多腔室液压缸的设计以及仿真和控制研究
本文选题:液压缸 + 多腔室 ; 参考:《燕山大学》2016年硕士论文
【摘要】:液压缸是液压传动系统中的执行元件。随着社会的发展,液压技术也在不断地进步,它在各个领域的应用也得到了不断地深化。新型、节能的液压技术备受社会青睐,因此液压设备、系统、元件也在不断地得到创新和完善。执行元件为液压缸的系统其工作性能受液压缸性能的影响较大,在这样的液压系统中,无论系统设计得多么精密巧妙,但如果液压缸没有设计好,整个系统的工作性能将会受到很大的影响,并且达不到预期的效果甚至使系统无法正常工作。因此,液压缸的性能对于液压传动系统而言具有重要意义。在液压传动系统工作过程中,会出现液压缸伸缩运行时所承受的负载不断变化的情况。在这种情况下,原动机做功有大有小并且不间断地变化,从而使系统工作时产生波动,使系统变得很不稳定。而且在传统液压传动系统中,普通液压缸在变负载工况下会产生较大的压力波动。因此针对该情况,本文引出多腔室液压缸的设计,来实现对液压缸的平衡控制,以此来解决液压传动系统中出现的压力波动以及原动机输出功率出现的波动问题。首先,对多腔室液压缸进行设计。本文通过将活塞杆做成空腔状并兼做另一缸体的形式,把普通的两腔室液压缸设计成具有四个腔室的液压缸。其次,对多腔室液压缸安全性能的验证。利用三维建模软件Solid Works进行多腔室液压缸的建模,然后再利用有限元分析软件ANSYS进行了静力受力分析,得出了应力及应变的云图。再次,利用AMESim软件中的HCD库搭建了四腔室液压缸的模型。进行了系统的建模仿真,得出液压缸的速度、位移曲线等。最后,设计了在变负载工况下,应用四腔室液压缸的PLC自动化控制系统,借助传感器和微型计算机,在特定的工况下可实现系统的自动化控制。
[Abstract]:Hydraulic cylinder is the executive element in hydraulic transmission system. With the development of society, hydraulic technology is also progressing, and its application in various fields has been deepened. New, energy-saving hydraulic technology is favored by the society, so hydraulic equipment, systems and components are constantly innovated and improved. The performance of a system whose actuator is a cylinder is greatly affected by the performance of the cylinder. In such a hydraulic system, no matter how sophisticated the system is, but if the cylinder is not well designed, The working performance of the whole system will be greatly affected, and can not reach the desired results or even make the system unable to work properly. Therefore, the performance of the hydraulic cylinder is of great significance to the hydraulic transmission system. During the working process of hydraulic transmission system, the load of hydraulic cylinder is constantly changing. In this case, the work done by the prime mover varies greatly and uninterruptedly, which makes the system fluctuate and the system becomes unstable. And in the traditional hydraulic transmission system, the pressure fluctuation of the ordinary hydraulic cylinder will occur under the variable load condition. In view of this situation, this paper introduces the design of multi-chamber hydraulic cylinder to realize the balance control of the hydraulic cylinder, so as to solve the pressure fluctuation in hydraulic transmission system and the fluctuation of the output power of the prime mover. First of all, the design of multi-chamber hydraulic cylinder. In this paper, the piston rod is made into an empty cavity and made into another cylinder block, and the ordinary two-chamber hydraulic cylinder is designed into a four-chamber hydraulic cylinder. Secondly, the safety performance of multi-chamber hydraulic cylinder is verified. Three dimensional modeling software Solid Works is used to model the multi-chamber hydraulic cylinder, and then the static force analysis is carried out by using the finite element analysis software ANSYS, and the cloud diagram of stress and strain is obtained. Thirdly, the four-chamber hydraulic cylinder model is built by using the HCD library in AMESim software. The system modeling and simulation are carried out, and the velocity and displacement curves of the hydraulic cylinder are obtained. Finally, the PLC automatic control system with four-chamber hydraulic cylinder is designed under the condition of variable load, and the automatic control of the system can be realized under certain working conditions with the help of sensors and microcomputer.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH137.51
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,本文编号:1786257
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