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变频回转液压系统的动态特性仿真

机床与液压 2001年第3期29卷 7-9页

作者：彭天好杨华勇徐兵浙江大学流体传动及控制国家重点实验室杭州市310027

建立了变频回转液压系统的数学模型 ,利用Matlab中的Simulink构建了该系统的仿真模型 ,并对其动态特性进行了仿真。讨论了主要参数对系统性能的影响 ,得出了一些有价值的结论。

关键词：回转液压系统仿真动态特性变频调速数学模型

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掘进机回转液压系统的功率键合图绘制与仿真

煤炭科学技术 2007年第4期35卷 65-68页

作者：韩虎曾庆良孙成通曲文君临沂师范学院工程学院山东临沂276005 山东科技大学机电学院山东青岛266510

研究并采用功率键合图的方法建立了掘进机回转液压系统的动态模型,根据掘进机回转液压系统的实际工作情况建立了两种状态的功率键合图:一是油缸带缓冲装置的动态模型,二是溢流缓冲的动态模型;利用Simulink建立了动态模型并进行了仿真,... 详细信息

研究并采用功率键合图的方法建立了掘进机回转液压系统的动态模型,根据掘进机回转液压系统的实际工作情况建立了两种状态的功率键合图:一是油缸带缓冲装置的动态模型,二是溢流缓冲的动态模型;利用Simulink建立了动态模型并进行了仿真,结果表明仿真效果良好,为掘进机回转液压系统的设计提供理论依据。

关键词：功率键合图回转液压系统仿真掘进机

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风翼回转液压系统控制策略仿真及实验研究

机床与液压 2015年第15期43卷 83-87页

作者：闫亚胜赵志强黄连忠林虹兆刘绪儒大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026 中国船舶工业系统工程研究院北京100036

风翼回转液压系统是风翼助航船舶必不可少的一部分。在实际运行过程中,要求此液压系统能够稳定运行,压力波动小。对风翼回转液压系统在AMESim中建立仿真模型,在给定4种不同起动和制动控制信号的情况下,分别在仿真模型和实验台液压系统... 详细信息

风翼回转液压系统是风翼助航船舶必不可少的一部分。在实际运行过程中,要求此液压系统能够稳定运行,压力波动小。对风翼回转液压系统在AMESim中建立仿真模型,在给定4种不同起动和制动控制信号的情况下,分别在仿真模型和实验台液压系统中比较压力波动和峰值压力,找出最适宜的起动和制动信号。在确定控制信号的基础上,通过对比不同起制动时间下系统的动态特性,最后确定系统最佳起动和制动时间。为风翼的实船应用奠定了基础。

关键词：回转液压系统控制策略风翼助航液压仿真

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吊舱回转液压系统的设计与仿真研究

吊舱回转液压系统的设计与仿真研究

作者：黄喆大连海事大学

学位级别：硕士

随着现代化船舶逐渐向高速化、大型化、专业化方向发展,传统的柴油机直接推进方式的船舶缺点逐渐显现。而液压传动具有功率重量比大、过载安全性好等特点,将液压马达安装在可3600回转的吊舱中,利用液压马达转动驱动螺旋桨,这样就形成了... 详细信息

随着现代化船舶逐渐向高速化、大型化、专业化方向发展,传统的柴油机直接推进方式的船舶缺点逐渐显现。而液压传动具有功率重量比大、过载安全性好等特点,将液压马达安装在可3600回转的吊舱中,利用液压马达转动驱动螺旋桨,这样就形成了吊舱液压推进系统。吊舱式液压推进兼顾液压传动的优点,同时可实现矢量推进,成为新型的船舶推进方式。吊舱推进器的回转是通过回转系统实现的,吊舱回转系统是吊舱推进器的重要组成部分,其动态特性直接影响整个吊舱推进器的工作性能。本文以一艘2320t,已改进为吊舱式液压推进系统的海事公务船为研究对象,设计了该吊舱的回转液压系统,并对吊舱回转液压系统关键原件进行了选型计算,最后对整个液压系统进行了仿真研究。(1)深入研究了吊舱推进器的整体结构、回转系统的分类和组成,对吊舱液压推进器的回转液压系统进行了设计。(2)通过设计计算,确定液压系统关键元件的性能参数,结合其数据,依照市场上现有的产品进行了选型。(3)采用面向系统原理建模的LMS AMESim软件搭建吊舱回转液压系统的仿真模型,利用Simulink仿真工具建立了回转系统的负载模型和变排量控制系统,联合二者完成了吊舱回转液压系统整体的仿真模型,并对其仿真结果进行了分析。仿真结果表明本文设计的吊舱回转液压系统能很好地完成吊舱的转角指令,其研究成果为指导吊舱式液压推进器回转液压系统的改进、优化与设计提供了基础理论,具有广泛的应用前景。

