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举升液压系统数控模拟试验台的设计与研究

作　者: 陈宏波
导　师: 单根立
学　校: 河北科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 试验台举升液压系统自卸车故障诊断 PID
分类号: TH702
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 40次
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内容摘要

随着我国国民经济以及国家建设的快速发展,自卸车得到了广泛的应用。自卸车上的举升液压系统用来举升重物,并且到达一定高度后倾卸,是自卸车上的核心部件。由于自卸车长期连续工作且大部分工作在比较恶劣的环境中,再加上操作不当等使各类故障频发。通过对自卸车上的举升液压系统进行调研,总结分析举升液压系统中容易发生的各种故障的类型以及产生故障的机理,设计了举升式液压系统数控模拟试验台。该试验台可以模拟自卸车上举升液压系统的举升动作以及举升过程中的负载的大小。通过在容易发生故障的部位加装传感器,实现对关键油路流量、压力等参数的实时监控,并且将参数进行预处理和存储,通过分析监测的数据可以进行故障诊断和故障预测方面的研究。论文针对国产东风牌EQ3166GN-40中型自卸汽车设计了举升液压系统模拟试验台。对此型号自卸车液压系统参数进行计算,有针对性地设计了模拟举升和模拟负载液压系统。选择了压力传感器和流量传感器并且布置在合适的位置使其更好的监测到关键部位的参数变化；运用VB编程设计了用户电脑界面,通过电脑界面方便举升参数的调节和监测各传感器参数的变化；运用PID调节来使试验台更好的模拟举升过程中力的变化过程,并且运用MATLAB软件绘制举升过程中力的变化曲线。本试验台可以对自卸车举升过程进行精确的模拟运行,从而便于进行故障诊断和故障预测等方面的研究,在实际运用中,提高故障诊断效率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-12
  1.1 引言  9
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  9-10
  1.3 课题的背景及研究意义  10-11
  1.4 课题的研究内容  11
  1.5 课题的创新点  11
  1.6 本章小结  11-12
第2章举升式模拟试验台的需求分析  12-18
  2.1 自卸车概述  12-14
    2.1.1 自卸车的基本构成  12
    2.1.2 自卸车的分类  12-14
  2.2 自卸车举升机构运动及受力分析  14-17
    2.2.1 自卸车液压举升机构工作原理  14
    2.2.2 自卸车液压举升机构运动分析  14-15
    2.2.3 自卸车液压举升机构受力分析  15-17
  2.3 本章小结  17-18
第3章举升式模拟试验台的总体设计  18-23
  3.1 模拟试验台加载方式的确定  18-19
  3.2 试验台的组成和工作原理  19-21
    3.2.1 试验台的组成  19-20
    3.2.2 举升液压试验台的工作原理  20-21
  3.3 试验台的总体设计方案  21-22
  3.4 本章小结  22-23
第4章液压系统设计  23-36
  4.1 液压系统组成和工作原理  23-26
    4.1.1 液压系统组成  23-24
    4.1.2 液压系统工作原理  24-26
  4.2 液压系统主要参数的确定  26-31
    4.2.1 系统工作压力的确定  26-27
    4.2.2 计算液压缸的工作面积和流量  27
    4.2.3 计算液压缸的直径  27-28
    4.2.4 计算液压缸活塞杆直径  28-29
    4.2.5 计算最小导向长度  29-30
    4.2.6 校核缸筒壁厚  30-31
  4.3 其他液压元件的计算和选择  31-34
    4.3.1 液压泵的选择  31-32
    4.3.2 驱动电机的选择  32
    4.3.3 液压元件的选择  32-33
    4.3.4 确定油箱容量  33-34
  4.4 集成块式连接装置的设计  34-35
    4.4.1 集成块的设计原则  34
    4.4.2 集成块的设计  34-35
  4.5 本章小结  35-36
第5章试验台检测系统设计  36-56
  5.1 举升式液压设备故障模式与故障机理分析  36-38
  5.2 试验台检测系统总体设计  38-42
    5.2.1 检测参数选择原则  39-40
    5.2.2 检测参数的选择  40-41
    5.2.3 检测点位置的确定  41-42
  5.3 检测系统方案设计  42-44
    5.3.1 虚拟仪器简介  42-43
    5.3.2 确定检测系统方案  43-44
  5.4 检测系统硬件设计  44-51
    5.4.1 传感器的选择  44-48
    5.4.2 数据采集卡的选择  48-50
    5.4.3 信号调理电路设计  50-51
  5.5 检测系统软件设计  51-55
    5.5.1 软件开发平台简介  51-52
    5.5.2 功能模块的划分  52-53
    5.5.3 主程序流程设计  53-54
    5.5.4 界面设计及使用方法  54-55
  5.6 本章小结  55-56
第6章加载液压系统的PID控制  56-67
  6.1 加载液压系统的电液比例控制  56-58
    6.1.1 电液比例系统的组成  56
    6.1.2 电液比例控制的特点  56-57
    6.1.3 试验台模拟负载比例控制  57-58
  6.2 加载液压系统的PID控制  58-66
    6.2.1 计算机控制系统概述  58-59
    6.2.2 PID控制原理  59-60
    6.2.3 模拟负载力控制系统的数字PID控制器设计  60-66
  6.3 本章小结  66-67
结论  67-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间所发表的论文  72-73
致谢  73

举升液压系统数控模拟试验台的设计与研究

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