《基于AMESim軟件的小型挖樹(shù)機(jī)液壓系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)9000字（論文）》

基于AMESim軟件的小型挖樹(shù)機(jī)液壓系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)摘要推動(dòng)綠化事業(yè)發(fā)展是我國(guó)目前正在進(jìn)行的重要政策之一，但是人工搬移樹(shù)木已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代綠化的建設(shè)。所以，制造出機(jī)械化的挖樹(shù)機(jī)，去代替低效率的人力，低存活率的樹(shù)木移植，對(duì)于現(xiàn)代綠化建設(shè)來(lái)說(shuō)意義非凡。這篇文章主要設(shè)計(jì)小型旋轉(zhuǎn)式挖樹(shù)機(jī)的液壓系統(tǒng)，它的方法就是將旋轉(zhuǎn)的刀片插入土地中，旋轉(zhuǎn)半圈后帶出樹(shù)以及包裹著的土。液壓系統(tǒng)本文會(huì)使用AMESim軟件進(jìn)行建模，根據(jù)仿真結(jié)果來(lái)確認(rèn)所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是否符合條件，再做進(jìn)一步的完善。關(guān)鍵詞：挖樹(shù)機(jī)；液壓系統(tǒng)；Amesim；目錄摘要關(guān)鍵詞第一章緒論11.1課題研究背景與意義11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀11.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11.3課題研究?jī)?nèi)容21.4技術(shù)路線2第二章挖樹(shù)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32.1挖樹(shù)機(jī)的設(shè)計(jì)思路分析32.2挖樹(shù)機(jī)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)32.3液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)路線3第三章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)53.1液壓系統(tǒng)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.2整機(jī)液壓系統(tǒng)圖83.3液壓執(zhí)行元件93.3.1液壓執(zhí)行元件分析93.3.2液壓缸和液壓馬達(dá)的選取153.4液壓功能元件153.4.1液壓泵153.4.2油箱163.5閥類(lèi)元件以及油管173.5.1閥類(lèi)元件173.5.2油管的選擇17第四章基于AMESim軟件的液壓系統(tǒng)建模仿真194.1系統(tǒng)建模194.2模型驗(yàn)證仿真研究194.3影響仿真精度的原因24第五章結(jié)論與展望255.1結(jié)論255.2展望25參考文獻(xiàn)27第一章緒論1.1課題研究背景與意義目前人們生活的環(huán)境在逐漸被破壞與污染，空氣也不如從前。因此為了使我們生存的生活環(huán)境得到改善，生活水平也得到提高，提高生活水平，應(yīng)該接受新的城市發(fā)展觀念，這樣才能使得生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的建設(shè)互相協(xié)調(diào)，也能同時(shí)滿(mǎn)足人類(lèi)在精神與物質(zhì)上的需求。對(duì)比明顯的是，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快，生態(tài)發(fā)展卻較慢，所以我們應(yīng)該提高城市生態(tài)的建設(shè)速度，很重要的一點(diǎn)就是綠化植被率的提高。樹(shù)苗移植時(shí)會(huì)受到復(fù)雜多樣的外界環(huán)境影響，為使樹(shù)木存活率加大，因此做樹(shù)木移植作業(yè)時(shí)，樹(shù)木的根部要用一定量的土去包裹住，很早開(kāi)始我們是用人力去操作。