻桅和动臂的有限元分析

东华大学学报（自然科学版） 2016年第4期42卷 532-536页

作者：关丽杰乔伊娜赵伟民张兴莲东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 渤海装备辽河重工有限公司辽宁盘锦124209

为研究和改善多功能锚杆钻机钻桅和动臂的力学性能,采用SolidWorks对钻机工作机构进行建模,并对钻桅和动臂的受力情况进行计算,最后通过SolidWorks Simulation对钻桅和动臂模型进行有限元分析.研究结果表明:钻桅和动臂的应力安全系数均... 详细信息

为研究和改善多功能锚杆钻机钻桅和动臂的力学性能,采用SolidWorks对钻机工作机构进行建模,并对钻桅和动臂的受力情况进行计算,最后通过SolidWorks Simulation对钻桅和动臂模型进行有限元分析.研究结果表明:钻桅和动臂的应力安全系数均在2以上且最大位移值在安全范围内;钻桅箱体与滑轨焊接处需要加强;钻桅变幅油缸与动臂连接铰耳处筋板需要加强.将有限元分析方法应用于多功能锚杆钻机设计,为产品研发与优化提供了重要依据.

关键词：多功能锚杆钻机钻桅动臂有限元分析

矿山10m^3电铲动臂、斗杆应力的有限元分析

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北京科技大学学报 1996年第1期18卷 92-95页

作者：程春芳杨松钱仁根刘立北京科技大学数力系

确定了挖掘机动臂和斗杆的工作载荷和约束条件，然后分别采用平板单元和三维等参单元将动臂和斗杆离散，利用有限元法分析应力分布。

关键词：矿山挖掘机载荷有限元法应力电铲动臂