双内外啮合型齿轮多马达在同步回路中的应用
发布时间：2021-06-12 02:39
基于内外啮合型齿轮马达提出了双内外啮合型齿轮同步多马达,对其结构进行介绍,搭建了基于该齿轮马达控制的液压同步回路.所设计的齿轮同步多马达可以减小传统同步马达的尺寸,驱动成一定比例或者相同几何尺寸的执行机构同步运动,并能够切换油路以适应不同工况的需求.通过理论计算,将所搭建的包含齿轮同步多马达的液压同步控制回路在AMESIM软件中进行建模仿真,对实验结果的分析表明:该齿轮同步多马达可以代替多联齿轮马达控制油液比例,进而对执行机构进行同步控制.
【文章来源】：华中科技大学学报(自然科学版). 2020,48(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图1双内外啮合齿轮同步多马达结构1—壳体；2，8—月牙板；3，7—内马达内啮合小齿轮；4，6—内外马达共齿轮；5—中心齿轮；a，h—内马达出油口；b，g—内马达进油口；c，e—外马达进油口；d
第5期闻德生，等：双内外啮合型齿轮多马达在同步回路中的应用·71·3AMESIM仿真分析将上述所搭建的液压同步回路在AMESIM中建模，并进行仿真．分析两内外马达在上述两种工况下的同步特性[11]．a.双内外啮合齿轮多马达的建模基于双内外啮合多马达的工作原理，如图4所示建立模型，并生成超级元件，图4(a)中：1端口为双内外啮合齿轮同步马达的进油口；2，3端口为外马达的出油口；4，5端口为内马达的出油口．将回路图3在AMESIM中搭建完成，并将超级元件接入回路中，如图5所示，各数字含义同图3．b.子模型的选择及参数设置各元件的子模型采用AMESIM的有优先子模型[12]．经过理论计算，设置各元件的参数值如下：节流孔直径为4mm，液压缸1，2内径为50mm，液压缸3，4内径为34.4mm，活塞杆1，2直径为28mm，活塞杆3，4直径为20mm，液压缸行程为0.5mm，齿轮齿宽为30mm，共齿轮内齿数为54，共齿轮外齿数为64，中心齿轮齿数为45，小齿轮齿数为32，外啮合齿轮的模数为2mm，内啮合齿轮的模数为1.5mm．此外，溢流阀11，12的开启压力设置为20MPa，溢流阀13，14的开启压力设置为18MPa．分两个阶段仿真：第一个仿真阶段，换向阀9，图4双内外啮合齿轮马达建模图5AMESIM同步回路搭建10均在右位工作，四个液压缸的负载相同且都为5kN；第二仿真阶段，换向阀9，10得电均在左位工作，液压缸1和液压缸4的负载相同且都为3kN．c.仿真结果及分析在第一个仿真阶段，四个缸同步运动，仿真结?
·72·华中科技大学学报（自然科学版）第48卷图7两液压缸同步运动图8两阶段液压缸1的流量15.26L/min，为第一个阶段的两倍，且第一阶段活塞的运动时间为8s，第二阶段为4s，使液压缸的运动时间减半，与计算结果相同．在第二阶段过程中，对齿轮同步多马达的入口压力与液压缸1和4无杆腔中的压力进行比较，如图9所示，图中p为压力．可以看出：工作时液压缸4的入口压力大于马达的入口压力；马达的入口压力大于液压缸1的入口压力．当齿轮同步多马达给不同缸径注入流量时，在外负载相同的情况下，外马达为马达工况，内马达为二级增压泵工况．图9第二阶段三点处的压力4结语本研究采用内外啮合型齿轮同步多马达，在一个壳体内安装多个相互啮合的齿轮马达，既节省了工作空间，进一步提高了液压马达的比功率特性，又扩大了其使用范围，不仅可以同步相同缸径的液压缸，而且可以同步缸径成一定比例的液压缸，适应不同的工况，且同步精度能够满足一般使用要求．建立了基于AMESIM的双内外齿轮同步多马达液压同步系统仿真模型，仿真分析了四个液压缸同步运动和两个不同缸径的液压缸的同步运动的同步精度、流量特性和压力特性．分析结果表明：在这两种工况下，双内外啮合齿轮同步多马达均能够实现比例分流，实现液压缸等速同步运动的要求．参考文献[1]张绍久．液压同步系统[M]．北京：化学工业出版社，2010．[2]李壮云．液压元件与系统[M]．北京：机械工业出版社，2016．[3]许宏．齿轮分流增压器及其在工程机械上的应用[J]．工程机械，1992(6)：29-31．[4]王东升．齿轮式同步马达压力补偿阀的设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AMESim的齿轮分流马达的同步误差分析[J]. 孙飞,熊瑞平,党磊,唐静莹. 液压与气动. 2016(12)
[2]内外啮合齿轮马达的理论分析[J]. 闻德生,张凯明,张三喜,郑珍泉,杨杰. 北京理工大学学报. 2015(01)
[3]突变负载下基于同步马达的液压同步举升系统研究[J]. 魏列江,王霖,冯志清,李旭方. 液压与气动. 2014(03)
[4]Output Speed and Torque of Differential Double-Stator Swing Hydraulic Multimotors[J]. 闻德生,蔡秋雄,马洪胜,高俊峰. Journal of Donghua University（English Edition）. 2013(06)
[5]多泵多速马达传动系统简介[J]. 刘一山,闻德生,杜孝杰. 液压气动与密封. 2012(02)
[6]三作用多泵多马达输出转速和转矩的理论分析[J]. 闻德生,张勇,王志力,吕世君,筑地徹浩. 西安交通大学学报. 2011(03)
[7]低速大扭矩Ⅰ型复合齿轮转子马达的机理研究[J]. 张军,许贤良,章晓飞. 农业机械学报. 2004(02)
