矿用自卸车举升液压系统的计算与仿真分析

介绍了矿用自卸车举升液压系统的工作原理,在此基础上,对举升液压系统中举升液压缸缸径、容积,以及举升时间进行了计算.建立矿用自卸车举升液压系统的AMESim软件仿真模型,进行动力学仿真分析,确认开始举升动作和举升液压缸缸径变化时会引起较大压力冲击.     

突变负载下基于同步马达的液压同步举升系统研究

针对液压同步举升系统中的突变负载造成的压力脉动、流量变化、同步元件分流精度降低,导致的系统同步精度降低问题,提出以耐冲击、惯性小的同步马达为核心构成容积同步控制方案,采用蓄能器吸收压力脉动,设置补油阀消除液压缸下降时的吸空现象,利用溢流阀消除液压缸行程终点时的误差。针对具有突变负载且存在偏载的双缸液压同步举升系统,建立了基于AMESim的突变负载液压举升系统仿真模型。仿真结果表明:对于活塞杆有效行程为2.5 m、3次突变负载叠加作用于双缸液压同步举升系统,该方案能够使系统在突变负载作用于液压缸2 s后流量、压力趋于稳定,使系统同步精度达到±5 mm以内。     

大型电动轮自卸车多级液压缸举升系统缓冲优化

针对某型电动轮自卸车举升过程中三级液压缸的换级冲击造成整车振动过大等问题,通过采用提前启动法,在举升过程中自动降低多级液压缸液压冲击,延长整车寿命,提高驾驶员操作舒适性。采用提前启动法,即采用使后一级液压缸提前启动的方法来降低液压冲击,通过设计计算分析,并利用AMESim软件建立以三级液压缸为主的液压缸举升系统模型,通过设置一些主要参数,对自卸车液压缸举升系统进行仿真优化,获得了最优参数。仿真结果表明:采用提前启动法,对减缓多级液压缸换级冲击具有比较明显的作用,自卸车举升与降落过程中系统运行平稳,研究工作为降低多级液压缸换级冲击提供了新思路。     

基于人工鱼群算法的举升过程的时间优化方法研究

为消除二级液压缸换级碰撞带来的液压冲击,提出采用分级规划方法。对每一级进行规划时,在保证举升过程的平稳性以及考虑液压系统压力和流量约束的基础上,提出一种时间优化的方法。首先运用解析法建立系统的运动学和动力学模型,然后以举升时间为参数,运用五次多项式拟合机械臂的位姿变化轨迹,再利用人工鱼群算法求解出最优举升时间,从而得到机械臂的位姿轨迹和液压缸的运行轨迹。仿真结果表明时间优化方法的有效性。     

矿用自卸车举升液压系统的动力学建模与仿真

分析矿用自卸车举升液压系统工作过程,利用AMESim仿真平台建立自卸车举升液压系统的动力学模型,设置模型中的主要参数进行动力学仿真,并分析仿真结果.仿真结果表明:各级液压缸伸出时有明显的压力冲击,进油插装阀节流口直径越大,则进油插装阀的开启速度越大,压力冲击越小,反之亦然.     

变间隙密封液压缸特性仿真研究

液压缸作为液压系统的执行元件,其动静态特性直接影响液压系统正常工作性能。对采用新型的无密封件和压力自补偿变间隙密封技术的液压缸进行了理论分析、数学建模、仿真研究、实验验证。动静态性能好、容积效率高、工作寿命长的液压缸适用于高频响、高速度的液压传动及液压伺服系统。     

低摩擦高频响变间隙密封液压缸研究

液压缸是液压系统重要元件,其动静态特性直接影响液压系统正常工作性能。由于具有密封件的第一代液压缸摩擦力大、动态性能差,不适应高频工作的液压伺服系统,制约了液压缸向高速方向发展,第二代间隙密封液压缸采用恒间隙密封技术,摩擦力减小,动态响应提高,但容积效率降低。为此,在第一代和第二代基础上,经过多年努力,研发出无密封件并采用压力自补偿变间隙密封技术的第三代液压缸,通过理论分析、数学建模、仿真研究、试验验证及应用,第三代液压缸动静态性能好,容积效率高,工作寿命长,适用于高频响、高速度的液压传动及液压伺服系统。压力自补偿变间隙密封技术可以推广到其他具有微小变形要求的液压元件中,使制造业和液压技术在创新上前进一步。     

