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斜立液压缸直驱式液压装置设计及静动特性研究

作　者: 张兴启
导　师: 许宏光
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 斜立液压缸直驱式容积控制液压包泵控非对称缸
分类号: TH137
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

斜立液压缸在航空航天、工程机械等领域广泛应用,它一般具有以下特点:沿液压缸方向有连续变化的重力分量;重力分量变化范围大。直驱式电液伺服系统具有交流伺服电动机控制的灵活性和液压大出力的双重优点,已在多个领域的装置上获得应用并取得较大的经济效益。论文正是针对斜立液压缸的特点,研究一种对斜立液压缸普遍适用的直驱式电液伺服系统,该驱动系统通过蓄能器压力的设定动态平衡变化的外力,并在液压缸缩回时进行能量回收,节能效果明显;系统使用双联泵控制非对称缸,双联泵排量比与非对称缸两腔有效面积比严格匹配,使泵控非对称缸正反向运动特性相似,改善了控制性能;液压蓄能器的使用,使双联泵进出口始终保持高压,使系统补油迅速,提高了系统的响应速度和频宽。在大量阅读国内外文献大量阅读之后,首先比较了直驱式容积控制系统与传统液压控制系统的特点,综述了国内外对直驱式电液伺服技术的研究现状。其次分析了直驱式电液伺服系统原理,简述了被选定为研究对象的斗轮堆取料机的概况,并对斗轮堆取料机三种工况下俯仰缸进行受力分析;设计了直驱式液压系统,并完成了液压回路的分析计算;将系统主要部件集成在阀块中,简化系统结构;将集成阀块、齿轮泵、蓄能器、油箱及联轴器、管路等集合成液压包。最后分别建立了交流伺服电机和泵控缸机构的数学模型,综合建立系统开环和闭环模型,讨论了可变参数对系统的影响,并通过仿真与实验中系统的频率特性曲线分析系统的稳定性、精度和快速性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-14
  1.1 课题研究的背景和意义  9
  1.2 直驱式容积控制系统与传统液压控制系统的比较  9-12
  1.3 国内外直驱式电液伺服系统研究现状  12-13
  1.4 课题的提出及论文主要工作  13-14
第2章液压传动系统的原理分析和参数计算  14-27
  2.1 引言  14
  2.2 直驱式电液伺服系统原理分析  14-16
  2.3 斗轮堆取料机简介及性能指标的确定  16-18
  2.4 负载力分析  18-20
  2.5 液压包相关元器件的选型计算  20-26
  2.6 本章小结  26-27
第3章直驱式电液伺服系统液压包设计  27-34
  3.1 集成阀块设计  27-32
    3.1.1 原理介绍  27
    3.1.2 插装阀结构及选型  27-29
    3.1.3 阀块结构设计  29-32
  3.2 液压包总体结构的设计  32-33
  3.3 本章小结  33-34
第4章直驱式电液伺服系统建模与仿真  34-49
  4.1 引言  34
  4.2 变频调速单元  34-37
  4.3 泵控动力机构的建模分析  37-41
    4.3.1 泵控非对称缸系统的建模  37-40
    4.3.2 系统参数对泵控动力机构的影响  40-41
  4.4 液压蓄能器的建模  41-43
  4.5 直驱式电液伺服系统特性分析  43-48
    4.5.1 直驱式电液伺服系统稳定性分析  44
    4.5.2 直驱式电液伺服系统的误差  44-45
    4.5.3 直驱式电液伺服系统仿真研究  45-48
  4.6 本章小结  48-49
第5章直驱式电液伺服系统实验研究  49-53
  5.1 引言  49
  5.2 直驱式电液伺服系统实验台软硬件组成  49-50
  5.3 直驱式电液伺服系统实验研究及结果分析  50-52
  5.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-59
致谢  59

斜立液压缸直驱式液压装置设计及静动特性研究

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