這樣的方式不僅費(fèi)勞動(dòng)力，而且很可能因?yàn)椴僮魇д`而破壞樹(shù)木的根部，更是降低了樹(shù)木移植的存活率。即使我國(guó)也引進(jìn)過(guò)國(guó)外的挖樹(shù)機(jī)，但我國(guó)良莠不齊的樹(shù)木種植模式，導(dǎo)致國(guó)外挖樹(shù)機(jī)的作用并未完全發(fā)揮高效作用。所以，在果園果樹(shù)移栽工作，很多企業(yè)是非?？释型跇?shù)機(jī)去做替代，那么研究機(jī)械挖樹(shù)機(jī)去替代人力就非常重要。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外很看重苗木移植的存活率，而且在20世紀(jì)70年代，他們就已經(jīng)研究發(fā)明了移植樹(shù)木的機(jī)械設(shè)備，還用其做了影響挖樹(shù)的效率測(cè)試。由于國(guó)外發(fā)達(dá)的技術(shù)和不斷進(jìn)步，現(xiàn)在他們這方面的技術(shù)研究已經(jīng)發(fā)展成熟而穩(wěn)定了。德國(guó)的Optimal公司和美國(guó)的Dutchman公司是較有名氣的挖樹(shù)機(jī)制造企業(yè)，他們這幾個(gè)國(guó)家的挖樹(shù)機(jī)種類(lèi)已經(jīng)多達(dá)十幾種。在20世紀(jì)70年代，德國(guó)Optimal公司成立，此公司有12種機(jī)載、車(chē)載挖樹(shù)機(jī)，人們可根據(jù)自己需要去做不同的選擇，這里面Optimal350、P650、6500/S、760、880、1100、1400是機(jī)我型號(hào)，不同的數(shù)字代表的相應(yīng)起挖土球直徑。Optimal1700>大于1800不僅能做成機(jī)載型號(hào)，同時(shí)也能做成車(chē)載型號(hào)，而Optimal2000,2200和2500為車(chē)載型號(hào)，其中Optimal350是3片挖土鏟、OptimalP650是2片挖土鏟，Optimal2500是5片挖土鏟外，剩余型號(hào)均都是4片挖土鏟。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀雖然在國(guó)內(nèi)研究挖樹(shù)機(jī)開(kāi)始較晚，但現(xiàn)在園林這方面發(fā)展迅速，以及現(xiàn)在生態(tài)建設(shè)觀念逐漸轉(zhuǎn)變，綠化植被都在加大覆蓋，以前的人工移植樹(shù)木已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代需求。因此在研究機(jī)械式挖樹(shù)機(jī)這方面我們也在迅速發(fā)展，特別是我國(guó)很多高校學(xué)生老師都在研究設(shè)計(jì)挖樹(shù)機(jī)，這更好的推動(dòng)了新型挖樹(shù)機(jī)的發(fā)展。4YS-80型挖樹(shù)機(jī)，創(chuàng)造于北京林業(yè)大學(xué)，它能掛在37kw以上的常用農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)上，對(duì)于苗圃?xún)?nèi)大苗帶土球起苗和移植是比較適用的，直徑是800至900mm，每小時(shí)能帶起20至30顆土球。1.3課題研究?jī)?nèi)容結(jié)合國(guó)內(nèi)外挖樹(shù)機(jī)的研制情況與市場(chǎng)需求，針對(duì)挖樹(shù)機(jī)的耗能方面與工作特點(diǎn)，決定在挖樹(shù)機(jī)液壓系統(tǒng)中放入負(fù)載敏感系統(tǒng)。負(fù)載敏感系統(tǒng)是一種帶有壓力反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是動(dòng)力元件與執(zhí)行元件的功率相匹配，繼而可以控制系統(tǒng)的功率損失很小。負(fù)載敏感系統(tǒng)也被廣泛用在工程與農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域中，能很大程度上提高機(jī)械設(shè)備的工作效率，達(dá)到最佳的效果。