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山東科技大學相關學者為了準確的進行挖掘機工作裝置強度、剛度分析，采用了實驗與有限元分析相結合的方法，并取得了很好的效果14。長安大學劉本學等學者為了提高產品的穩定性、改善設計水平、優化挖掘機動態參數，對挖掘機工作裝置采用了動力學響應分析方法，并取得了良好的分析效果15。同濟大學朱紅妹教授等學者為了能夠對挖掘機更加準確地進行有限元分析，采用TGMA軟件進行相關計算，準確的得到了挖掘力的變化特性16。河北工業大學提出基于ProE軟件建立的三維模型，利用ADAMS軟件對液壓挖掘機的工作裝置進行了運動學和動力學仿真分析，得到了關于高度、深度、半徑等的最大作業參數以及各鉸接點處的受力情況及相關曲線，從而為鏟斗，斗桿和動臂等的強度分析提供了依據1；重慶大學陳進教授等人推導出了挖掘機工作裝置在進行挖掘作業時，所受到的挖掘阻力的變化情況，該結果酌獲取是通過測量挖掘作業時的各缸壓力和動臂、斗桿、鏟斗每一桿件的相對角位移所得到的，并在挖掘工作的最大臨界位置處，對挖掘機工作裝置進行了相關強度及剛度的分析18。

42變載荷下液壓挖掘機電液比例閥特性測定實驗本實驗采用空載、輕載、重載三種載荷配置，來獲得變載荷作用下液壓挖掘機實驗臺電液比例閥的工作特性。電液比例閥工作特性曲線表現為控制電壓與流量間的關系，由于本實驗不能直接檢測各缸流量的變化，故通過測定動臂、斗桿在不同控制電壓下的轉角增量，來間接表征電液比例閥的工作特性。本文進行變載荷挖掘實驗，獲得由光電編碼器采集到的轉角增量與相應控制電壓間的關系，從而得到電液比例閥的流量特性。圖45電液比例閥特性實驗步驟具體實驗步驟如下：首先添加每一組實驗的相應載荷，即空載，輕載，重載；其次將挖掘機試驗臺調整到初始位置，設定動臂、斗桿的初始角度；接下來輸入動臂、斗桿測試電壓，本實驗采用的電壓范圍為OlOV，即要重復II次，得到11組實驗數據；之后單擊“啟動”按鈕，光電編碼器開始采集數據，期間要保持動臂回路、斗桿回路中的手動換向閥是一直完全開放的狀態：最后單擊“結束”，完成一次采集，單擊“保存”，保存數據以備后期實驗處理。電液比例閥工作特性測定實驗程序運行界面如圖46所示。

5幾點體會1)液壓系統主要參數的確定，心注意元件參數的合理匹配，應使其盡景適應鉆進過程中巖石的破碎機理，以提高鉆機的T作效率和延長鉆具的使用壽命。2)液壓汕的過濾精度對元件的使用壽命影響很人，從而影響整機晌使用。因此，在條件允許的情況下，可選用過濾要求低的元件，而在系統的設計上，適：與提高過濾精度，使設計和要求的過濾精度者有一定裕度。3)為了確保全液壓鉆機的可靠性，選取優質可靠的液壓元件極為重要，在系統方案確定衍，對液脈元件的選用，心進行廣泛調研，通過綜合對比分析，選用最優的元件。

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(2)完成了液壓挖掘機工作裝置PID控制系統的聯合仿真研究與理論仿真研究，并結合實際仿真情況，對比說明了考慮工作裝置動力學的重要性。采用聯合仿真分析研究與理論仿真分析研究分別進行液壓挖掘機的控制系統分析，聯合仿真是采用動力學仿真軟件ADAMS與控制系統分析軟件MATLAB/Simulink有機地連接起來，實現機電～體化聯合仿真，最終得到液壓挖掘機虛擬樣機鏟斗斗尖軌跡，并將其與理論給定軌跡，未加PID控制得到的軌跡分別比較，可知PID控制極大地加強了對挖掘機鏟斗斗尖軌跡的控制，對以后的挖掘機控制系統研究具有指導意義；理論仿真是通過計算控制系統各環節的傳遞函數，尤其是動臂、斗桿工作裝置的傳函，在MATLAB/Simulink里建立PID控制系統框圖，進行控制仿真分析，最終得到在添加PID控制算法下動臂、斗桿系統的階躍曲線與正弦信號跟隨曲線，并與未加PID控制進行比：而且對關于考慮動力學與不考慮動力學兩種情況進行了對比研究，得出考慮動力學對挖掘機控制系統的必要性。

c)YV4吸合，單向節流閥6丌苦通流，調節單向閥8可控制慢下速度：YV5吸合，單向閥玎啟過流，單l柚閥9關閉，液樂汕通過插裝調速閥進入液壓缸無桿腔。此時YVI斷電，閥l控制汕路接油箱，液壓泵通過閥1卸載；液壓缸無桿腔由于缸套及鉆具白重，體積縮小，產生高壓，高壓汕一閥9一閥一閥6一閥5一油箱。液壓缸有桿腔體積增人，產生真空，通過單向閥1l補汕，保證運行平穩。4)液壓缸白重慢下YV1斷電，液壓泵卸載，液壓缸處于浮動位置：YV4斷電，閥6關閉，液壓缸無桿腔高壓汕一閥9一閥一節流閥8一閥5一油箱。調節閥8的節流U人小，可以控制下行速度，同時使液壓缸無桿腔的背爪平衡部分鉆具重最，可實現無泵減壓鉆進，其壓力值可由壓力表n讀出。5)鉆具稱熏將鉆具提離孔，采用封閉法稱重時，{有YV5通電，關閉節流閥8，壓力表II顯示鉆具重景。4T業使用效果幾年來該鉆機小儀在多項困家重人丁程的基礎施T中發揮重人作用，而且也為企業創造了顯著的經濟效益和良好的社會效益。實踐證明該液壓系統參數設計合理，鉆進效率高，操作維護方便，故障率低，可滿足基礎施+T需要。

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