升降车闭式回转系统的特点??? 中山三角镇升降车出租, 升降车出租, 中山升降车出租 升降车回转机构及回转液压系统的性能直接影响整机的工作性能，针对升降车液压回转系统负载惯性大、能量浪费较严重且回转运动频率高、回转角度转动不精确的特点，对其回转液压系统进行研究具有重要意义。
1传统升降车回转系统的工作原理及建模, 升降车回转系统采用开式回路控制方式，开式系统结构相对简单，油箱能够起到冷却系统油及沉淀杂质的作用。但是，由于空气容易进入系统，可能导致执行机构的动作不精确，特别由于阀的节流作用，造成非常大的节流损失。制动过程中，振动较剧烈，容易造成液压冲击。动力源为恒功率变量泵1，回转马达的正转、反转以及转速是通过回转操作手柄来控制。压力油由泵提供，经过多路阀5到达马达7，回转马达的转动是靠马达口压力差实现的，主溢流阀10设定系统的安全压力。马达制动以及起动时，齿轮泵2打出油液通过电磁换向阀8控制马达的抱闸是否开启。通过回转溢流阀6控制回转过程起动和制动的压力，其内置的单向阀能及时补油。若回转平台转动过快，单向阀9可以给马达补油。先导控制阀实质上是一个直动式减压阀，通过调节控制手柄与输出压力的大小关系实现压力的输出。
1.2传统升降车回转系统模型建立, 通过AMESim软件搭建抓钢机回转系统模型。闭式回路简单地说就是一个液压泵带动液压马达运动。与开式相同相比，马达的正反转、制动以及转速大小的调节不是通过换向阀来实现，而是调节变量泵斜盘过零位实现马达转向，改变斜盘摆角大小来控制马达转速，所以对变量泵和变量马达的研究至关重要。对于大型抓钢机及升降车，回转过程上车部分转动惯量较大，且起制过程载荷冲击较大，回转角度不精确，若回转机构采用闭式回路，起制动过程能够实现无级调速，减小冲击的同时还能实现能量的回收。闭式回转系统模型如图4所示，其工作原理是变量马达1需要控制双向变量泵2和定量泵10，其中改变双向变量泵斜盘倾角可以实现对马达转速大小和方向的控制，定量泵10补偿闭式系统漏损，整个回转系统压力由溢流阀7设定，若系统受到较大冲击载荷时，溢流阀3和4起保护作用，电磁换向阀9能自由控制马达左右口的通断。升降车整机的质量大，工作臂长，转动惯量大，因此当回转马达制动结束时，升降车上车装置的惯性动能将使液压马达反转，上车装置产生反弹运动并形成振动和噪声。由于回转制动时产生的回弹力大，且容易产生多次回摆，会导致多次冲击。针对这种情况，在回转液压系统中加入防反弹阀9，阀能将液压马达接通或者关闭。
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仿真参数设置: 回转阻力矩, 风载引起回转阻力矩风吹向车侧方，风压为一类风压。(1)动臂、斗杆风载引起的回转阻力矩M1F1=q1×Cbi×φ(1+η)×Lbih×L(1)M1=F1×Xbi(2)其中:F1为动臂、斗杆受风载;Cbi为风力系数，若q1D＜3，Cbi=1.2;D为弦杆外径;φ为结构的充实率，φ=0.3;η为挡风折减系数，η=0.575;Lbih为动臂、斗杆截面高;L为臂总长;Xbi为重心位置。 (2)转台风载引起的回转阻力矩M2F2=C×q1×Stai(3)M2=F2×Xtai(4)其中:F2为动臂、斗杆受风载;C为风力系数，C=1.2;Stai为转台侧方迎风面积;Xtai为转台侧方形心位置。 (3)荷重风载引起的回转阻力矩M3F3=C×q1×Sq, (5)M3=F3×Ｒ(6)其中:F3为载荷风载;C为风力系数，C=1.3;Sq为载荷迎风面积;Ｒ为幅度。(4)总风载回转阻力矩MtMt=M1+M2+M3(7)
摩擦阻力矩 Ff=Fhui1－2φπ()+2K×Mhui×sinφπD(8)Mf=0.5fhui×Ff×Dhui(9)其中:φ为滚道水平面角度，φ=arccosDhui×FhuiK×Mui();K为系数，考虑当有轴向间隙存在时会使受力滚动体数目减少，从而加大最大负荷滚动体的受力，取K=4;fhui为滚动摩擦系数，fhui=0.0025;Dhui为滚动直径。
惯性阻力矩Jhui=Q×Ｒ2+Gpei×X2pei+Gtai×X2tai+Gbi×X2bi(10)Ehui=2π×vhui60×tq(11)Mhuig=1.5Jhui×Ehui(12)其中:Jhui为转动惯量;vhui为满载时的回转速度;tq为起动时间;Ehui为角加速度。
总的回转阻力矩, 正常阻力矩:M=Mt+Mf(13)最大阻力矩:M'=Mt+Mhuig(14)根据以上公式对抓钢机进行计算，动臂和斗杆以回转和动臂、斗杆同时动作且抓料最大为计算工况并选取。