1.4技術(shù)路線先總結(jié)出現(xiàn)今挖樹(shù)機(jī)的各種優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，要研究出新型的挖樹(shù)機(jī)，主要計(jì)算設(shè)計(jì)其刀具、回轉(zhuǎn)支撐和底盤(pán)總組成這些組件。分析負(fù)載敏感系統(tǒng)的原理后，最終決定挖樹(shù)機(jī)的負(fù)載敏感系統(tǒng)選用泵控式。接著就要使用AMESim軟件對(duì)其仿真建模，再一次分析負(fù)載敏感系統(tǒng)的工作特性，證明這個(gè)研究理論是對(duì)的。并且在用AMESim建模研究時(shí)，得出液壓元件的工作特性對(duì)后續(xù)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了有用價(jià)值。最后找出挖樹(shù)機(jī)的問(wèn)題，分析故障，并對(duì)挖樹(shù)機(jī)做出改進(jìn)。

第二章挖樹(shù)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要發(fā)揮挖樹(shù)機(jī)的功能，就必然少不了機(jī)械結(jié)構(gòu)，挖樹(shù)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有四部分，分別是：刀具組件、回轉(zhuǎn)支撐組件、底盤(pán)總組成組件和門(mén)架總組成組件。其中對(duì)挖樹(shù)機(jī)工作性能起主要影響的是刀具組件和回轉(zhuǎn)支撐組件。2.1挖樹(shù)機(jī)的設(shè)計(jì)思路分析通過(guò)調(diào)研挖樹(shù)機(jī)的市場(chǎng)發(fā)展情況，分析總結(jié)了現(xiàn)金市場(chǎng)挖樹(shù)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此可以進(jìn)一步確認(rèn)設(shè)計(jì)思路，從而確定挖樹(shù)機(jī)的最終方案。另外最后一步需要計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件對(duì)挖樹(shù)機(jī)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)挖樹(shù)機(jī)時(shí)，最重要的一點(diǎn)是操作要求要簡(jiǎn)便，智能，容易，在實(shí)際操作中也才更適合許多園林工人。另外在設(shè)計(jì)動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，要做到環(huán)保節(jié)能，尤其是現(xiàn)如今的空氣污染嚴(yán)重，更是要注重排放需對(duì)的要求。最終確定挖樹(shù)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有四部分，刀具組件、回轉(zhuǎn)支撐組件、門(mén)架總組成組件和底盤(pán)總組成組件。2.2挖樹(shù)機(jī)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)本文研究設(shè)計(jì)的挖樹(shù)機(jī)液壓系統(tǒng)有三部分：（1）升降裝置部分液壓系統(tǒng)主要作用是，挖樹(shù)前，把工作裝置移到固定位置等待工作，挖樹(shù)時(shí)，升降裝置會(huì)把工作裝置提起，在這個(gè)過(guò)程中，向上與向下的速度應(yīng)慢些，這樣也能保證工作中機(jī)器與樹(shù)木的安全，所以這里的選的是雙活塞液壓缸。（2）固定裝置部分液壓系統(tǒng)主要作用是，整個(gè)挖樹(shù)過(guò)程，此裝置定位需精準(zhǔn)而平穩(wěn)，也是為了保證樹(shù)木樹(shù)根不受破損，這個(gè)固定裝置則安裝在工作裝置與挖樹(shù)機(jī)相連處，要兩個(gè)單活塞液壓缸作為液壓執(zhí)行元件。（3）工作裝置液壓系統(tǒng)當(dāng)工作裝置移到適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，固定裝置此時(shí)也閉合，開(kāi)始工作的則是工作裝置，它會(huì)將圓弧形鏟刀鏟入土中，旋轉(zhuǎn)180度，帶出樹(shù)木和包裹著的土，這也就是我們平?？吹降耐燎?。要一個(gè)單活塞液壓缸驅(qū)動(dòng)鏟刀。2.3液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)路線設(shè)計(jì)要求清晰，方案明了，接著繪制液壓系統(tǒng)的原理圖，依據(jù)液壓系統(tǒng)的工作情況，計(jì)算其參數(shù)，再結(jié)合計(jì)算參數(shù)結(jié)果與實(shí)際情況，選擇合適的元件，最后用AMESim軟件仿真分析，判斷能否實(shí)現(xiàn)計(jì)劃目標(biāo)。清晰流程圖為：

