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圖421輕載荷下實(shí)際挖掘軌跡圖62由該圖可以看出，在挖掘初期存在一定的波動，誤差在80mm以內(nèi)，之后挖掘軌跡達(dá)到所規(guī)定的直線軌跡，誤差在14mm以內(nèi)，PID控制效果較好，但是從開始挖掘到符合要求的時間很長。相對比較而言，空載情況下，控制效果最好，誤差最小。輕載情況下次之，重載情況下，控制效果位居最后。實(shí)際由挖掘機(jī)鏟斗斗尖畫筆所畫出的挖掘軌跡如圖42所示，由于挖掘機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵簤河吐返南拗疲荒茉谕诰驒C(jī)模型的右側(cè)安放畫板，所以所畫軌跡讀圖順序是從左到右，而程序運(yùn)行圖上與MATLAB導(dǎo)出的實(shí)驗(yàn)軌跡圖是從右到左的順序。由實(shí)際軌跡圖42可以看出，挖掘誤差較空載、輕載挖掘變大了很多。而且，實(shí)現(xiàn)直線挖掘的時間也變長了。
由以上計(jì)算得到切、法兩方向挖掘阻力的具體數(shù)值，結(jié)合實(shí)際挖掘機(jī)工作情況，在仿真過程中，設(shè)置如下函數(shù)：挖掘機(jī)工作過程中還要受到物料重力的作用，在整個挖掘機(jī)作業(yè)的過程中，物料重力是先增加，后減小，最后歸為零的，在此過程中，雖然重力大小存在變化，但其方向是一直垂直向下保持不變的。在仿真過程中，由挖掘機(jī)鏟斗容量可計(jì)算出物料重力的大小，本文實(shí)驗(yàn)室挖上一小節(jié)設(shè)置好了液壓挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)模型的基本參數(shù)，本小節(jié)將開始挖掘機(jī)工作裝置動力學(xué)仿真，設(shè)置仿真時間為162s，仿真步長為500，運(yùn)行仿真，在仿真過程中ADAMS軟件可以自動計(jì)算出剛體之間的作用力，然后進(jìn)入到ADAMS/PostProcessor模塊，進(jìn)行相關(guān)后處理，可得到各重要零件及鉸點(diǎn)的受力曲線和速度加速度變化情況。圖210為挖掘機(jī)鏟斗斗尖的位移曲線圖。由圖211可知，O—ls為到停機(jī)點(diǎn)準(zhǔn)備時間，各缸受力均有增加，到停機(jī)點(diǎn)后，開始挖掘前，各缸受力減為零，之后開始挖掘工作。而在整個挖掘過程中，斗桿液壓缸與鏟斗液壓缸的受力變化趨勢是大致相同的，動臂液壓缸與前兩者差異較大。
3濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)：根據(jù)系統(tǒng)和元件的不同要求，分別在泵的吸油口、壓力管路、泵的吸油管路、回油管路、伺服閥或調(diào)速閥的進(jìn)油口處，按照要求的過濾精度，設(shè)置過濾器，選用過濾器時還要考慮納垢能量。在精度相同的情況下，應(yīng)盡量選用濾油面積大的過濾器。在需要時，還可以增設(shè)外循環(huán)過濾系統(tǒng)（此時pn呵選用大些）從而使系統(tǒng)的污染物控制等級得到提高；應(yīng)定期檢查過濾器的濾網(wǎng)有無破裂，若有破裂要及時更換，對變質(zhì)油和清潔度超標(biāo)油禁止使用，油箱內(nèi)壁一般不要涂刷油漆，以免油中產(chǎn)生沉淀物質(zhì)，為防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)，回油管口應(yīng)在油箱液而以下，液壓泵和吸油管應(yīng)嚴(yán)格密封。應(yīng)根據(jù)需要，在系統(tǒng)的有關(guān)部位設(shè)置適當(dāng)精度的過濾器，并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。3.4控制液壓油液的工作溫度：在沒有特定要求的情況下，可有限考慮選用體積式調(diào)速回路，此種調(diào)速回路溫升小、效率高；用擴(kuò)大油箱容量和通風(fēng)自然冷卻來緩解油溫的升高；另外還可以采用雙油箱結(jié)構(gòu)方案，以實(shí)現(xiàn)不同溫升情況下的油溫調(diào)節(jié)；當(dāng)系統(tǒng)功率損失較大，發(fā)熱量大而結(jié)構(gòu)又不允許有較大的油箱容量的情況下，可采用冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻：3.5加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)和管理3.5.1選擇合適的液壓油。要根據(jù)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用環(huán)境，選擇合適的液壓油，首先要求具備合適的粘度、合適的固體顆粒污染等級，其次，要考慮液壓油的抗氧化性、抗乳化性及是否有耐磨添加劑等，此外，還需考慮液壓工作介質(zhì)與元件金屬材料及其密封材料的相容性。3.5.2加強(qiáng)油品管理。
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這樣就可以在沒有實(shí)際樣機(jī)的條件下，分析挖掘機(jī)的各種參數(shù)的合理性以及動態(tài)性能，極大地縮短研發(fā)周期，為后續(xù)的強(qiáng)度，剛度，控制方法的研究奠定良好的基礎(chǔ)。12液壓挖掘機(jī)動力學(xué)與控制系統(tǒng)的國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀121液壓挖掘機(jī)動力學(xué)在國內(nèi)外的研究及發(fā)展現(xiàn)狀在挖掘機(jī)動力學(xué)研究方面，國外起步較早，在液壓挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)中應(yīng)用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，首先，通過相關(guān)軟件進(jìn)行分析計(jì)算，比如有限元分析、動力學(xué)仿真、疲勞壽命計(jì)算等，根據(jù)相關(guān)軟件得到的可靠性結(jié)果，確定相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)際挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)與制造陋，一直以來，國外的挖掘機(jī)研究人員，在挖掘機(jī)工作裝置的動力學(xué)和挖掘機(jī)強(qiáng)度壽命分析方面做了大量的研究，并都取得了良好的效果。
222液壓挖掘機(jī)三維模型約束的添加將模型導(dǎo)入到ADAMS后，需要重新約定各構(gòu)件之間的約束關(guān)系，因?yàn)锳DAMS只能提供各構(gòu)件的初始位置，并不能將裝配關(guān)系也導(dǎo)入進(jìn)來，所以首先在ADAMS中要進(jìn)行約束的添加，即要確定各構(gòu)件之間的運(yùn)動副類型，通常有基本約束和運(yùn)動副兩種形式，根據(jù)挖掘機(jī)各構(gòu)件之間的實(shí)際運(yùn)動情況，本文挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)所添加的運(yùn)動副類型有：旋轉(zhuǎn)副、滑動副、圓柱副、球面副和基本約束，挖掘機(jī)三維模型具體運(yùn)動副的分配情況如表21所示。利用ADAMS對建立好的液壓挖掘機(jī)的三維虛擬樣機(jī)進(jìn)行正確性測驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示。其中包括12個構(gòu)件、1個圓柱副、8個旋轉(zhuǎn)副、1個球面副、3個滑移副、3個點(diǎn)線副，無冗余約束，可見所建虛擬樣機(jī)模型正確。液壓挖掘機(jī)的作業(yè)動作一般分為到停機(jī)點(diǎn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)、挖掘環(huán)節(jié)、抬臂回轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)、卸料環(huán)節(jié)和回轉(zhuǎn)降臂環(huán)節(jié)，在各個環(huán)節(jié)中由工作裝置各油缸驅(qū)動操作。
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