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电控大方量混凝土泵送液压系统特性研究

作　者: 陈健
导　师: 谢海波
学　校: 浙江大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 混凝土泵液压系统模型试验修正仿真分析补泄油
分类号: TU646
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

混凝土泵,又名混凝土输送泵,是依靠压力将混凝土通过输送管道连续输送到指定位置的机械,在目前的基础施工中扮演着重要的角色。混凝土泵根据其液压系统的不同可以分为多种。为了迎合市场的需求,混凝土泵正朝着高压、大排量和智能化的方向发展,所以,电控大方量的泵送液压系统正成为混凝土泵液压系统的主流。然而,实际的产品中,这种系统还存在着一些不足,这些问题影响了系统的性能,例如：系统换向的一致性差和油缸活塞位移的调节性差等。因此,对这些问题的研究,将有助于改善产品的性能,增加市场竞争力,且对后续的新产品开发提供一定的帮助。本文以电控大方量开式液压系统为研究对象,经过核心元件的性能测试、仿真模型搭建与试验校正、仿真分析与规律探索,最终得到了优化方案并取得了较好的优化效果。论文主要内容分为7章,现分述如下：第一章通过对混凝土泵送技术的概况、发展情况和相关背景的介绍,总结了该课题的研究意义,并提出了主要研究内容,制定了研究目标和技术路线,同时分析了技术难点。第二章首先介绍了核心元件性能测试的试验台,并在此试验台上对核心元件进行了动静态性能测试,针对测试结果,对核心元件的性能进行了分析。第三章搭建了系统中各个元件和子系统的仿真模型,并根据现有条件进行了模型验证,最后将验证过的子模型组成了整个液压系统的仿真模型。第四章根据试验测得的泵送系统的各个工况下的性能曲线对搭建的系统仿真模型进行了修正,使得修正后的仿真模型的准确程度达到了要求。第五章主要从电磁先导阀的响应频率和滞后这两个方面进行了研究,分析了泵送系统主阀换向不一致对系统性能的影响,包括对主阀阀芯位移、换向过程中泵口压力和油缸活塞位移的影响。第六章根据已有的仿真模型,从系统中的各个关键参数的角度出发,进行了油缸活塞位移变化规律的研究。并根据所得到的规律对系统进行了优化,优化后系统中的油缸活塞位移及补泄油调节性能得到了提升,且换向时间也有所缩短。第七章总结了全文的主要研究工作和成果,并对后续的研究进行了展望。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-21
  摘要  10
  1.1 混凝土泵送技术概述  10
  1.2 混凝土泵送技术的发展概况与发展趋势  10-14
    1.2.1 混凝土泵送技术的发展概况  10-13
    1.2.2 混凝土泵送技术的发展趋势  13-14
  1.3 混凝土泵的类型和基本组成  14-15
  1.4 液压活塞式混凝土泵的工作原理  15-17
  1.5 课题研究意义  17-18
  1.6 课题研究内容与研究目标  18-21
    1.6.1 研究内容  18-19
    1.6.2 研究目标  19
    1.6.3 技术路线与难点  19-21
第2章核心液压元件特性测试  21-33
  摘要  21
  2.1 核心液压元件特性测试试验台  21-23
    2.1.1 试验台原理  21-22
    2.1.2 试验台组成  22-23
  2.2 试验方案与结果分析  23-32
    2.2.1 试验方案  23-26
    2.2.2 试验结果分析  26-32
    2.2.3 结论  32
  2.3 本章小结  32-33
第3章泵送液压系统仿真建模  33-49
  摘要  33
  3.1 各个元件及子系统仿真建模  33-47
    3.1.1 恒功率泵仿真建模  33-35
    3.1.2 泵送液控换向主阀仿真建模  35-38
    3.1.3 泵送液压缸仿真建模  38-40
    3.1.4 分配液控换向主阀仿真建模  40-42
    3.1.5 分配机构仿真建模  42-44
    3.1.6 高低压切换阀组仿真建模  44-46
    3.1.7 控制信号仿真建模  46-47
  3.2 泵送液压系统整体仿真模型  47-48
  3.3 本章小结  48-49
第4章泵送系统试验与液压系统模型修正  49-56
  摘要  49
  4.1 泵送系统试验台  49-51
    4.1.1 试验台简介  49-50
    4.1.2 试验数据采集  50-51
  4.2 试验数据修正液压系统仿真模型  51-54
    4.2.1 空泵试验与仿真对比  51-52
    4.2.2 打水试验与仿真对比  52-54
  4.3 结论  54
  4.4 本章小结  54-56
第5章泵送系统中阀换向不一致对系统的影响  56-63
  摘要  56
  5.1 电磁先导阀响应频率的影响  56-60
    5.1.1 对主阀阀芯位移的影响  56-58
    5.1.2 对油缸活塞位移的影响  58-59
    5.1.3 对换向过程中主泵出口压力峰值的影响  59-60
  5.2 电磁先导阀响应滞后的影响  60-62
    5.2.1 对阀芯位移的影响  60-61
    5.2.2 对油缸活塞位移的影响  61
    5.2.3 对换向过程中主泵出口压力峰值的影响  61-62
  5.3 本章小结  62-63
第6章规律分析与优化改进  63-77
  摘要  63
  6.1 规律分析  63-71
    6.1.1 液压系统关键参数  63
    6.1.2 活塞行程变化规律  63-71
  6.2 优化改进  71-76
    6.2.1 优化改进措施  71-74
    6.2.2 优化改进前后仿真对比  74-76
  6.3 本章小结  76-77
第7章总结与展望  77-79
  7.1 总结  77
  7.2 展望  77-79
参考文献  79-83
作者简历  83

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