第三章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通經(jīng)過(guò)前面的設(shè)計(jì)我們得出，本論文研究的挖樹(shù)機(jī)液壓系統(tǒng)有：升降裝置部分、固定裝置部分、工作裝置部分這三部分。它們形成一個(gè)組合，一起控制挖樹(shù)機(jī)旋轉(zhuǎn)鏟刀，定位閉合以及工作裝置中把挖出樹(shù)木及土球。3.1液壓系統(tǒng)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）升降裝置液壓子系統(tǒng)液壓叉車(chē)的升降系統(tǒng)與升降裝置的液壓系統(tǒng)有著異曲同工之妙，升降裝置的液壓系統(tǒng)要在豎直方向做來(lái)回往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度需要均勻穩(wěn)定，目的也是為了能保障樹(shù)木不受損壞以及人員安全問(wèn)題。這里的驅(qū)動(dòng)裝置我們使用了雙活塞液壓缸。見(jiàn)下圖3-1。圖3-1升降裝置液壓回路升降裝置開(kāi)始工作當(dāng)它向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，升降裝置會(huì)聯(lián)同鏟刀和挖出的土球一起帶出，這時(shí)三位四通閥6的左位通電，液壓缸由液壓力向上推動(dòng)，挖出樹(shù)木土球。這時(shí)回路中的液壓油流動(dòng)情況為：進(jìn)油路：油箱1——液壓泵2——單向閥4——節(jié)流閥5——三位四通閥6——雙活塞液壓缸7；回油路：雙活塞液壓缸7——三位四通閥6——油箱1；（2）固定裝置液壓子系統(tǒng)：在挖樹(shù)時(shí)，要保證挖樹(shù)機(jī)的鏟刀穩(wěn)定在固定的工作位置，并且盡量不搖晃，才能保證工作順利。所以，固定裝置在這里就能保障樹(shù)木能順利挖出，在工作時(shí)狀態(tài)要閉合。見(jiàn)下圖3-2所示。圖3-2固定裝置液壓回路在固定裝置處于閉合狀態(tài)時(shí)，三位四通閥5右位接收電信號(hào)，這時(shí)系統(tǒng)將液壓油注入單活塞桿液壓缸的無(wú)桿腔，有桿腔的液壓油流回油箱，這時(shí)系統(tǒng)內(nèi)液壓油流動(dòng)情況為：進(jìn)油路：油箱1——液壓泵2——單向閥4——三位四通閥5——可調(diào)節(jié)流閥6——單活塞桿液壓缸下缸7、9回油路：?jiǎn)位钊麠U液壓缸上缸7、9——可調(diào)節(jié)流閥8——三位四通閥5——油箱（3）工作裝置液壓子系統(tǒng)它是挖樹(shù)機(jī)最主要的部分，在挖樹(shù)機(jī)到達(dá)指定位置時(shí)，工作裝置開(kāi)始運(yùn)作，這時(shí)三位四通閥右位通電，推動(dòng)液壓馬達(dá)，U型鏟刀流開(kāi)始工作，挖出土球和樹(shù)木。見(jiàn)圖3-3所示。圖3-3工作裝置液壓回路液壓回路中液壓油流動(dòng)情況如下：進(jìn)油路：油箱1——液壓泵2——單向閥4——三位四通閥5——雙向定量液壓馬達(dá)6回油路：雙向定量液壓馬達(dá)6——三位四通閥5——油箱1土球被挖出時(shí)，要刀片旋轉(zhuǎn)帶起土球。這時(shí)三位四通閥左位得到電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)。3.2整機(jī)液壓系統(tǒng)圖 圖3-4整機(jī)液壓系統(tǒng)圖各個(gè)液壓子系統(tǒng)工作時(shí)應(yīng)該互不干擾，所以各子系統(tǒng)都是并聯(lián)。將單向閥安裝在液壓泵與各個(gè)子系統(tǒng)之間，這樣就可以避免另外兩個(gè)系統(tǒng)的液壓壓力受其中一個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生影響。