芦苇笋采收机举升俯仰机构液压系统的设计与研究

芦苇笋采收机工作过程中需调节采摘工作头与地面之间的距离,文中针对采收机工作头位置调节的问题,设计了一种举升俯仰机构液压系统。通过对整机作业过程进行描述,并对采收机举升俯仰机构的原理进行分析,绘制举升俯仰机构的液压系统原理图,并对关键部件进行理论计算,得出液压执行元件的相关参数与各关键液压元器件的型号和参数。随后在AMESim软件中对液压执行元件在不同工况下进行动态特性研究,并对作业过程进行仿真,得出举升俯仰机构液压缸的流量、速度和位移曲线,最后,对芦苇笋采收机举升俯仰机构的液压系统进行安装调试并在田间运行试验。在田间性能试验过程中,系统运行平稳,通过公式计算可得举升液压缸及俯仰液压缸上升速度偏差分别为11.5%,10%,下降速度偏差分别为9.2%,10.5%,与地面的距离偏差分别为5.7%,7.9%,从实际作业效果上看,系统完全满足芦苇笋采收机作业要求。     

液气复合驱动液压挖掘机动臂运行特性及能效

液压挖掘机作业中,大质量动臂举升储存的势能经液压阀口节流转化为热能耗散,不仅浪费能源,还使液压油温度升高,需附加冷却系统降温,增加了机器的成本和复杂性。为解决上述问题,在原有负载敏感驱动回路的基础上,提出基于三腔液压缸的工作装置自重液气平衡势能回收利用方法,三腔液压缸中一个油腔与液压蓄能器直接连通,存储利用工作装置的势能。研究中,首先根据前期的仿真结果,建立了基于三腔液压缸的液压挖掘机测试样机,通过试验,分析对比了分别采用两腔液压缸和三腔液压缸驱动动臂的运行特性与能效特性,测试结果表明,增加液气储能容腔后,提高了系统运行的平稳性,动臂运行过程中的能耗降低48.5%,峰值功率降低64.7%,节能效果显著。新的方法也同样适用于各类液压缸驱动的重载举升装置。     

液压挖掘机动臂自重液-气储能平衡方法研究

液压挖掘机在作业中,动臂将高频次大范围举升和下降,现有挖掘机无能量回收装置,大量势能将在动臂下降时通过控制阀的节流作用浪费掉。为回收利用这部分浪费掉的能量,对动臂自重液-气储能平衡方法进行研究,在此基础上,提出采用三腔液压缸直接转换利用挖掘机重力势能的系统原理。三腔液压缸是在原两腔液压缸基础上,将双腔液压缸无杆腔分为两个容腔而构成,其中一个容腔与蓄能器连接,称为配重腔,设置蓄能器压力与动臂自重基本平衡。研究中,首先建立动臂驱动系统的能耗数学模型,分析系统的能量特性;然后以20 t挖掘机为例,建立整机的机电液联合仿真模型,分析对比分别采用双腔液压缸系统和三腔液压缸系统,动臂的运行特性和能耗特性;进一步构建试验测试平台,验证所提系统的可行性和节能效果。结果表明,新系统较双腔液压缸驱动系统,重力势能回收利用率达68%,节能效果显著,该方法也完全适用于各种类型的液压举升机构。     

基于非对称组合正弦函数的举升系统轨迹规划研究

液压多级缸在换级时,易产生较大的液压冲击,为保证举升系统的稳定性,同时获得举升过程的快速性,在分级规划时,首先,提出采用加速和减速阶段比例为3:7的三种非对称组合正弦函数来拟合起竖臂的位姿变化规律,并建立轨迹规划模型,然后运用模式搜索法求解最优时间,仿真得到多级液压缸的运行轨迹和负载冲击情况。最后通过仿真结果对比,表明提出的轨迹规划方法是有效的,且不同分段的非对称组合正弦函数对于举升系统有明显的影响。     

矿用自卸车举升液压系统建模与仿真

文中分析了某矿用自卸车举升液压系统工作原理,建立多级缸的运动模型,利用AMESim仿真软件建立了矿用自卸车举升液压系统的动力学模型。仿真结果表明,采用两级伸缩末级双作用液压油缸作为执行元件的举升系统开始举升动作和活塞面积变化时都会引起较大的压力冲击,第一级缸开始动作时系统冲击最大,与理论计算结果相符。     

含双重补偿的液压缸位置同步控制

非对称液压缸同步控制系统在大型、重型工业设备中应用广泛,其同步性能和响应速度直接影响设备的稳定运行。为了进一步优化对称阀控非对称液压缸同步系统,对阀控非对称液压缸进行建模分析。基于非对称液压缸特性及负载变化范围大的特点,提出了模糊补偿控制方法来提高液压缸的响应速度;针对液压缸的同步问题,设计了交叉耦合的前馈补偿控制方式来缩小同步误差。利用AMESim搭建液压回路系统模型作为控制对象,并联合Simulink搭建控制系统进行仿真。仿真结果表明:相比于改进前,在负载不断变化且具有偏载的情况下,含双重补偿的同步控制可以明显减小液压同步系统的跟踪误差与同步误差。     

