关于混合动力挖掘机轴强度设计的仿真研究.pdf

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1、第33卷第3期计算机仿真2016年3月文章编号：1006—9348(2016)03—0207—05关于混合动力挖掘机轴强度设计的仿真研究张贝贝，刘少军，胡琼(中南大学机电工程学院，湖南长沙410083)摘要：混合动力挖掘机由于电动机的加入，改变了原轴系机械结构及其扭振频率，当实际工况频率与轴系扭振频率接近时则会引发共振，而对挖掘机造成不可估量的破坏。为解决上述问题，需要对轴系进行基于扭振频率的强度设计，在计算6t混合动力挖掘机相关技术参数的基础上，建立了多动力源复杂轴系扭振模型。以挖掘机实际工况参数进行了基于AMESim和Simu

2、link的联合仿真，仿真结果表明动力轴系扭振频率为2500Hz。为避免轴系扭振频率与实际工况频率接近而引发共振，对比了弹性联轴器和附加飞轮对扭振频率的影响，结果表明：在发动机、电动机、液压泵连接处安装弹性联轴器，通过减小轴系扭转刚度，显著降低了轴系扭振频率；安装附加飞轮，对扭振频率影响很小，挖掘机轴强度设计提供了依据。关键词：混合动力挖掘机；扭振频率；弹性联轴器；飞轮中图分类号：THll3．1文献标识码：BSimulationResearchonShafts’StrengthofHybridExcavatorZHANGBei-be

3、i，LIUShao-jun，HUQiong(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，ChangshaHunan410083，China)ABSTRACT：Duetothejoiningofmotor，theoriginalshafts’mechanicalstructureandtorsionalvibrationfrequencyofhybridexcavatora．rechanged．WhentherealfrequencyisReal

4、"totheshafts’torsionalvibrationfrequency，reso—natewouldbecaused，whichmayresultingreatdestructiontoshafts．Therefore，shafts’strengtbdesignbasedontorsionalvibrationbecomesnecessary．Inthepaper．atorsionalvibrationmodelofcomplexmulti—powersourcedshaftWasestablishedbasedonre

5、levanttechnicalparametersof6thybridexcavator．Co～simulationwithAMESimandSim—ulinkWasperformedbasedonparametersofhybridexcavatorunderactualoperatingconditions，whichshowsthatthetorsionalvibrationfrequencyofpowershaftis2500Hz．Effectsofflexiblecouplingandappendedflywheelon

6、山efb-queneywereanalyzedtoavoidresonatecausedbythetorsionalvibrationfrequencyofshaftandthehequeneyofactualoperatingconditions．Theresultsindicatethatinstallingflexiblecouplingatthejointofengine，motor，andhydraulicpumpCaneffectivelylowertorsionalvibrationfrequencythroughr

7、educingshafttorsionalrigidity；whileinstallingap-pendedflywheelandincreasingrotationalinertiahavelittleeffectsonthefrequency．KEYWORDS：Hybridexcavator；Torsionalvibrationfrequency；Flexiblecoupling；Flywheell引言混合动力工程机械的核心是多动力源驱动系统，由发动机、电动机、液压泵等组成，根据能量分配形式可分为并联式、串联式、混联式三种，研

8、究表明，混合动力工程机械更适合并联式混合动力系统。通过分析工作时发动机和液压泵的工况，实时控制电动机的工作状态，保持发动机始终在高效区工作，从而降低能耗和环境污染¨一。工程机械负载变化频繁，幅度大，混合动力系统各动力源需要随负载变化而不断匹配、调整