同時(shí)，每個(gè)部件的作用分別是：?jiǎn)蜗蜷y是為了防止系統(tǒng)壓力忽然升高以后，在液壓油缸的液壓油反向就入液壓泵，導(dǎo)致液壓泵破損。三位四通閥是用于改變液壓油的流動(dòng)回路?？烧{(diào)節(jié)流閥的作用是改變進(jìn)入液壓缸中的油液流量，從而改變液壓油缸的工作速度。雙活塞液壓缸13，它的用處是把升降裝置的液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，以完成挖樹(shù)機(jī)前部工作裝置的上下移動(dòng)。單活塞液壓缸14和15，它們的用處是連接挖樹(shù)機(jī)和工作裝置的機(jī)構(gòu)提供壓力，把它們鎖定，以防鏟刀工作時(shí)不穩(wěn)定而產(chǎn)生的搖晃。雙向定量馬達(dá)液壓馬達(dá)10，它是U型鏟刀的動(dòng)力源，挖起土球和樹(shù)木。各執(zhí)行元件的位置在圖3-5中。升降裝置液壓缸13固定裝置液壓缸14工作裝置液壓馬達(dá)16升降裝置液壓缸13固定裝置液壓缸14工作裝置液壓馬達(dá)16Figure3-5Hydraulicactuator圖3-5液壓執(zhí)行元件3.3液壓執(zhí)行元件這次設(shè)計(jì)中，一共用到了2個(gè)單活塞液壓缸，1個(gè)雙活塞液壓缸，1個(gè)液壓馬達(dá)，3個(gè)單向閥，3個(gè)可調(diào)節(jié)流閥和3個(gè)三位四通閥。3.3.1液壓執(zhí)行元件分析（1）升降裝置部分液壓缸分析根據(jù)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能得出，升降裝置部分使用的是雙活塞桿液壓缸。挖樹(shù)機(jī)的升降裝置質(zhì)量主要有3部分：工作裝置本身的質(zhì)量、土球的質(zhì)量、樹(shù)木的質(zhì)量。升降裝置主要控制固定裝置，還有工作裝置順著軌道移動(dòng)帶出挖出的樹(shù)木。根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)推斷，升降裝置部分的質(zhì)量如下表3-1：表3-1升降裝置部分質(zhì)量結(jié)構(gòu)質(zhì)量范圍（kg）工作裝置300-400土球200-300樹(shù)木150-200升降裝置在工作中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如表3-2所示：表3-2升降裝置部分系統(tǒng)參數(shù)工作壓力（Mpa）下降最大重力（kN）上升最大重力（kN）下降速度（mm/s）上升速度（mm/s）721.723.04050負(fù)載力的計(jì)算：上升速度v=50mm/s，下降速度v=40mm/F=F0φηt 在這里φ=0.6ηt所以上升的輸出力為F=39.3kN由液壓元件與選用中缸筒的內(nèi)徑公式可得：D=4FπP 式中取P=10MPa，通過(guò)計(jì)算得缸筒內(nèi)徑D=71.1mm表3-3缸筒內(nèi)徑尺寸表20253240505563（65）70（75）80（85）90（95）100（105）110125（130）140（150）160180200（220）250（280）320（360）400（450）500（560）630（710）820（900）1000最終選擇液壓缸內(nèi)徑為D活塞桿外徑的計(jì)算：表3-4液壓缸工作壓力與活塞桿直徑液壓缸工作壓力p/MPa≤55~7>7推薦活塞桿直徑d（0.5~0.55）D（0.6~0.7）D0.7D由表3-4中的數(shù)據(jù)可以得出活塞桿直徑：d=0.6D （3-3）通過(guò)計(jì)算可得d=48表3-5活塞桿直徑101214161820222528（30）323540455055（60）63（65）70（75）80（85）90（95）100（105）110（120）125（130）140（150）160180200220250（260）280320360（380）400（420）450500（520）560（580）液壓活塞桿外徑設(shè)定為d由3-2表明，運(yùn)動(dòng)速度為v=50mmq=v×πD24 計(jì)算得q液壓缸的選擇與驗(yàn)算在缸壁厚與內(nèi)徑δ/δ=PmaxD2σ 當(dāng)P<16MPa的時(shí)候Pmax=1.5P 在本設(shè)計(jì)中取值Pσ=σbn 式子之中n取值為5，計(jì)算得到σδ=3.28mm，液壓缸壁的厚度定為D'=D+2δ 得到D所以，選擇的液壓元件能符合工作需求。