高频伺服扭转疲劳试验机液压系统设计与开发

发布时间：2017-08-26 16:42

  本文关键词：高频伺服扭转疲劳试验机液压系统设计与开发

  更多相关文章： 电液伺服 摆动液压缸 间隙密封 AMESim Delphi

【摘要】：疲劳破坏是指材料在远低于材料强度极限的交变应力作用下而发生破坏的现象，是多数机械零部件早期失效的主要形式。扭转疲劳试验机是用来确定工业生产中各种曲轴、连杆、齿轮、弹簧、螺栓等零件的动态力学性能，即疲劳性能。电液伺服系统具有精度高、响应快、功率高的特点，因此本试验机采用电液伺服系统，摆动液压缸作为电液伺服系统的执行元件。 因为电液伺服疲劳试验机属于技术密集型测试设备，其核心技术长期被欧美及日本等发达国家所掌握，并一直垄断着全球的产品市场，而我国在该领域的研究起步相对较晚，与国外先进技术存在不小差距。在国内，大部分试验机厂只生产用于静载测试的扭转试验机，而用于动载测试的扭转疲劳试验机几乎没有，所以加强该领域的研究工作并形成工业量产就是非常有必要。 机架，液压系统，，测控系统等作为此设备的主要组成部分。其中液压系统和测控系统是高频伺服扭转疲劳试验机的核心部分，它们的性能将直接影响试验机的频率、精度以及响应速度等。本论文是与上海美西为机电设备有限公司合作完成的，主要内容包括：液压系统设计，摆动液压缸的设计和液压系统主要元件选型，基于AMESim液压系统建模与仿真以及实验软件开发。 液压系统的整体设计是基于技术要求。摆动液压缸的设计是借鉴汉臣（HAENCHEN）公司伺服缸间隙密封技术，将该密封技术运用于此执行元件中，并对输出轴、缸体内壁、动叶片外弧面和定叶片内弧面进行热处理，提高摆动液压缸的使用寿命。同时对伺服阀、液压泵、传感器选型。 基于AMESim液压系统建模与仿真是运用AMESim软件对系统进行建立模型，并设置相应的参数，对液压系统进行基于角度闭环反馈和扭矩闭环反馈的仿真。结果表明该试验机液压系统具有良好的动态性能，也验证了该液压系统的设计具有可行性。 实验软件是基于Delphi软件开发平台开发的试验软件程序，实现单通道加载，N闭环滑模变结构反馈控制。控制方式包括扭矩控制、角度控制，在试验开始前通过界面操作完成控制方式的转换，试验开始后禁止进行控制方式转换。加载波形包括正弦波、三角波、矩形波、梯形波、锯齿形波、自定义波等，并在试验开始前可以设置对应的频率、初相、峰值和均值等参数。要求有实验保护功能，自动停止和手动急停实验功能。实时记录试验数据同时保存为文本文件，为试验数据后续处理提供方便。 最后进行高频伺服扭转疲劳试验机的安装与调试，对调试过程中出现的问题分析并提出解决方案。最终试验机满足设计要求。
【关键词】：电液伺服 摆动液压缸 间隙密封 AMESim Delphi
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137;TH87
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 前言12-13
• 1.2 国内外发展现状13-15
• 1.3 本论文研究的主要内容15-16
• 第2章 高频伺服扭转疲劳试验机液压系统总体设计16-19
• 2.1 高频伺服扭转疲劳试验工作原理及试验流程16-17
• 2.2 高频伺服扭转疲劳试验机功能及主要技术参数17-18
• 2.2.1 试验机功能17
• 2.2.2 主要技术参数17-18
• 2.3 液压系统总体设计18
• 2.4 本章小结18-19
• 第3章 摆动液压缸的设计及主要元件选型19-36
• 3.1 摆动液压缸工作压力和液压油型号的选择19
• 3.2 摆动液压缸的设计19-25
• 3.2.1 间隙密封工作原理20-21
• 3.2.2 摆动液压缸工艺特点21
• 3.2.3 摆动液压缸固有频率分析21-23
• 3.2.4 摆动液压缸参数计算23-25
• 3.3 伺服阀的选型25-28
• 3.3.1 伺服阀的工作原理25
• 3.3.2 伺服阀的选型25-26
• 3.3.3 伺服阀的参数计算26-28
• 3.4 液压泵的选型28-31
• 3.4.1 液压泵的分类28-29
• 3.4.2 液压泵的参数计算29-31
• 3.5 传感器的选型31-35
• 3.5.1 角度编码器的选型31-33
• 3.5.2 扭矩传感器的选型33-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第4章 基于 AMESim 的液压系统建模与仿真36-47
• 4.1 AMESim 软件介绍36-37
• 4.2 液压系统 AMESim 建模37-40
• 4.2.1 常用液压元件模型37-38
• 4.2.2 液压系统建模38-40
• 4.3 液压系统参数40-41
• 4.4 液压系统仿真分析41-46
• 4.4.1 角度加载仿真分析41-43
• 4.4.2 扭矩加载仿真分析43-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 基于 Delphi 编写的试验软件47-56
• 5.1 Delphi 软件介绍47-48
• 5.2 试验软件功能48-55
• 5.2.1 软件界面48-49
• 5.2.2 试验过程49-51
• 5.2.3 试验报告51-52
• 5.2.4 传感器52-54
• 5.2.5 参数设置54-55
• 5.3 试验软件源代码55
• 5.4 本章小结55-56
• 第6章 高频伺服扭转疲劳试验机安装与调试56-61
• 6.1 高频伺服扭转疲劳试验机的组装56-58
• 6.2 高频伺服扭转疲劳试验机的调试58-60
• 6.2.1 试验机的工作环境58-59
• 6.2.2 试验机调试准备59
• 6.2.3 试验机调试59
• 6.2.4 调试过程中所遇到的问题和解决方法59-60
• 6.3 本章小结60-61
• 总结与展望61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 作者简介66
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果66-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 普学仁;提高镀铬层性能的方法[J];重庆工业高等专科学校学报;2003年01期

2 孙牧桥;苏三买;成剑;宋瑞涛;;空气涡轮起动机调压装置AMESim建模与仿真[J];航空动力学报;2012年02期

3 邓元望;元野;周飞;陈可亮;;基于AMESim和LS-SVM的高压共轨系统建模与仿真[J];湖南大学学报(自然科学版);2012年01期

4 侯琳;;多学科领域复杂系统仿真平台——AMESIM软件功能简介[J];CAD/CAM与制造业信息化;2005年12期

5 苏东海;于江华;;液压仿真新技术AMESim及应用[J];机械;2006年11期

6 杨春晖;罗维东;张文明;王辉;;基于AMESim和有限元法的浮动式举升缸支座设计与分析[J];农业机械学报;2010年09期

7 李树立;焦宗夏;;静压支承摆动液压马达研究[J];润滑与密封;2006年08期

8 陈德明;;冶金结晶器振动液压缸密封结构研究[J];现代制造技术与装备;2012年02期

9 江玲玲;张俊俊;;基于AMESim的液压位置伺服系统动态特性仿真[J];机械工程与自动化;2007年01期

10 张大海;李伟;林勇刚;刘宏伟;应有;;基于AMESim的海流能发电装置液压传动系统的建模与仿真[J];太阳能学报;2010年02期

本文编号：742430