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80t抱罐车大臂机构分析及其电液系统性能研究

作　者: 王彪
导　师: 王永昌；赵静一
学　校: 燕山大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 抱罐车大臂机构连杆式有限元分析故障树液压仿真
分类号: TF341.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

抱罐车是钢厂内部转运钢渣的无轨运输设备,具有机动灵活,效率高,不受路线、装卸点限制等优点,而且一次性投资少、占地小,得到越来越广泛的应用。我国抱罐车开发研制起步较晚,采用进口抱罐车存在价格昂贵、交货周期长、售后服务难保证等问题。因此,研发拥有自主知识产权并满足国内钢厂需求的抱罐车具有良好的市场应用前景和社会经济效益。根据设计要求,确定该抱罐车整体结构方案及设计参数。对连杆式大臂机构进行分析,并采用作图和计算的方法,与无连杆式机构进行对比分析,表明连杆式大臂机构具有翻转角度大,工作油缸受力小、行程短,工作效率高等优势。利用UG软件对连杆式大臂机构进行实体建模,并导入ANSYS Workbench软件对抱罐车行驶时、翻罐初始位置和抱罐初始位置三种工况进行静力学分析,结果表明该连杆式大臂机构满足强度要求。抱罐车大臂机构电液系统是保证整车性能、安全可靠性的重要组成部分。该设计中大臂机构电液系统主要由负载敏感变量泵和PSV多路阀组成负载敏感系统,设计平衡阀组以平衡超越负载,设计双管路防爆阀以提高系统可靠性。对大臂机构液压系统进行参数计算,确定了工作液压缸结构尺寸、工作压力及流量,并据此对变量泵、控制阀、平衡阀、防爆阀进行选型和特性研究。采用故障树分析法对该电液系统可靠性进行研究,并对该故障树进行定性和定量分析,为该电液系统可靠性的预测和提高提供理论参考。利用AMESim软件对抱罐车大臂机构电液系统关键元件负载敏感变量泵、压力补偿阀和平衡阀进行建模仿真,并进行组合仿真,以保证与实际元件特性相符。对大臂机械机械结构进行建模,以保证与实际机械结构相符。对大臂机构电液系统整体建模,分抱罐和翻罐两种工况进行仿真分析,获得工作压力、流量、工作油缸位移、大臂翻转角度等参数曲线,验证了大臂机构电液系统设计的合理性。对有、无连杆大臂机构电液系统进行仿真比较,验证了连杆式大臂机构的优越性。对抱罐车大臂机构及整车进行现场调试,经调试,该抱罐车大臂机构及整车各项性能均满足设计要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-24
  1.1 引言  10-11
  1.2 抱罐车的应用及发展现状  11-19
    1.2.1 抱罐车在钢厂中的应用  11-14
    1.2.2 国内外抱罐车发展现状  14-17
    1.2.3 抱罐车大臂机构发展现状  17-19
  1.3 系统仿真技术  19-21
    1.3.1 有限元仿真技术  19-20
    1.3.2 液压仿真技术  20-21
  1.4 系统故障树分析法  21-22
  1.5 课题研究意义及主要内容  22-24
第2章抱罐车大臂机构分析研究  24-43
  2.1 抱罐车整体结构设计  24-28
    2.1.1 抱罐车整体结构介绍  24-26
    2.1.2 抱罐车工作过程  26-28
  2.2 抱罐车大臂机构分析  28-34
    2.2.1 连杆式大臂机构设计  28-29
    2.2.2 有、无连杆大臂机构对比分析  29-34
  2.3 大臂机构有限元仿真分析  34-42
    2.3.1 大臂机构实体建模  34-35
    2.3.2 大臂机构静力学分析  35-42
  2.4 本章小结  42-43
第3章抱罐车大臂机构电液系统性能研究  43-61
  3.1 大臂机构电液系统原理介绍  43-46
    3.1.1 大臂机构液压原理  43-44
    3.1.2 负载敏感系统  44-45
    3.1.3 压力补偿原理  45-46
  3.2 大臂机构电液系统参数计算及元件选型  46-53
    3.2.1 大臂机构液压缸直径及工作压力计算  47-48
    3.2.2 大臂机构液压缸行程及工作流量计算  48
    3.2.3 大臂机构电液系统元件选型  48-53
  3.3 大臂机构电液系统故障树分析  53-60
    3.3.1 故障树分析法的基本原理  53-57
    3.3.2 大臂机构液压系统故障树的创建  57-58
    3.3.3 故障树定性和定量分析  58-60
  3.4 本章小结  60-61
第4章抱罐车大臂机构电液系统仿真及调试  61-88
  4.1 AMESim 仿真软件简介  61-63
  4.2 关键元件建模与仿真分析  63-75
    4.2.1 负载敏感变量泵建模与仿真分析  63-69
    4.2.2 压力补偿阀建模与仿真分析  69-72
    4.2.3 平衡阀建模与仿真分析  72-75
  4.3 连杆式大臂机构建模  75-77
  4.4 大臂机构电液系统整体建模与仿真分析  77-82
    4.4.1 电液系统整体建模  77-78
    4.4.2 翻罐过程仿真分析  78-81
    4.4.3 抱罐过程仿真分析  81-82
  4.5 有、无连杆大臂机构电液系统对比研究  82-84
    4.5.1 无连杆大臂机构建模  82-83
    4.5.2 有、无连杆大臂机构电液系统仿真比较  83-84
  4.6 现场调试  84-86
  4.7 本章小结  86-88
结论  88-90
参考文献  90-94
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  94-95
致谢  95-96
作者简介  96

80t抱罐车大臂机构分析及其电液系统性能研究

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