（2）固定裝置液壓缸的分析單活塞桿液壓缸參數(shù)如表3-6所示：表3-6固定裝置子系統(tǒng)參數(shù)工作壓力（MPa）推力（kN）運(yùn)動(dòng)速度（mm/s）45.7150液壓缸工作壓力P=4MPa，工作推力F0F=F0φηt φ在這里取0.6ηtηtηm在這里取值0.93由此可以計(jì)算出ηt=0.93由液壓缸內(nèi)徑公式：D=4FπP P取P=6MPa，算得D=57mm，選擇液壓缸內(nèi)徑為D=63mm參考液壓元件與選用中的液壓缸工作壓力與活塞桿直徑表可以推測(cè)出：d=0.55D （3-11）計(jì)算得，活塞桿外徑d由表得，v=50mmq=v×πD24 得q在缸壁厚度與內(nèi)徑滿(mǎn)足條件δ/δ=PmaxD2σ 式中Pσ=σbn 式中n取值為5，計(jì)算σ得出δ=1.55mm，取壁厚D'=D+2δ 計(jì)算得D液壓缸的額定壓力：pn≤0.35σsD計(jì)算出pn≤20.9MPapn≤0.35~0.42計(jì)算得出pnpE≤2.3σblogD'可以算出pE≤58.2MPa綜上可得，額定油壓P=4MPa,因此液壓缸的參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求（3）工作裝置液壓馬達(dá)分析工作裝置中液壓馬達(dá)參數(shù)如表3-7所示。表3-7液壓馬達(dá)參數(shù)工作壓力（MPa）工作阻力（N）扭矩（N/m）16145.06101.5液壓馬達(dá)的關(guān)系式：q=2×π×T×np （3Q=q×n1000 （3式子之中p選擇的馬達(dá)為1QJM01-0.063。此馬達(dá)各項(xiàng)參數(shù)：排量0.064L/r，額定壓力16MPa，最大壓力25MPa，額定輸出轉(zhuǎn)矩1493.3.2液壓缸和液壓馬達(dá)的選取液壓缸如表3-8所示表3-8液壓執(zhí)行元件參數(shù)液壓缸最大負(fù)載（kN）額定壓力（MPa）缸筒內(nèi)徑（mm）活塞桿外徑（mm）壁厚（mm）額定流量（L/min）升降裝置23.078050576.8固定裝置5.144634039.3液壓馬達(dá)如表3-9所示表3-9液壓馬達(dá)參數(shù)液壓馬達(dá)排量（L/r）額定壓力（MPa）最大壓力額定轉(zhuǎn)矩（N.m）工作流量（L/min）工作轉(zhuǎn)速（n/min）1QJM01-0.0630.064162514951.28003.4液壓功能元件3.4.1液壓泵液壓泵的最大工作壓力：pB=p1+∑Δp 液壓元件與選用中可以查得液壓油流經(jīng)各類(lèi)液壓元件和液壓閥的額定壓力損失如表3-10所示：表3-10閥件額定壓力損失閥名Δp單向閥0.3~0.5行程閥1.5~2順序閥1.5~3調(diào)速閥3~5換向閥1.5~6節(jié)流閥2~3工作裝置液壓執(zhí)行件工作時(shí)所產(chǎn)生的最大壓力p1=16MPap液壓泵的流量為qqvb≥K∑qvmax 式中K取1.2。當(dāng)qvb≥138由上方數(shù)據(jù)，選擇樣本與qvb與p液壓泵的功率:P=pBqVBηB 式子之中ηB取0.8，計(jì)算得出P表3-11PFE-51110柱銷(xiāo)式葉片泵額定壓力（MPa）輸出流量（L/min）驅(qū)動(dòng)功率（kW）轉(zhuǎn)速（r/min）排量（mL/r）2114164600~2200油箱油箱容積為V=aq （3-24）得出V=8603.5閥類(lèi)元件以及油管3.5.1閥類(lèi)元件所選擇的各式閥件的型號(hào)和參數(shù)如下表3-12所示：表3-12各式閥件的型號(hào)參數(shù)序號(hào)類(lèi)型型號(hào)通經(jīng)（mm）額定流量（L/min）最大壓力（MPa）456單向閥RVP-6RVP-8RVP-106810508012031.531.531.52溢流閥FBG-03-125-101252510、11、12三位四通閥4WE10-20/G241012031.578、9節(jié)流閥DRV-12DRV-1012101407035353.5.2液壓油管的選擇油管參數(shù)的確定油管內(nèi)徑由經(jīng)驗(yàn)公式求得d=4qVBπv 式子之中qVBv——管道允許的流速，單位米/秒壓油管取3~6m/s，回油管取1.5~3壓油管：d吸油管d在這里，我們選擇壓力管與吸入管之中直徑較大的吸油管作為標(biāo)準(zhǔn)，此處選擇管徑為d計(jì)算油管壁的厚度δ：δ≥pd2σ 式子之中p——最大工作壓力σ——材料許用壓力σ=σbn 式子之中σb是油管的材料的抗拉強(qiáng)度，σb=420MPa代入公式（3-26）（3-27）計(jì)算可以得出σδ同樣的，管道內(nèi)壁系統(tǒng)吸油管和壓油管壁厚均為δ=8

