平衡阀动态特性与平衡回路的匹配研究

发布时间：2017-06-08 21:04

  本文关键词：平衡阀动态特性与平衡回路的匹配研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压平衡回路是一种用以克服负载重力实现负载平稳下降的回路,在雷达车、高空作业车等产品中应用广泛。平衡回路一般采用平衡阀来实现平衡功能,平衡阀动态特性直接关系到回路的特定性,二者若匹配的不好,就可能造成负载的振动现象。目前由于各类仿真模型中参数的准确性不足,仿真结果很难有效做出对回路参数的正确配置,因此一般均通过试验试凑来进行参数的设定,不仅系统无法达到最优,同时大量浪费人力物力,给产品的研制带来一定的不利影响。基于以上现状,提出了平衡阀动态特性与平衡回路的匹配性研究课题,旨在得到更具工程意义的仿真模型和技术成果,以便为现有产品的优化改进和后续产品的研制提供指导,其研究成果在工程机械中也具有广泛推广意义。本课题以CBCG平衡阀为研究对象,通过对阀件结构机理分析和参数的准确测量提取,利用功能分析法对平衡阀进行了功能分解,以此准确建立了平衡阀的单向、节流和溢流三个功能的数学模型和仿真模型,并进行了仿真。仿真结果与实测流量特性数据进行比对,结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。该模型在所有CB系列平衡阀中具有通用性,类似产品可以直接采用。基于平衡阀数学模型,建立了举升平衡回路的数学模型,并求解其传递函数,进而分析了影响回路稳定性的因素。建立了基于平衡阀仿真模型的平衡回路仿真模型,并根据工程可实现的需求,对主要因素进行了仿真分析,得出了平衡阀主阀芯开口的稳定性决定了平衡回路稳定性的结论,提出了提高平衡回路稳定性的途径。以高空作业车臂架举升机构为对象,建立了举升回路的数学模型和仿真模型,拟定了优化控制口阻尼和调整举升液压缸支点优化惯性载荷的方案,并通过仿真进行比对,最终确立了优化控制口阻尼以消除臂架振动,提高回路稳定性的方案。对优化控制口阻尼,增加阻尼网络的方案进行了实施,设计和实施了实车验证方案和测量方案,并进行了试验验证。实施效果和试验结果表明,通过优化控制口阻尼网络,能够消除臂架振动,有效提高系统稳定性。
【关键词】：平衡阀 平衡回路 CBCG 稳定性
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题来源及目的和意义10-12
• 1.2 国内外研究情况12-16
• 1.2.1 平衡阀研究情况12-14
• 1.2.2 平衡回路研究情况14-16
• 1.3 课题主要研究内容16-18
• 第2章 平衡阀数学模型及仿真分析18-30
• 2.1 平衡阀数学建模18-26
• 2.1.1 平衡阀结构和原理18-20
• 2.1.2 单向功能建模20-21
• 2.1.3 节流功能建模21-25
• 2.1.4 溢流功能建模25-26
• 2.2 平衡阀仿真模型及验证26-29
• 2.2.1 平衡阀仿真模型26-27
• 2.2.2 平衡阀流量特性试验验证27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 平衡回路数学建模及稳定性分析30-44
• 3.1 平衡回路建模及稳定性影响因素分析30-36
• 3.2 仿真模型及初始条件36-37
• 3.3 平衡阀动态特性对回路稳定性的影响37-40
• 3.3.1 主阀芯调压弹簧刚度的影响38
• 3.3.2 导压比的影响38-39
• 3.3.3 控制口阻尼的影响39-40
• 3.4 惯性载荷的影响40-41
• 3.5 液压缸的影响41-42
• 3.6 仿真结果分析42
• 3.7 本章小结42-44
• 第4章 平衡回路稳定性优化实例仿真分析44-55
• 4.1 举升机构原理及参数44-48
• 4.2 臂架举升平衡回路仿真模型的建立48-49
• 4.3 臂架举升平衡回路优化方案及仿真分析49-54
• 4.3.1 控制口阻尼优化50-52
• 4.3.2 举升液压缸载荷的优化52-54
• 4.4 优化方案确立54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 平衡回路稳定性优化试验验证55-60
• 5.1 试验概况55-57
• 5.1.1 试验目的55
• 5.1.2 试验方案55-57
• 5.2 试验情况及结果分析57-59
• 5.2.1 试验步骤57
• 5.2.2 试验结果分析57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论与展望60-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间发表的学术论文66-68
• 致谢68-69
• 个人简历69

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