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新型挖掘机以电动缸为执行部件

   

    工程机械作为工程设备行业的重要组成部分,在国家的发展和建设中发挥着至关重要的作用,各国都高度重视工程机械的发展。工程机械的数量和质量反映了国家实力和技术水平,是综合实力的重要体现。从目前的情况来看,工程机械的发展主要致力于解决以下问题:(1)降低能耗,减少污染物排放;(2)提高机械性能和效率;(3)改善操作人员的工作环境;(4)改善机械的自动化.智力水平。挖掘机是工程机械中广泛使用的一种,是工程建设中的主要机型之一。

    现有的挖掘机主要由发动机驱动液压泵,驱动液压缸和液压电机,然后驱动执行部件完成操作。液压系统的结构如下,工作装置由3或4个液压缸驱动(由1或2个液压缸驱动),旋转装置由一个液压电机驱动,行走装置由两个液压电机驱动。能量通过飞轮的机械能-液压能-执行部件的机械能,导致能量损失和浪费。

    新的电动挖掘机设计理念,完全抛弃了现有挖掘机的驱动模式,利用电机直接驱动执行部件完成操作。

    整体结构设计,设计的基本思路是用电机代替原来的液压装置来驱动工作部件,从而完成挖掘机的电动改造。以铲斗11的驱动设计为例,伺服电机14安装在铲斗的驱动螺杆装置13上,通过减速器连接固定。螺杆机构的两端安装在原液压缸的位置,以执行膨胀驱动功能。斗杆10和移动臂9的驱动相似。除了工作装置外,电动挖掘机的旋转和行走装置也进行了改造和设计。旋转装置的液压电机由电机取代,驱动减速器驱动整个汽车3旋转。对于行走部分,两侧的轨道由两个电机驱动,通过控制电机实现直线行走.转弯和原地转弯,满足作业任务的要求。

    伺服电机分别具有三个自由度.7.14驱动,电机17驱动旋转部分的一个运动,驱动轮1驱动行走部分两侧的履带,两个伺服电机16(1).16(2)完成。操作装置的动作包括铲斗11的旋转.斗杆10的转动.通过伺服电机的正反转控制,动臂9的升降由丝杠机构的伸缩实现,其中电机6驱动丝杠机构5实现动臂9的升降动作,电机7驱动丝杠机构8实现斗杆10的旋转,电机14驱动丝杠机构13驱动连杆12实现铲斗的旋转。旋转装置动作简单,只有一个自由度,通过伺服电机17驱动减速器18驱动旋转装置19旋转,从而实现上车3的旋转。行走装置的两个履带由两个伺服电机16独立驱动,通过控制伺服电机的速度,通过控制柜提供20个旋转接头提供整机的直线行走和旋转运动。电机的所有电源均由机载电池组15提供,通过控制柜2实现电源分配,同时为驾驶室4提供空调.风扇.照明用电。

    由于设计方案中电机较多,控制方案对电机的控制要求较高。下面分析了各电机的控制特性。

    电机6和电机16是两个驱动电机,其中电机6作为动臂驱动电机,动臂由两个电机驱动(两个电机需要同步);对于行走驱动,两个电机需要独立驱动,因为两个轨道需要以不同的速度转动或转动(可调)。

    可以看出控制系统的机构,每台电机的电能由控制柜分配,以实现工作装置的挖掘和卸载.回转装置的回转.对于行走装置的直线和转弯,每台电机需要进行正向和反向切换,其控制信号由操作室中的手柄和按钮控制。所有伺服驱动器都可以放置在置。

    电动挖掘机的优点

    与普通挖掘机相比,电动挖掘机具有以下优点:

    (1)电动挖掘机输入的电能直接转化为驱动工作装置的机械能,减少了中间过程中的能量转换次数和能量损失,节能效果明显;

    (2)以电为驱动能源的电动挖掘机,真正实现了零排放、清洁环保;

    (3)以电机为驱动源,与发动机相比,噪音低,维修方便,减少了发动机漏油造成的油污,改善了工作环境;

    (4)与液压系统相比,电更可靠,降低了维护成本;

    (5)电动挖掘机在工作过程中不耗油,提高了能源利用率,降低了日常运行成本;

    (6)电机的控制理论比较成熟。电机驱动工程机械,便于实现工程机械的自动化和智能化。如果使用上位机进行控制,可以实现智能机组的控制,完成自动操作;

    (7)随着能源问题的日益突出和环境保护的严峻形势,电动工程机械是一种能够有效解决能源和环境问题的机械,具有广阔的发展前景。

    


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