第四章基于AMESim軟件的液壓系統(tǒng)建模仿真當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)一直在發(fā)展進(jìn)步，而許多科學(xué)研究領(lǐng)域?qū)ζ湟灿性S多試驗(yàn)需要，仿真軟件逐漸出現(xiàn)在許多行業(yè)的建模中。仿真其實(shí)是使用計(jì)算機(jī)，對(duì)產(chǎn)品建立數(shù)字化模型，模擬它的工作環(huán)境與狀況，就會(huì)得出狀況不一樣下產(chǎn)品的表現(xiàn)，從而就能在沒(méi)有生產(chǎn)實(shí)際物體時(shí)把產(chǎn)品做的更好。這不但不會(huì)被場(chǎng)地和周?chē)h(huán)境制約，最重要的是降低很大成本，還節(jié)約人力和物力，將效率也大幅度提高了。從而，仿真技術(shù)目前被廣泛用于科學(xué)研究設(shè)計(jì)方面，其中就包含液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本次研究設(shè)計(jì)中用到是液壓仿真軟件是AMESim，它的功能很多，而且還能提供從液壓傳動(dòng)、流體力學(xué)到伺服控制完整的液壓解決方案，可以說(shuō)AMESim的液壓技術(shù)體系非常嚴(yán)謹(jǐn)縝密，基本能符合絕大部分液壓工程的仿真的要求。4.1系統(tǒng)模型圖4-1整機(jī)液壓系統(tǒng)AMESim仿真模型4.2模型驗(yàn)證仿真研究工作裝置液壓馬達(dá)，它的參數(shù)如圖4-2，液壓系統(tǒng)的液壓泵參數(shù)如圖4-3圖4-2工作裝置液壓馬達(dá)參數(shù)圖4-3液壓泵參數(shù)在仿真時(shí)，使用是簡(jiǎn)略油路方法做的仿真，所以前面的油路閥門(mén)這些數(shù)據(jù)沒(méi)有在仿真過(guò)程中參與。對(duì)工作裝置的液壓馬達(dá)進(jìn)行仿真研究圖4-4工作裝置液壓馬達(dá)液壓油流量從圖4-4可看出，當(dāng)挖樹(shù)機(jī)工作裝置啟動(dòng)后，液壓馬達(dá)液壓流量很快就指定的液壓油流量，并且后期工作也十分穩(wěn)定，沒(méi)有一絲波動(dòng)，并且最大流量是23L/min，這個(gè)值是比我們選用的1QJM01-0.063液壓馬達(dá)的最大流量要低的，所以我們選用的液壓馬達(dá)既能滿(mǎn)足工作要求，又能安全的進(jìn)行工作。固定裝置固定裝置液壓缸參數(shù)如圖4-5,圖4-5固定裝置液壓缸參數(shù)如圖4-6，是通過(guò)仿真得到的液壓缸內(nèi)壓力變化曲線，分析可得，液壓缸內(nèi)的壓力從開(kāi)始比較低的一個(gè)數(shù)值，到最后緩慢增加到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，這時(shí)固定裝置閉合，挖樹(shù)機(jī)的工作裝置會(huì)在指定位置準(zhǔn)備工作。圖4-6固定裝置液壓缸壓力曲線圖4-7固定裝置液壓流量圖4-8液壓桿的工作速度從圖4-7中可以看出，固定裝置的液壓油流量在下降，同時(shí)液壓油連續(xù)不斷的流進(jìn)液壓缸中，在固定裝置漸漸閉合時(shí)，液壓缸中的液壓油也趨于飽和，這時(shí)流進(jìn)缸內(nèi)的液壓油則會(huì)一直下降到最終停止。由圖4-8可知，其液壓桿在剛開(kāi)始工作時(shí)速度上升，在達(dá)到額定工作壓力時(shí)速度不變，在完成鎖定后液壓桿速度降為0。升降裝置升降裝置液壓缸參數(shù)如圖4-9圖4-9升降裝置液壓缸參數(shù)圖4-10升降裝置液壓缸壓力如圖4-10，可以看出在升降裝置啟動(dòng)后，其液壓缸的壓力逐漸達(dá)到指定工作壓力并穩(wěn)定開(kāi)始工作。