， ， ， (中国矿业大学 机电工程学院， 江苏 徐州　221116)

引言

为了满足各种大规模露天矿山的开采、煤炭和尾矿等物料的铲装，以及大型基础建设的需要，超大型液压挖掘机应用日趋广泛[1，2]。超大型液压挖掘机是典型的复杂机电液一体化装备，具有大功率、超大惯量、多泵、多执行器的特点，其设计、控制及制造难度相当大。经历了近50年的发展，国外成熟的超大型液压挖掘机机重已超过1000 t，斗容量超过50 m3[3-6]，而国产超大型液压挖掘机尚处于起步阶段，与世界先进水平相比基本处于空白状态。目前国产最大机型的机重不超过300 t，斗容量小于20 m3。图1是国内企业研发的300 t超大型液压挖掘机。

回转是挖掘机工作过程中最频繁的动作，对挖掘机的装载效率、节能性和操控性产生重大的影响[7,8]。与中小型挖掘机不同， 超大型液压挖掘机的上车重量及转动惯量巨大，上车在运动过程中其重心及上车部分转动惯量会发生较大变化，因此超大型挖掘机的回转系统具有时变超大惯量特性[9-11]。与一般大惯量回转系统不同，挖掘机的回转系统要求能够频繁的快速启动加速和快速制动减速， 以保证装载效率。在快速起动和制动过程中，大惯量对液压回转系统产生如下影响[12-14]：

图1　300 t超大型液压挖掘机

(1) 启动和制动阶段，压力冲击大，危及元件及系统寿命；

(2) 压力冲击造成了大量的高压溢流，系统发热量大，系统效率低；

(3) 制动时，惯性能大且无法控制其释放过程，常造成电机超速，危及系统安全，且该惯性能难以回收再利用。……