[8]齿轮分流增压器及其在工程机械上的应用[J]. 许宏. 工程机械. 1992(06)
硕士论文
[1]齿轮式同步马达压力补偿阀的设计与特性分析[D]. 王东升.燕山大学 2015
本文编号：3225780
【文章来源】：华中科技大学学报(自然科学版). 2020,48(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图1双内外啮合齿轮同步多马达结构1—壳体；2，8—月牙板；3，7—内马达内啮合小齿轮；4，6—内外马达共齿轮；5—中心齿轮；a，h—内马达出油口；b，g—内马达进油口；c，e—外马达进油口；d
第5期闻德生，等：双内外啮合型齿轮多马达在同步回路中的应用·71·3AMESIM仿真分析将上述所搭建的液压同步回路在AMESIM中建模，并进行仿真．分析两内外马达在上述两种工况下的同步特性[11]．a.双内外啮合齿轮多马达的建模基于双内外啮合多马达的工作原理，如图4所示建立模型，并生成超级元件，图4(a)中：1端口为双内外啮合齿轮同步马达的进油口；2，3端口为外马达的出油口；4，5端口为内马达的出油口．将回路图3在AMESIM中搭建完成，并将超级元件接入回路中，如图5所示，各数字含义同图3．b.子模型的选择及参数设置各元件的子模型采用AMESIM的有优先子模型[12]．经过理论计算，设置各元件的参数值如下：节流孔直径为4mm，液压缸1，2内径为50mm，液压缸3，4内径为34.4mm，活塞杆1，2直径为28mm，活塞杆3，4直径为20mm，液压缸行程为0.5mm，齿轮齿宽为30mm，共齿轮内齿数为54，共齿轮外齿数为64，中心齿轮齿数为45，小齿轮齿数为32，外啮合齿轮的模数为2mm，内啮合齿轮的模数为1.5mm．此外，溢流阀11，12的开启压力设置为20MPa，溢流阀13，14的开启压力设置为18MPa．分两个阶段仿真：第一个仿真阶段，换向阀9，图4双内外啮合齿轮马达建模图5AMESIM同步回路搭建10均在右位工作，四个液压缸的负载相同且都为5kN；第二仿真阶段，换向阀9，10得电均在左位工作，液压缸1和液压缸4的负载相同且都为3kN．c.仿真结果及分析在第一个仿真阶段，四个缸同步运动，仿真结?
·72·华中科技大学学报（自然科学版）第48卷图7两液压缸同步运动图8两阶段液压缸1的流量15.26L/min，为第一个阶段的两倍，且第一阶段活塞的运动时间为8s，第二阶段为4s，使液压缸的运动时间减半，与计算结果相同．在第二阶段过程中，对齿轮同步多马达的入口压力与液压缸1和4无杆腔中的压力进行比较，如图9所示，图中p为压力．可以看出：工作时液压缸4的入口压力大于马达的入口压力；马达的入口压力大于液压缸1的入口压力．当齿轮同步多马达给不同缸径注入流量时，在外负载相同的情况下，外马达为马达工况，内马达为二级增压泵工况．图9第二阶段三点处的压力4结语本研究采用内外啮合型齿轮同步多马达，在一个壳体内安装多个相互啮合的齿轮马达，既节省了工作空间，进一步提高了液压马达的比功率特性，又扩大了其使用范围，不仅可以同步相同缸径的液压缸，而且可以同步缸径成一定比例的液压缸，适应不同的工况，且同步精度能够满足一般使用要求．建立了基于AMESIM的双内外齿轮同步多马达液压同步系统仿真模型，仿真分析了四个液压缸同步运动和两个不同缸径的液压缸的同步运动的同步精度、流量特性和压力特性．分析结果表明：在这两种工况下，双内外啮合齿轮同步多马达均能够实现比例分流，实现液压缸等速同步运动的要求．参考文献[1]张绍久．液压同步系统[M]．北京：化学工业出版社，2010．[2]李壮云．液压元件与系统[M]．北京：机械工业出版社，2016．[3]许宏．齿轮分流增压器及其在工程机械上的应用[J]．工程机械，1992(6)：29-31．[4]王东升．齿轮式同步马达压力补偿阀的设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AMESim的齿轮分流马达的同步误差分析[J]. 孙飞,熊瑞平,党磊,唐静莹. 液压与气动. 2016(12)
[2]内外啮合齿轮马达的理论分析[J]. 闻德生,张凯明,张三喜,郑珍泉,杨杰. 北京理工大学学报. 2015(01)
[3]突变负载下基于同步马达的液压同步举升系统研究[J]. 魏列江,王霖,冯志清,李旭方. 液压与气动. 2014(03)
[4]Output Speed and Torque of Differential Double-Stator Swing Hydraulic Multimotors[J]. 闻德生,蔡秋雄,马洪胜,高俊峰. Journal of Donghua University（English Edition）. 2013(06)
[5]多泵多速马达传动系统简介[J]. 刘一山,闻德生,杜孝杰. 液压气动与密封. 2012(02)
[6]三作用多泵多马达输出转速和转矩的理论分析[J]. 闻德生,张勇,王志力,吕世君,筑地徹浩. 西安交通大学学报. 2011(03)
[7]低速大扭矩Ⅰ型复合齿轮转子马达的机理研究[J]. 张军,许贤良,章晓飞. 农业机械学报. 2004(02)
[8]齿轮分流增压器及其在工程机械上的应用[J]. 许宏. 工程机械. 1992(06)
硕士论文
[1]齿轮式同步马达压力补偿阀的设计与特性分析[D]. 王东升.燕山大学 2015
本文编号：3225780
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