海底犁式挖沟机液压系统设计及实验研究

发布时间：2017-04-06 02:07

  本文关键词：海底犁式挖沟机液压系统设计及实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的不断进步与发展，人们对资源的需求越来越大，能源问题日益严重，传统陆上能源已经不能满足社会发展所带来的巨大需求，人类的步伐从陆地逐步迈向了海洋。但是我国在海洋工程领域的相关技术跟国外发达国家还有较大的差距，管道铺设机械及其水下液压系统相关技术的研究还比较落后。因此课题组依托国家自然科学基金项目“硬质土挖沟技术与装备研究”对海底犁式挖沟机进行了较为深入的研究。本论文重点对海底犁式挖沟机的液压系统进行设计及实验研究，对水下液压系统的补偿技术进行研究，并设计一种新型的补偿单元，为后续犁式挖沟机的液压系统的研制奠定基础。 论文首先针对海底犁式挖沟机设计指标及工作环境要求，提出挖沟机液压系统的设计要求，对总体方案进行设计，并对其各组成部分包括：液压动力单元、各功能回路、阀及管路的集成方案及液压应急方案进行设计。 论文重点对犁式挖沟机的滑橇升降液压回路进行研究及设计，并对其性能进行仿真分析。首先对挖沟机进行力学建模及分析，得到滑橇升降装置受力和挖掘深度之间的关系；对滑橇升降装置进行运动学分析，得到液压缸位移和挖沟深度的关系。为设计控制系统及液压缸的选型提供依据。完成液压原理图的设计及主要元件的选型。最后应用AMEsim软件对回路性能进行仿真分析。 其次论文对水下液压系统的补偿技术进行研究。分析现有补偿器产品的静态性能。针对海底犁式挖沟机特点及现有补偿器产品的不足设计一种新型补偿单元，该补偿单元具同时具有有源及无源两种工作模式，在有源工作模式下可以实现对系统恒补偿压力裕量的压力补偿，，并可以实现较大的体积补偿。通过仿真分析对比验证新型补偿单元的性能。 最后对海底犁式挖沟机液压系统进行实验研究，实验主要包括两个方面：利用陆上实验样机对液压系统各功能回路性能进行试验，验证液压回路设计的合理性，并针对实验中出现的问题对设计进行优化；通过水下动力源的实验研究，验证水下液压系统设计方案的正确性及补偿器的工作性能。
【关键词】：犁式挖沟机 海底管道 水下液压系统 补偿器
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 海底管道挖沟机国内外的研究现状及发展12-17
• 1.2.1 国外海底管道挖沟设备研究现状12-16
• 1.2.2 国内海底管道挖沟设备研究现状16-17
• 1.3 水下液压系统技术研究现状及发展17-21
• 1.3.1 国外相关领域研究现状17-19
• 1.3.2 国内相关领域研究现状19-21
• 1.4 课题来源、目的及研究意义21
• 1.5 本论文的主要研究内容21-23
• 第2章 犁式挖沟机液压系统总体方案设计23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 犁式挖沟机工作原理及组成23-24
• 2.2.1 犁式挖沟机工作原理23
• 2.2.2 犁式挖沟机组成23-24
• 2.3 犁式挖沟机液压系统设计指标及性能要求24-26
• 2.4 犁式挖沟机液压系统方案设计26-34
• 2.4.1 液压系统方案概述26-27
• 2.4.2 动力单元方案设计27-28
• 2.4.3 各功能回路方案设计28-31
• 2.4.4 阀及管路的集成方案设计31-32
• 2.4.5 液压应急方案设计32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 犁式挖沟机滑橇升降液压回路设计及仿真研究35-57
• 3.1 引言35
• 3.2 滑橇升降装置概述35-36
• 3.2.1 滑橇升降装置组成35-36
• 3.2.2 滑橇升降装置工作原理36
• 3.3 滑橇升降装置力学及运动学分析36-45
• 3.3.1 整机力学分析36-37
• 3.3.2 挖掘反力计算37-40
• 3.3.3 摩擦力计算40
• 3.3.4 滑橇升降装置力学分析40-43
• 3.3.5 滑橇升降装置运动学分析43-45
• 3.4 滑橇升降装置液压回路设计45-50
• 3.4.1 工况分析45
• 3.4.2 原理图设计45-48
• 3.4.3 元件选型48-50
• 3.5 液压回路仿真分析50-56
• 3.5.1 基于 AMEsim 软件液压仿真方法介绍50
• 3.5.2 液压模型建立及参数设置50-53
• 3.5.3 系统性能仿真分析53-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第4章 水下液压系统补偿器技术研究57-74
• 4.1 引言57
• 4.2 液压补偿器的工作原理及现有产品分析57-61
• 4.2.1 补偿器工作原理57-58
• 4.2.2 补偿器种类58-60
• 4.2.3 典型压力补偿器产品静态分析60-61
• 4.3 一种新型压力补偿单元的设计61-68
• 4.3.1 整体方案设计及工作原理61-63
• 4.3.2 结构设计63-67
• 4.3.3 液压模块设计67-68
• 4.4 补偿器性能仿真分析68-73
• 4.4.1 现有产品性能分析68-70
• 4.4.2 新型补偿单元性能分析70-73
• 4.5 本章小结73-74
• 第5章 犁式挖沟机液压系统的实验研究74-85
• 5.1 引言74
• 5.2 液压系统陆上实验研究74-80
• 5.2.1 陆上实验概述74-75
• 5.2.2 液压系统陆上实验概述75-76
• 5.2.3 实验结果分析及原理图优化76-80
• 5.3 水下动力源实验研究80-84
• 5.3.1 实验概述80-81
• 5.3.2 实验内容及结果分析81-84
• 5.4 本章小结84-85
• 结论85-86
• 参考文献86-91
• 致谢91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：288070