基于AMESim的轮式装载机液压系统的建模与仿真 赵海霞,谭〓鹏,扈艳萍,赵〓晓 (青岛科技大学机电工程学院,山东 青岛〓266061) 对ZL50G轮式装载机液压系统进行了分析研究,针对在非转向时压力损失较大的问题,对其液压系统进行了优化,运用AMESim仿真软件对优化后的装载机液压系统进行总体建模并仿真。仿真结果表明,优化后的ZL50G轮式装载机液压系统合理可用。
装载机主要用来铲、装、卸、运土和石料一类散状物料,也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。由于它具有作业速度快、机动性好、操作轻便等优点,因而发展很快,成为土石方施工中的主要机械。装载机液压系统一般由工作装置和转向系统两部分液压系统组成,工作液压系统主要控制工作装置动臂的升降和铲斗的翻转,转向液压系统主要控制整机行车时的转向。 液压传动技术开始应用到挖掘机可以追溯到20世纪60年代,目前国外挖掘机液压系统已经发展到非常成熟的阶段。我国装载机制造始于1960年末,至今经历了3个发展阶段,即20世纪60年代仿制摸索阶段,70年代自力更生研制阶段,80年代至今技术引进、合资合作发展阶段。进入21世纪,长安大学、燕山大学等国内院校,通过引进国外先进的仿真软件AMESim、 MATLAB、 ADAMS、 EASY5等进行液压系统仿真研究,取得了一些成果。 本文以徐工ZL50G装载机的液压系统为研究对象,对其工作原理进行分析并对其不足之处进行了相应的改进。通过AMESim建立了装载机液压系统的仿真模型,并对优化后的液压体系中的动臂、转斗油缸的受力,动臂、转斗、左右转向油缸以及分流阀入口的压力进行了仿真,验证了新液压系统的合理性。
1 ZL50G装载机液压系统 ZL50G轮式装载机是前后车架铰接式装载机,转向系统采用的是由转向器和流量放大阀组成的流量放大转向液压系统,可根据转向油路的要求优先供油,转向平稳,多余流量可供给工作液压系统,减少功率损失,提高系统效率。对于转向器与流量放大阀组成的转向液压系统,液压油作用于转向油缸并推动前车架实现转向,其特点为:优先保证流量流入转向系统,多余的流量合流到工作系统,极大提高了系统的效率,该系统具有双泵合流功能,工作效率高,但同样存在不足:系统在非转向时压力损失较大。
2〓液压系统的优化 通过分析可知,原系统在非转向时压力损失大是由于梭阀与分流阀间的通断与装载机实际的工作状态不关联。为了解决此问题,在梭阀与分流阀间加入信号通断阀,其作用为:正常转向时使梭阀与分流阀连通,非转向时梭阀与分流阀断开,优化后的原理图如图1所示。
1—转向泵;2—流量放大阀;3—多路换向阀;4—转斗油缸;5—动臂油缸;6—转向油缸;7—转角传感器;8—力矩传感器和电机;9—〖JZ〗电控系统;10—压差传感器;11—比例减压阀;12—信号通断阀;〖JZ〗13—卸荷阀;14—工作泵;15—先导泵;16—油箱 图1〓优化后液压系统图
作者简介:赵海霞(1970—),女,陕西咸阳人,青岛科技大学副教授,博士,主要从事机电一体化等方面的研究。
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