元件参数, 该型号升降车通过计算得到，满载回转时转动惯量为928800kg·m2，空载回转时转动惯量为527334kg·m2。T=(tQ+t0Q)+(ty+t0y)+(tz+t0z)=Jo(1+λ)ωQ2KMQ×1+1C()+2φωQ(s)(15)式中:tQ为满斗转台起动时间，s;t0Q为空斗转台起动时间，s;ty、t0y分别为满斗、空斗匀速回转时间，s;tz、t0z分别为满斗、空斗回转制动时间，s;ωQ为转台角速度，rad/s;MQ为回转起动力矩，N·m;为转角，rad;C为系数，取C=1.361;λ=J/Jo，Jo、J分别为空斗和满斗转台的转动惯量，kg·m2;K为与摩擦有关的系数，其值为0.87～0.92。把MQ=1000NηQKωQ代入式(15)得:T=Jo(1+λ)ω2Q2000Nηo×1+1C()+2φωQ(16)式中:N为回转机构所需液压功率(kW);ηo为回转机构总效率。由dTdωQ=0、d2Td2ωQ＞0得回转平台最佳转速为:ωQ=ωmax=32000NηoJo(1+λ)1+1C. (17)回转马达最高转速:nmax=Qmaxq×ηMv×103=499125×0.97×103=3872(r/min)(18)回转马达最大转矩:M=p×q×ηNm6.28=26×160×0.976.28=643(N·m)(19)式中:p为马达进出口压力差，取回转过载压力26/12MPa;ηNm、ηMv分别为马达的容积效率和机械效率，均取0.97。回转减速机型号为GFB110T3，速比i1=80.52，输出齿数Z1=13。回转滚盘型号为134.45.2139，齿数Z2=82，速比i2=82/13=6.31。转台最大转速:n'max=nmaxi1×i2=387280.52×6.31=7.6(r/min)(20)ωmax=nmax×2π60=7.6×2π60=0.795(rad/s)(21)模型。
仿真分析为较为真实、清晰地模拟升降车负载，根据升降车实测工作数据，设置仿真周期为45s，取其上车回转某一典型工作循环:正转→制动→反转进行分析。液压系统主要参数为:马达正转时间为20s，反转时间为20s，对于开式回转系统制动时间为5s。根据上述设定参数，对建立的抓钢机传统开式和新型闭式回转系统进行仿真，得到马达转速曲线。对于开式回转系统中，马达转速呈现“双梯形”:当换向阀处于左位时，t=0～7s，马达正转加速，t=7～15s，马达匀速运动，t=15～20s，马达正转减速;当换向阀处于右位时，t=26～32s，马达反转加速，t=32～40s，马达匀速运动，t=40～45s，马达反转减速。对于闭式回转系统，马达转速呈现“双矩形”:t=0～20s，马达匀速正转，t=20～40s，马达匀速反转。和开式系统相对比，该系统响应迅速，上车部分能快速、精确地转动到抓、卸货物位置，便于司机操作，大大提高效率。开式回转系统中泵口压力曲线:当t=0～7s，马达处于正转加速时，泵口压力达到26.4MPa，当t=7～15s，马达匀速运动时，泵口压力降到6.3MPa。马达反转时，压力曲线相同，泵口较大的压力变化对于液压元件产生一定影响并且发热量较大，会减少整个回转系统寿命。闭式系统中，泵口最大压力差为26.1MPa，持续时间为2.5s，之后压力差保持在1.5MPa。闭式回转系统中，泵口两端所产生的压力差较开式系统相比，压力最大值差别不大，但持续时间较短;压力较小值更小，持续时间相同。从以上分析可知:闭式系统中液压元件所受冲击较小，产生热量较小，有利于延长整个系统寿命，且压力曲线更加平稳，使得整个回转运动更较平滑、顺利。开式回转系统存在严重的能量浪费，理论上升降车在制动过程中由于平台惯性而损失能量的计算公式为:E=12Jω22－12Jω2b. (22)E=12Jω22－0=12×1×106×860×2π()2=350(kJ). 通过公式得到抓钢机开式回转系统在制动过程中能量损耗较大，且在回转启动阶段溢流损失也较大。如图7所示，开式系统能量曲线呈递增趋势，即泵口需要为系统提供较多能量，验证了抓钢机上车在相同转速下，该回转系统在启动和制动阶段能量浪费较大。对于闭式系统，其能量曲线呈现升－降－升，在t=20s制动换向时，出现能量输出最大值，之后降低且幅度较大。通过曲线数字化和MATLAB计算，得到闭式和开式液压回转系统在前40s总输出功率分别为5132.2kJ和6327.7kJ，即闭式回转系统较开式系统更加节能。
对WZY70-7升降车提出并设计一套闭式液压回转系统，对比传统液压回转系统，阐述两者工作原理。通过AMESim建立相应模型并进行仿真分析，结果表明:(1)闭式液压回转系统中，回转马达转速曲线呈“双矩形”，能快速、精确达到目标转速和装、卸位置，有效提高其工作效率;(2)通过对开式和闭式回转系统建模仿真，得到闭式回转节能1195.5kJ。
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