多功能穿梭机节能型液压系统设计与分析

发布时间：2017-07-27 15:19

  本文关键词：多功能穿梭机节能型液压系统设计与分析

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【摘要】：多功能穿梭机是汽车涂装线一个重要环节,对汽车涂装质量、涂装成本有重要影响。鉴于目前多功能穿梭机的动力装置主要采用电机驱动,采用液压驱动的方式在研究中处于验证阶段。另外节能减排技术是液压领域一个重要的研究方向,鉴于液压系统效率普遍较低,如何降低能耗是设计液压系统时重点考虑的问题。因此,本文以某企业研制的多功能穿梭机为研究对象,结合液压系统节能技术,设计出多功能穿梭机的节能型液压系统是本课题的研究目标。根据以上研究目标,本文经过对多功能穿梭机工作循环过程的分析,为了回收多功能穿梭机在下降过程中的重力势能,并且使多功能穿梭机在上升过程中再利用回收的重力势能,以降低系统的整体能耗,本文从以下几个步骤完成了以蓄能器为储能元件的多功能穿梭机节能型液压系统的设计与分析工作:(1)根据多功能穿梭机的机械结构,对其进行了力学分析,确定了液压缸的工况图,包括负载-时间(F-t)曲线、压力-时间(p-t)曲线、流量-时间(q-t)曲线,进而确定了液压缸主要参数,包括液压缸的内径D_1、活塞杆直径d_1,为液压系统的合理设计提供了依据;(2)结合多功能穿梭机的工作循环,详细设计了以蓄能器作为储能元件的节能型液压系统,并对其节能原理,包括二级调压回路、重力势能回收再利用回路进行详细的叙述,结合节能控制技术实现多功能穿梭机节能;(3)对所设计的节能型液压系统进行相关参数的计算,包括蓄能器主要参数、系统能耗比等,并在AMESim下建立了相关元件的模型,为进一步的仿真分析提供了理论计算支撑;(4)为验证所设计的节能型液压系统的合理性,建立了其仿真模型,并分析对比了二级调压回路、重力势能回收再利用回路对液压系统节能的影响。仿真结果得出,使用蓄能器后能使系统能耗降低50%,节能效果显著。同时针对液压系统在工作过程中的液压冲击,分析节流口不同开度下的对液压系统影响,为设计的实际应用提供了参考依据。本课题研究面向生产实际,为多功能穿梭机设计了节能型液压系统驱动方案,并在整个设计过程中,重点考虑了节能的问题,降低了企业成本,同时使产品更加多元化。
【关键词】：多功能穿梭机 节能 液压系统 蓄能器 AMESim
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U468.2;TH137
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.1.1 课题研究背景9-10
• 1.1.2 课题研究意义10
• 1.2 液压系统节能技术概述10-14
• 1.2.1 液压元件的节能技术11
• 1.2.2 改进液压系统的节能技术11-12
• 1.2.3 回收系统能量的节能技术12-14
• 1.3 课题的提出及论文研究内容14-16
• 1.3.1 课题的提出14
• 1.3.2 论文研究内容14-16
• 第二章 穿梭机液压翻转机构力学分析及液压系统设计16-27
• 2.1 液压翻转机构的工作原理16-17
• 2.1.1 液压翻转机构简图16
• 2.1.2 液压翻转机构的工作流程16-17
• 2.2 液压翻转机构力学分析及液压缸主要参数确定17-21
• 2.2.1 性能要求17
• 2.2.2 液压翻转机构力学分析17-19
• 2.2.3 液压缸主要参数确定及工况图19-21
• 2.3 节能型液压系统设计21-22
• 2.4 节能型液压系统分析22-26
• 2.4.1 液压系统回路的节能分析23-25
• 2.4.2 液压系统能量回收的特点25
• 2.4.3 液压系统节能控制方法25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 液压系统参数计算及建模27-38
• 3.1 翻转机构液压缸负载模型27-28
• 3.2 液压系统主要元件模型28-35
• 3.2.1 蓄能器模型28-32
• 3.2.2 液压泵模型32-33
• 3.2.3 液压缸模型33-35
• 3.3 其他元件建模时的注意事项35-36
• 3.4 节能型液压系统的节能效率36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 基于AMESim的节能型液压系统仿真与分析38-51
• 4.1 基于AMESim的节能型液压系统仿真38-39
• 4.2 有无二级调压回路对节能的影响39-41
• 4.2.1 有无二级调压回路仿真模型的建立40
• 4.2.2 有无二级调压回路仿真结果的分析对比40-41
• 4.3 有无重力势能回收再利用回路对节能的影响41-47
• 4.3.1 有无重力势能回收再利用回路仿真模型的建立42
• 4.3.2 有无重力势能回收再利用回路仿真结果的分析对比42-47
• 4.4 节流阀对液压冲击的影响分析47-50
• 4.4.1 节流口的流量特性48-49
• 4.4.2 节流口不同开口度的仿真分析49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 结论与展望51-53
• 5.1 论文总结51-52
• 5.2 工作展望52-53
• 参考文献53-56
• 发表论文和科研情况说明56-57
• 致谢57-58

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本文编号：582065