超大型数控剪板机液压系统压力响应及回程节能特性研究

发布时间：2017-07-06 17:25

  本文关键词：超大型数控剪板机液压系统压力响应及回程节能特性研究

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【摘要】：液压系统是数控剪板机的动力系统,为剪切板材提供剪切力,其设计水准及可靠性对剪板机的最大剪切能力产生直接影响。针对国内外超大型数控剪板机液压系统的发展现状,本文开发了一套适用于大跨度、厚板材剪切的剪板机液压系统,并对所开发的液压系统的压力响应特性及蓄能器辅助刀架回程的节能特性开展了理论分析及实验研究,主要内容如下:(1)自主设计了超大型数控剪板机液压系统,首次采用蓄能器外加回程缸的方式辅助刀架回程,具有显著的节能效果;通过对系统总压力损失进行验算分析表明,系统总压力损失为1.44MPa,所设计液压系统满足剪板机使用要求,为后续系统的理论分析奠定了基础。(2)建立了插装式电磁溢流阀数学模型及Simulink仿真模型,并结合物理模型对仿真模型进行相关边界条件设置,研究了剪板机循环工作过程中系统压力及主阀阀芯位移的周期性变化情况,研究结果表明,系统建压耗时明显长于系统卸压耗时,同时系统启动卸荷时,压力脉冲较大;对比分析了插装式电磁溢流阀结构参数、输入流量和工作压力等对系统压力响应特性的影响。(3)建立了蓄能器辅助刀架回程的理论模型,研究了蓄能器初始充气体积和液腔有效作用面积等对刀架回程节能特性的影响;研究表明,初始充气体积和液腔有效作用面积越大,回程响应越慢;通过对比分析两种刀架回程方式的能耗发现,采用蓄能器辅助回程的方式可以使系统能耗降低14.8%。(4)搭建了剪板机液压实验系统,设计了系统压力响应特性实验方案,研究了插装式电磁溢流阀静态卸荷压力及压力响应特性。实验结果表明,随着输入流量的越大,卸荷压力有一定程度地增大,同时卸荷初期的压力脉冲也增大,实验数据反映出的规律与理论分析结果基本一致,从而验证了理论分析的正确性。
【关键词】：剪板机 液压系统 插装式电磁溢流阀 压力响应 节能特性
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG315;TP271.31
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 研究背景及意义13
• 1.2 剪板机概述13-16
• 1.2.1 剪切理论概述13-14
• 1.2.2 剪板机液压系统14-15
• 1.2.3 二通插装阀技术15-16
• 1.3 国内外研究现状16-19
• 1.3.1 剪板机产品研发现状16-17
• 1.3.2 剪板机液压系统研究17-18
• 1.3.3 插装式电磁溢流阀特性研究18-19
• 1.3.4 研究中存在的问题19
• 1.4 课题主要研究内容19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 第二章 剪板机液压系统设计21-37
• 2.1 剪板机工况分析21-26
• 2.1.1 执行元件确定22
• 2.1.2 运动分析22-24
• 2.1.3 动力分析24-26
• 2.2 剪板机液压系统方案设计26-29
• 2.2.1 液压系统原理设计26-28
• 2.2.2 液压系统工作过程28-29
• 2.3 液压元件的选型计算29-36
• 2.3.1 液压执行元件29-31
• 2.3.2 液压动力组件31-32
• 2.3.3 液压阀元件及辅件的选择32-34
• 2.3.4 液压系统性能验算34-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 剪板机液压系统压力响应特性理论研究37-57
• 3.1 系统压力响应特性衡量指标37
• 3.2 插装式电磁溢流阀数学模型37-42
• 3.3 插装式电磁溢流阀仿真模型42-46
• 3.3.1 边界条件设置42-43
• 3.3.2 仿真模型搭建43-46
• 3.3.3 仿真参数设置46
• 3.4 仿真结果及影响因素研究46-55
• 3.4.1 仿真结果分析46-47
• 3.4.2 主要参数对系统压力响应特性的影响47-55
• 3.5 本章小结55-57
• 第四章 剪板机液压系统回程节能特性理论研究57-71
• 4.1 蓄能器的工作原理及分类57-59
• 4.1.1 蓄能器的工作原理57-58
• 4.1.2 蓄能器的分类58-59
• 4.2 蓄能器辅助刀架回程数学模型59-62
• 4.2.1 刀架子系统数学模型59-60
• 4.2.2 回程缸子系统数学模型60
• 4.2.3 气囊式蓄能器数学模型60-62
• 4.3 蓄能器辅助回程节能特性研究62-68
• 4.3.1 蓄能器辅助回程仿真模型62-65
• 4.3.2 蓄能器参数选择65-66
• 4.3.3 蓄能器辅助回程动态过程分析66-67
• 4.3.4 主要参数对蓄能器辅助回程节能特性的影响67-68
• 4.4 回程工况能耗对比分析68-69
• 4.5 本章小结69-71
• 第五章 剪板机液压实验系统设计与实验研究71-82
• 5.1 剪板机液压实验系统设计71-74
• 5.1.1 实验系统的组成71-73
• 5.1.2 数据采集系统73-74
• 5.2 实验方案设计74-76
• 5.2.1 插装式电磁溢流阀静态特性实验方案设计75
• 5.2.2 插装式电磁溢流阀压力响应特性实验方案设计75-76
• 5.3 实验结果分析76-80
• 5.3.1 插装式电磁溢流阀静态特性76-77
• 5.3.2 插装式电磁溢流阀压力响应特性77-80
• 5.4 本章小结80-82
• 第六章 总结与展望82-84
• 6.1 总结82-83
• 6.2 展望83-84
• 参考文献84-87
• 致谢87-88
• 在校期间发表的学术论文88
• 在校期间申请的发明专利88-89
• 在校期间参与项目及获奖情况89

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本文编号：527165