液压缸复合型缓冲结构及缓冲过程的分析

发布时间：2017-09-10 03:12

  本文关键词：液压缸复合型缓冲结构及缓冲过程的分析

  更多相关文章： 复合缓冲结构 仿真分析 缓冲 液压缸 MATLAB 刚性问题

【摘要】：液压传动是非常重要的传动方式,在工程机械、冶金机械、塑料机械、汽车等行业都得到广泛地应用与发展。液压缸是液压传动主要的执行元件,然而当液压缸带动质量较大的工作部件作快速往复运动时,运动部件具有很大的动能,这样,当活塞运动至行程末端时,会与端盖发生机械碰撞,产生很大的冲击和振动。这种冲击和振动不仅会影响工作精度,而且会严重降低液压元件的使用寿命。所以对活塞杆运动结束之前如何避免产生强烈的撞击和振动,降低噪声,提高系统的工作性能提出了更高的要求。 本文在对各种液压缸内置式缓冲结构的缓冲机理分析的基础上,探讨了各缓冲结构的缓冲特性,尤其是对环形、圆锥、斜面、固定节流小孔抛物线等结构进行了详细的分析。分析可知,小孔、环形缓冲结构在刚进入缓冲阶段时有很大的压力突变,开始缓冲后压力很快衰减下来,‘几乎不起缓冲作用,因此这种结构适用于低速、轻载的场合；圆锥面在缓冲初期压力的变化趋势比较平缓,后期具有较大的压力突变；斜面段在整个缓冲阶段压力变化是渐变过程,压力峰值较小,缓冲效果良好；抛物线是恒减速的缓冲装置,然而在缓冲开始和结束时具有较大的加速度冲击。结合这几种缓冲结构各自的优势设计了一种复合型液压缸缓冲结构,将整个缓冲过程分为三个阶段：第一,当刚进入缓冲阶段时选用圆锥面,使得缓冲压力突变较小,并且起到良好的导向作用；第二,选用斜面作为主体缓冲结构,缓冲过程中具有较低的压力峰值,使执行元件的动能在短时间内消耗达到最大；第三,当到达缓冲末期速度很小时选用环形面,固定节流小孔一直并联于整个缓冲过程中。通过MATLAB软件对缓冲结构的参数进行优化设计,得到一组最佳参数,在缓冲过程中可达到能量吸收均匀,冲击力小,制动平稳的预期效果。 通过对设计的复合型液压缸缓冲节流面积与理想缓冲结构的节流面积对比分析,得出实际节流面积与理想节流面积更为接近,性能更加趋近理想缓冲特性,达到理想的设计效果。 液压缸缓冲效果的好坏除了与缓冲结构有关外,还与负载、缓冲初速度等因素相关,要达到理想的缓冲效果,就需要根据具体的工况设计缓冲结构。本文结合MATLAB强大的图形处理和数值计算能力以及VB软件友好的设计界面的优势,采用COM组件实现二者的混合编程,用户只需在界面上输入结构参数和液压缸参数,即可得到复合型液压缸缓冲结构在缓冲过程中速度、压力、节流面积随行程变化的曲线,在短时间内完成缓冲结构的设计,具有较强的实用价值。 复合型液压缸缓冲结构可以达到消除硬冲击、减小软冲击的作用效果。该结构的创新之处在于：1)整个缓冲结构简单紧凑,加工容易,缓冲效果良好；2)缓冲截流面积随着缓冲行程的增加而不断减小,阻力作用逐渐增强,因此缓冲均匀,冲击力小；3)运用MATLAB和VB软件混合编程,用户只需在VB界面下输入不同的工况参数,即可得到缓冲结构的缓冲特性曲线,实现缓冲结构的快速设计。
【关键词】：复合缓冲结构 仿真分析 缓冲 液压缸 MATLAB 刚性问题
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题的背景和意义10-11
• 1.2 砌块成型机简介11-12
• 1.3 液压传动与控制系统缓冲装置研究意义12
• 1.4 常见液压缸缓冲装置简介12-15
• 1.5 液压缸缓冲装置的发展15-17
• 1.6 课题的提出及研究内容17-18
• 1.7 本课题的主要内容18-20
• 第二章 液压缸内置式缓冲结构及其过程分析20-36
• 2.1 前言20
• 2.2 刚性问题20-21
• 2.3 软件介绍21-23
• 2.3.1 MATLAB软件介绍21-22
• 2.3.2 C语言介绍22-23
• 2.4 液压缸内缓冲装置缓冲过程分析23-34
• 2.4.1 缓冲装置数学模型建立23-25
• 2.4.2 液压缸内缓冲装置特性分析25-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第三章 复合型液压缸缓冲装置36-50
• 3.1 结构分析36-38
• 3.2 数学模型的建立38-41
• 3.3 MATLAB软件仿真分析41-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第四章 理想液压缸缓冲装置的分析50-56
• 4.1 前言50
• 4.2 理想节流装置与复合型缓冲结构对比分析50-56
• 第五章 MATLAB与VB混合编程56-68
• 5.1 前言56
• 5.2 软件介绍56-58
• 5.2.1 Microsoft Visual Basic6.0介绍56
• 5.2.2 VB与MATLAB混合编程技术56-58
• 5.3 MATLAB COM Builder介绍58-62
• 5.4 软件的开发设计62-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-72
• 6.1 总结68-69
• 6.2 思考与展望69-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士期间发表论文目录77-78
• 附录78-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孟力力;杨其长;;VB调用Matlab的COM组件实现二者混合编程[J];电脑开发与应用;2008年06期

2 丁凡;高速液压缸缓冲过程的研究[J];钢铁;1998年08期

3 井治;欧马克砌块成型机特点[J];粉煤灰;2002年01期

4 朱华兴;;液压系统的最佳缓冲控制及其实施方法的研究[J];机床与液压;1988年05期

5 刘波,吴嵩,丁凡,张策;高速液压缸平板节流缓冲过程的研究[J];机床与液压;2004年09期

6 陈冰冰,寿松乔;液压缸缓冲结构的分析与计算[J];机电工程;1999年05期

7 刘金榕;易文颖;夏魁;;新型高速液压缸内缓冲装置及其特性的研究[J];机电工程;2010年03期

8 王永良;孙艳玲;吴军辉;;高速液压缸阶梯型缓冲结构与过程研究[J];机械制造;2011年04期

9 毋玉芝;四阶龙格—库塔算法的C语言实现[J];焦作大学学报;2001年01期

10 许同乐,司爱国;液压系统数学模型中刚性问题分析方法[J];建筑机械;2005年10期

，

本文编号：824389