基于 AMESim 的雷达举升系统设计分析

针对雷达举升系统复杂及液压冲击引起的系统振动,笔者从背架机构、受力状态、液压系统、仿真等方面进行了详细分析设计,利用 AMESim 软件采用级联法建立了多级缸的液压模型,并对系统进行了仿真。在不同工况下液压缸推力曲线图的分析结果表明,建立的三级缸模型能较好的模拟系统的运动状态。     

不压井作业装置举升液控系统的设计研究

由于不压井作业优于常规压井作业,依据我国油井的具体情况,对短冲程不压井作业装置的举升液控系统进行了设计,并借助于AMESim软件对举升液压控制系统进行了计算机仿真,分析了举升液压缸的同步性。     

重卡电动泵吸油阀的改进设计及仿真分析

目前重卡电动泵吸油阀大多采用结构简单的球阀结构,导致泵产生反冲流量过大和容积效率低的缺陷。为此,利用滑阀和锥阀的优点,提出了采用滑锥阀结构改进设计吸油阀的技术方案。通过建立吸油阀、电动泵及其液压举升系统的AMESim仿真模型,在吸油阀流量特性、泵的出口压力和液压缸举升速度方面进行了动态性能仿真,并与球阀结构的电动泵进行了比较分析。结果表明:该技术方案有效且可行,能有效降低泵的反冲流量和提高泵的容积效率,可为高性能重卡电动泵的研制提供理论参考。     

回撤吊车负载敏感液压系统设计及仿真分析

为解决负载匹配,以及缓解支架回撤吊车应用过程中存在的能耗高、效率低和系统温度高等问题,基于负载敏感变量泵对其液压系统进行设计及仿真分析。该液压系统主要由负载敏感变量泵、流量补偿阀、负载敏感阀、梭阀和液压缸等组成。在工作过程中,负载敏感变量泵通过梭阀及负载敏感阀感知系统负载力而向系统提供所需流量。基于AMESim对该液压系统和变量泵进行建模及仿真分析,得到液压缸压力、负载口流量变化和梭阀流量补偿以及变量泵压力、流量和斜盘倾角变化情况。结果表明：变量泵可根据负载所需压力和流量实时调整斜盘倾角大小,进而实现压力 流量补偿功能;负载压力和流量阶跃变化时,变量泵具有良好的动态补偿特性。     

一种物流园专用上货机械手液压控制系统设计

根据某大型物流园的上货需要设计了一种专用上货机械手及机械手主要功能的液压控制线路,根据机械手功能要求分析了液压控制线路的性能特点,提出了采用双液压缸同步回路举升货物的设计思路,并计算了双液压缸同步举升的液压缸驱动力,且对举升线路进行同步误差实验和液压缸速度提升实验。结果表明,此机械手及其液压控制线路能基本满足物流园上货的设计需要。     

高压伺服控制脉冲试验台液压系统设计

液压系统在工作的时候承受的压力脉冲严重影响着液压元件的寿命。该文设计了一种压力脉冲试验台模拟飞机液压系统液压缸所承受的T型压力脉冲,采用伺服阀对液压缸进油腔压力直接进行控制,以确保试验曲线的准确性。建立了AMESim仿真模型,并通过仿真分析影响脉冲曲线的因素,验证了系统的正确性,为试验台的合理搭建提供支持。分析和仿真表明:压力脉冲的上升速率与伺服阀的瞬时通流能力直接相关。     

直驱泵控三腔液压缸挖掘机动臂节能研究

针对液压挖掘机动臂系统举升时峰值功率大、下降时重力势能转换为热能浪费等情况，提出直驱泵控三腔液压缸动臂节能系统。该系统采用柱塞缸与活塞缸结合形成的三腔液压缸，通过伺服电机驱动定量泵控制A,B腔，C腔与蓄能器相接进行存储释放势能，并对蓄能器不同初始压力下对系统能耗进行分析。同时增设逆变器、电容等对马达工况回馈的能量进行电气式能量回收。MATLAB/Simulink建立直驱泵控三腔液压缸节能系统模型。在仅动臂升降工况下进行仿真，结果表明，相比直驱泵控差动缸，提出的节能系统可降低峰值功率36.64%和节能40.24%,实现高效的势能回收，取得良好的节能效果，同时系统运行速度最大误差减小了23%,进一步提高了系统运行平稳性。