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液压挖掘机动臂斗杆复合动作协调性研究-论文

第3 8卷第 6期 2 0 1 5年 6月

合肥工业大学学报 (自然科学版 ) J OURNAL OF HEFEI UNI VE RS I TY OF TECHNOL OGY

Vo I . 3 8 No . 6

J u n .2 0 1 5

d o i: 1 0 . 3 9 6 9/ j . i s s n . 1 0 0 3— 5 0 6 0 . 2 0 1 5 . 0 6 . 0 0 3

液压挖掘机动臂斗杆复合动作协调性研究 徐 J、龙, 周宏兵一, 贺继林, 张祥剑, 陈桂芳 1 0 0 1 2;2 .山河智能装备股份有限公司国家级企业技术中心,湖南长沙 ( 1 .中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙 4 4 1 0 1 0 0 )

要:为解决动臂斗杆复合动作时动臂无法提升、合理分配多路阀内流量的问题,文章设计了一种节流阀,

采用 C F D软件对动臂联和斗杆联进行流场仿真,然后采用 AME S i m仿真最终确定结构参数。研究表明,采 用新型节流阀后,动臂油缸与斗杆油缸压差变小,并且可以通过改变优先节流孔的尺寸来调节压力分布,从而解决流量分配问题。通过对动臂斗杆复合动作协调性研究及实验验证,最终确定所设计的节流阀优先节流孔

面积为 2 . 4 5 7舢m 2,等效直径为 1 . 7 7 mm,满足实际挖掘复合动作时动臂提升要求。 关键词:多路阀;复合动作;节流阀;压力损失;流量分配 中图分类号: TH1 3 7 . 9 文献标识码: A文章编号: 1 0 0 3— 5 0 6 0 ( 2 0 1 5 ) 0 6— 0 7 3 3— 0 6

Re s e a r c h o n mu l t i— o p e r a t i o na l c o o r d i na t i o n o f

b o o m a nd a r m i n mi ni— h y d r a u l i c e x c a v a t o r X U Xi a o - l o n g , Z HOU Ho n g - b i n g, HE J i— l i n, Z HANG Xi a n g - j i a n , C HE N Gu i— f a n g ( 1 . St a t e Ke y La b o r a t o r y o f Hi gh Pe r f o r ma nc e Co mp l e x Ma n u f a c t u r i n g,Ce n t r a l S ou t h Uni

v e r s i t y,Ch a n g s h a 4 1 0 0 1 2,Ch i na;2 . Na t i o n a l

E n t e r p r i s e R8 L D C e n t e r,S u n wa r d I n t e l l i g e n t E q u i p me n t o. C,L t d .,C h a n g s h a 4 1 0 1 0 0, Ch i n a )

Ab s t r a c t: I n o r d e r t o s o l v e t h e p r o b l e m o f b o o m l i f t i n g wh e n b o o m a n d a r m a r e g o i n g o n c o mp o u n d

mo v e me n t s,a n d s o l v e t h e d i s t r i b u t i o n p r o b l e m o f f l o w q u a n t i t y i n ma i n c o n t r o 1 v a l v e。 a t h r o t t l e v a l v e i s d e s i g n e d,t h e f l o w f i e l d s o f b o o m a n d a r m a r e s i mu l a t e d b y u s i n g c o mp u t a t i o n a l f l u i d d y n a mi c s ( CFD)a n d t h e s t r u c t u r a l p a r a me t e r s a r e d e t e r mi n e d b y u s i n g A M ES i m s o f t wa r e .I t i S f o u n d t h a t t h e n e w t h r o t t l e v a l v e c a n d e c r e a s e t h e p r e s s u r e d i f f e r e n c e b e t we e n b o o m c y l i n d e r a n d a r m c y l i n d e r,a n d t h e p r o b l e m o f f l o w d i s t r i b u t i o n c a n b e s o l v e d b y c h a n g i n g t h e p r i o r i t y o r i f i c e s i z e t o r e g u l a t e p r e s s u r e

d i s t r i b u t i o n . Th r o u g h t h e r e s e a r c h a n d e x p e r i

me n t s o n t h e mu l t i— o p e r a t i o n a 1 c o o r d i n a t i o n o f b o o m a n d a r m,t h e a r e a o f p r i o r i t y o r i f i c e o f t h r o t t l e v a l v e i S u l t i ma t e l y d e t e r mi n e d a s 2 . 4 5 7 m m a n d t h e e q u i v a— l e n t d i a me t e r i S 1 . 7 7 mi T t,me e t i n g t h e r e q u i r e me n t s o f b o o m l i f t i n g i n a c t u a l e x c a v a t i o n . Ke y wo r d s: ma i n c o n t r o l v a l v e;c o mp o u n d mo v e me n t;t h r o t t l e v a l v e;p r e s s u r e d r o p;f l o w d i s t r i b u t i o n

0 引

功能控制阀,其内部的流量分配、压力分布特性直

接影响阀的性能及挖掘机动作的协调性。目前, 国外公司多路阀的技术相对比较成熟,如德国的 R e x r o t h公司、卡特彼勒公司和日本 K YB公司

小型液压挖掘机因其体积小、机动灵活、适应 强的优势,在工程机械领域中得到广泛应用。

控制多路阀是小型挖掘机液压系统的核心部 ,

等;而国内多路阀技术发展比较缓慢,技术相对 薄弱。

它是集节流阀、换向阀和单向阀等于一体的多 收稿日期: 2 0 1 4— 0 5— 1 6;修回日期: 2 0 1 4— 1 1— 1 7

基金项目:湖南省科技厅重大专项资助项目( 2 0 1 2 K J 0 2 0 1 );湖南省科技计划一工业支撑计划资助项目( 2 0 1 3 G K 3 0 0 8 ) 作者简介:徐小龙( 1 9 8 9一),男,山东泰安人,中南大学硕士生; 周宏兵 ( 1 9 6 7一),女,湖南衡阳人,中南大学副教授,硕士生导师.

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