圖4-11升降裝置液壓油流量在仿真結(jié)果中能發(fā)現(xiàn)，挖樹(shù)機(jī)工作的時(shí)候，液壓泵的流量能維持平衡穩(wěn)定狀態(tài)，為挖樹(shù)機(jī)工作提供良好的需求，升降裝置液壓流量，液壓缸工作狀況和挖樹(shù)機(jī)工作情況差不多相同，從而可看出仿真結(jié)果和實(shí)際工作情況差不多。4.3影響仿真精度的原因即使計(jì)算機(jī)已經(jīng)很強(qiáng)，但機(jī)器難免存在誤差，因此仿真也無(wú)法考慮和排除所有因素，誤差可能源于以下幾點(diǎn)：第一在此次設(shè)計(jì)中所有的參數(shù)都是計(jì)算得來(lái)的，部分參數(shù)難以精確，所以也是采用默認(rèn)值，比如液壓油的幾項(xiàng)屬性，這些重要的參數(shù)都會(huì)對(duì)仿真造成或大或小的結(jié)果影響。另外一點(diǎn)則是，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與系統(tǒng)間并不是無(wú)關(guān)聯(lián)，每個(gè)參數(shù)之間也存在部分影響，因此造成系統(tǒng)非常復(fù)雜，而有時(shí)候越是復(fù)雜的系統(tǒng)，去改動(dòng)其中一個(gè)參數(shù)時(shí)，所得出的結(jié)果誤差就越大，原因是系統(tǒng)越復(fù)雜，受到的影響就變大。我們?cè)诮⒎抡婺Ｐ蜁r(shí)，為使過(guò)程簡(jiǎn)潔利落，因此對(duì)模型做了簡(jiǎn)化，得出的結(jié)果也與實(shí)際略有差別，參考的話還是以實(shí)際為準(zhǔn)。

第五章結(jié)論與展望5.1結(jié)論在本論文中，參照了u型鏟挖樹(shù)機(jī)，對(duì)這篇論文要設(shè)計(jì)的小型挖樹(shù)機(jī)的液壓系統(tǒng)做了做了明確的方案，液壓系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算好之后，運(yùn)用了AMESim軟件進(jìn)行液壓系統(tǒng)的仿真，這為在我們實(shí)際生產(chǎn)中，小型挖樹(shù)機(jī)的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做了很好的理論基礎(chǔ)。

本論文還對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)與國(guó)外的小型挖樹(shù)機(jī)現(xiàn)階段各自的狀況，并且也探究討論了他們的應(yīng)用前景。

分析完挖樹(shù)的結(jié)構(gòu)與工況，我們知道了它的液壓系統(tǒng)主要有三部分組成，升降裝置部分、固定裝置部分、工作裝置部分。

液壓系統(tǒng)原理圖畫(huà)好后，就對(duì)它建模，得出挖樹(shù)機(jī)中各個(gè)系統(tǒng)的作用，還有每個(gè)部分是怎么工作的。并且計(jì)算了液壓系統(tǒng)的參數(shù)，參數(shù)算出后，借助液壓元件還有選用一書(shū)，最后選擇液壓元件時(shí)，還要考慮到適當(dāng)且安全。

后面還介紹了AMESim軟件，并且使用AMESim軟件，對(duì)本文液壓系統(tǒng)的每個(gè)部分以及小零件做了仿真探究。5.2展望由于我在液壓系統(tǒng)多方面的功底還不夠深，因此有些地方我的設(shè)計(jì)思路和方法不夠靈活，只用了我們常用的液壓公式，也省去了散熱、振動(dòng)這些在實(shí)際生活中會(huì)遇到的問(wèn)題，建模設(shè)計(jì)的時(shí)候，做的也是比較初步簡(jiǎn)單，所以得出的仿真結(jié)果與應(yīng)得出的結(jié)果略有些差異，其中一個(gè)原因就是我還沒(méi)有做到熟練運(yùn)用AMESim軟件，找到問(wèn)題的原因后，后面我就會(huì)努力去想辦法解決它，一步一步做的更好。

參考文獻(xiàn)［1］神奇的行走式挖樹(shù)機(jī)[J].倪元,王春陽(yáng),徐賢亞.專(zhuān)用汽車(chē).

2013(10)［2］小型液壓挖樹(shù)機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[J].趙德金,郭艷玲,李志鵬,周杰.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué).2014(19)［3］甘莉.幾種類(lèi)型挖樹(shù)機(jī)的比較研