挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)建模與仿真ppt課件

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挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真,1,設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,1.了解液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu) 發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、工作裝置、行走裝置和電氣控制等組成 2.挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 液壓挖掘機(jī)一個(gè)實(shí)現(xiàn)各個(gè)運(yùn)動(dòng)所要求的液壓控制系統(tǒng)。 3.挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)模型建立與仿真 采用sim軟件建立液壓挖掘機(jī)的液壓模型并驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。,挖掘機(jī)工作原理,液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),人為操控； 行走，回轉(zhuǎn)，大臂，斗桿，鏟斗聯(lián)合運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了挖掘機(jī)的功能。,2,挖掘機(jī)工況分析,挖掘過(guò)程主要以鏟斗缸或斗桿缸分別單獨(dú)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)，或兩者復(fù)合動(dòng)作，有時(shí)還需要配以動(dòng)臂液壓缸的動(dòng)作。,3,液壓系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì),4,鏟斗油缸作用力的分析,反鏟裝置載作業(yè)過(guò)程中，當(dāng)以轉(zhuǎn)斗挖掘?yàn)橹鲿r(shí)，其最大挖掘力為鏟斗油缸設(shè)計(jì)的依據(jù)。 鏟斗油缸作用力為：,5,斗桿油缸作用力確定,挖掘機(jī)以鏟斗挖掘時(shí)，最大挖掘力由斗桿油缸提供。斗桿油缸最大作用力的計(jì)算位置為動(dòng)臂下方到最低位置，斗桿油缸作用力對(duì)斗桿與動(dòng)臂鉸點(diǎn)有最大力臂。,6,動(dòng)臂油缸作用力分析,動(dòng)臂油缸作用力，即最大提升力，以能提升鏟斗內(nèi)裝滿土壤的工作裝置至最大卸載距離位置進(jìn)行卸載來(lái)確定。,7,馬達(dá)排量的確定,8,SimulationX的簡(jiǎn)介,SimulationX 是一款分析評(píng)價(jià)技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)各部件相互作用的權(quán)威軟件，是多學(xué)科領(lǐng)域建模、仿真和分析的通用CAE工具，并具有強(qiáng)大標(biāo)準(zhǔn)元件庫(kù)，這些元件庫(kù)包括：1D力學(xué) 、3D多體系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、液力學(xué)、氣動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、電子學(xué)、電驅(qū)動(dòng)、磁學(xué)和控制。另外，SimulationX還具有強(qiáng)大的后處理系統(tǒng)。 SimulationX的基礎(chǔ)功能模塊是工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模和分析應(yīng)用的基礎(chǔ),9,首先打開(kāi)Simulationx的工作界面，根據(jù)之前所設(shè)計(jì)的挖掘機(jī)液壓原理圖，明確我們所需要的液壓元器件，在這個(gè)工作界面的最左邊的元器件庫(kù)找到我們所需的液壓，機(jī)械，電氣，傳熱，磁路元件庫(kù)，并從中找出所需的內(nèi)燃機(jī)、信號(hào)器、液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)、三位四通換向閥等所需的元器件。并把他們拖入正中間的工作界面。那么就選取了這些液壓元器件。,元件的選取,10,挖掘機(jī)系統(tǒng)的模型建立,元件的參數(shù)設(shè)置,1.參數(shù)設(shè)置是仿真中比較關(guān)鍵的一步，我們可以在草圖的元器件上直接設(shè)置。所以，仔細(xì)的設(shè)置的每一項(xiàng)成為仿真能否成功的前提。 2.在參數(shù)設(shè)置中我們要把前面計(jì)算設(shè)計(jì)的各個(gè)液壓缸，液壓馬達(dá)，液壓泵等等的一系列的輸入仿真系統(tǒng)中進(jìn)行仿真。,11,液壓泵的參數(shù)設(shè)置,雙擊工作界面上的液壓泵，進(jìn)入液壓泵的參數(shù)設(shè)置界面，在這個(gè)參數(shù)設(shè)置中我們可以按照要求設(shè)置液壓泵的最大工作排量。以及A口B口的死區(qū)容積等等。然后打開(kāi)仿真結(jié)果顯示設(shè)置。,12,換向閥的參數(shù)設(shè)置,13,液壓缸的參數(shù)設(shè)置,在液壓缸的參數(shù)設(shè)置中，需要設(shè)置液壓的行程，活塞直徑，以及桿的直徑，這些在之前的液壓缸的設(shè)計(jì)中已經(jīng)計(jì)算過(guò)，把計(jì)算出的數(shù)據(jù)，直接填入相應(yīng)的位置。這里的死區(qū)容積我們采用默認(rèn)值。,14,液壓泵仿真結(jié)果曲線,泵的轉(zhuǎn)速曲線：仿真開(kāi)始后，隨著內(nèi)燃機(jī)活塞桿的運(yùn)動(dòng)，把動(dòng)力傳送到液壓泵，液壓泵開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)過(guò)極短的時(shí)間達(dá)到最大，達(dá)到最大以后隨著液壓缸外加負(fù)載的影響，泵開(kāi)始減速，最終在0.1秒時(shí)穩(wěn)定在3000轉(zhuǎn)。在3秒的時(shí)候，液壓缸停止工作，液壓馬達(dá)開(kāi)始接入，泵的轉(zhuǎn)速隨之減小，最終穩(wěn)定在3000轉(zhuǎn)左右。6秒時(shí)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的變化引起了泵轉(zhuǎn)速的變化。,15,鏟斗缸的仿真曲線,信號(hào),鏟斗缸沿X軸的位移,16,斗桿缸的仿真曲線,信號(hào)圖,斗桿缸位移圖,17,動(dòng)臂缸的仿真曲線,信號(hào),動(dòng)臂缸的位移,18,回轉(zhuǎn)馬達(dá)的仿真曲線,輸入信號(hào),馬達(dá)的轉(zhuǎn)速曲線,19,液壓臂的局部仿真,挖掘臂的液壓仿真模型圖,挖掘機(jī)動(dòng)臂機(jī)械結(jié)構(gòu),20,液壓缸仿真結(jié)果,仿真信號(hào),液壓缸的A口的容積,21,總結(jié),由上面給定的信號(hào)仿真出液壓缸A口的容積可以看出，他們的仿真結(jié)果是符合給定信號(hào)的，仿真是正確的。 通過(guò)這一系列的工作，我們就能模擬出挖掘臂的挖掘工作，采用了液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，用Simulationx結(jié)合了Solidworks，在Simulationx中實(shí)現(xiàn)了3D的鏟斗挖掘和斗桿挖掘運(yùn)動(dòng)。這對(duì)進(jìn)一步設(shè)計(jì)挖掘機(jī)的其他部分提供了參考，在以后的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)的進(jìn)一步的設(shè)計(jì)和改進(jìn)中有了原型。以后進(jìn)一步的設(shè)計(jì)可以參考這個(gè)思路和模型。,22,