论文摘要
履带起重机是将起重作业部分装在履带底盘上、行走依靠履带装置的流动式起重机,可以进行物料起重、运输、装卸和安装等作业。履带起重机具有接地比压小、转弯半径小、可适应恶劣地面、爬坡能力大、起重性能好、吊重作业不需打支腿、可带载行驶等优点,并可借助更换吊具或增加特种装置成为抓斗起重机、电磁起重机或打桩机等,实现一机多用,进行桩工、土石方作业,在电力建设、市政建设、桥梁施工、石油化工、水利水电等行业应用广泛。履带起重机的带载行驶、臂长组合多、起重性能好、作业高度和幅度大是其独有的无与伦比的优势,具有其他起重设备无法替代的地位。目前,随着我国经济的高速发展,国家基本建设的规模越来越大,需要吊运的物品的质量、体积和起升高度都越来越大,履带起重机愈来愈显示其优越性,市场容量迅速上升,引起了国际知名厂商的关注,国内起重机行业也兴起了履带起重机开发热潮。在对履带式起重机的组成、工作原理、行走系统的特点及结构分析的基础上,阐述了液压传动技术在起重机驱动系统中传动方式、原理及其应用。在对履带起重机行走液压驱动元件进行数学分析的基础上,建立了液压系统的动态数学模型,得到输入输出传递函数。系统仿真采用100t力士乐系统做为仿真对象,依据各液压元件主要参数,建立直观的物理化AMESim模型。在力士乐系统中,采用的是双泵分功率控制,不带功率越权,带液压连接及三位六通,具有比例控制特性的多路阀系统。两个液压泵的流量可以根据各自回路的负载单独变化,对负载的适应性优于全功率系统。但由于存在压力损失,导致每个单泵吸收发动机功率不完全,从而限制了其工作能力,基于目前仍在使用此系统的起重机,为使其能更好地发挥效力,本文通过检测和仿真结果得到如下结论:(1)流量与负载压力无关,流量大小直接由阀的开口决定,间接受系统泵排量和发动机转速共同来决定,在阀开口固定时通过流量也基本限定,如需保持流量不变,在发动机转速在低速作业时,为了维持大流量就需要泵增加排量来提供给比例阀的需求,因而低速时泵的排量变大,系统需要提供较大的驱动扭矩。(2)履带起重机是多负载同时驱动的设备,将负荷传感技术应用在履带起重机上时,液压泵的LS反馈压力反映最大负载,因此低压回路中的压力损失较大。(3)发动机怠速为700r/min及高速1900r/min两种状态下及不同的行走工况下,通过仿真分析及测试系统中行走阀控制口、泵口、负载反馈口等各口压力,获得了压力损失产生的位置及原因,即油液流过平衡阀及平衡阀中单向阀时会形成一定的压差,造成一定的压力损失,在管路、多路阀及中心回转体处也会形成一定的压力损失。此行走系统各地方存在压力损失,阀与管路的损耗匹配不尽合理。泵至多路阀管径偏小,压力损失过大,因此我们建议增大马达平衡阀通径,增大泵出口与多路阀入口间管路的内径,引入发动机转速信号进行动力适应性匹配,可以有限减小压力损失改善系统功率利用情况,对发动机起到很好的保护作用。研究结果表明实验和仿真结果动态曲线图比较吻合,因此该行走驱动液压系统仿真结果可作为今后液压履带起重机液压系统改进、设计的依据,也可对其它工程机械液压系统提供借鉴。