关键词：液压推进吊舱液压推进系统回转液压系统联合仿真

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风翼回转液压系统设计优化研究

风翼回转液压系统设计优化研究

作者：闫亚胜大连海事大学

学位级别：硕士

近年来随着世界范围内能源危机的日益严重,航运业正在积极寻求新能源来达到船舶节能减排的目的。风能以其可再生、分布广泛的优点受到航运界的普遍关注,船舶利用风能的主要方式为风帆助航。为了使风帆达到较好的助推效果,风帆的角度需... 详细信息

近年来随着世界范围内能源危机的日益严重,航运业正在积极寻求新能源来达到船舶节能减排的目的。风能以其可再生、分布广泛的优点受到航运界的普遍关注,船舶利用风能的主要方式为风帆助航。为了使风帆达到较好的助推效果,风帆的角度需要由可靠的风帆驱动装置根据风向或航向的变化来适时调整。因此设计一套风帆驱动装置并对其优化对风帆助航技术的推广具有重要意义。首先,通过查阅风帆驱动系统的相关资料,选定开式回转液压系统作为风帆的驱动系统;选择一种适用于目标船的具有较大升力系数的多段翼风帆(风翼),根据该风翼的空气动力学性能,设计了目标船风翼回转液压驱动系统;对该回转液压系统比例缩小后搭建了液压回转实验台以利于实验研究。然后,分析了仿真技术在液压领域的应用,选用计算机辅助AMESim建模方法建立了风翼回转液压系统的仿真模型,并且根据液压系统元件选型结果设置系统模型的相关参数;将仿真结果与实验结果进行对比分析,验证了仿真模型的正确性,在此基础上对液压系统的部分特性进行分析和总结,找出了液压系统的相关不足,确定了系统的优化对象。最后,针对液压系统压力波动较大的现象分别采取加装蓄能器和动压阻尼器的方法,确定了对二者稳压性能影响较大的参数值：对比例调速阀的不同开口形式进行了分析和优化,通过减小调速阀阀芯行程两端的过流面积梯度,使系统各运行阶段的压力波动减小了52%以上;针对液压系统大负载启动时出现的短暂反向回转现象,提出了制动器延时松闸控制策略,确定了不同风阻力矩和制动器延时松闸时间的对应关系,其中额定风阻力矩下的延时时间确定为0.9秒。经过对液压系统的优化,系统压力波动和大负载下的反向回转现象得到了较好的解决,液压系统趋于完善。

关键词：风翼助航回转液压系统 AMESim建模优化

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风翼回转液压系统特性研究

风翼回转液压系统特性研究

作者：刘绪儒大连海事大学

学位级别：硕士

随着船舶能效设计指数（EEDI）和船舶能效管理计划（SEEMP）两项准则的生效,船舶行业迫切需要通过寻找清洁能源等手段来降低船舶CO2排放。海洋风能具有清洁、可再生、资源丰富等优点,因此人们又开始重新审视曾经被摒弃的风能资源,现代... 详细信息

随着船舶能效设计指数（EEDI）和船舶能效管理计划（SEEMP）两项准则的生效,船舶行业迫切需要通过寻找清洁能源等手段来降低船舶CO2排放。海洋风能具有清洁、可再生、资源丰富等优点,因此人们又开始重新审视曾经被摒弃的风能资源,现代风翼助航技术在此背景下应运而生风翼助航船在海上航行时,需要根据风向和航向的变化,调整风翼至最佳帆位,这就要求风翼回转机构能够稳定运行。虽然风翼助航技术发展已有数十年的历史,但有关风翼回转液压系统的研究较少且较浅,因此有必要设计一种风翼回转液压系统,并对其系统特性进行研究。文章首先选择一种升阻比高的多段翼风帆作为目标翼帆,选择适合加装风翼的散货船“文竹海”作为目标船,确定了风翼的面积,并分析了多段翼风翼的空气动力学特性;然后根据风翼的实际工作特点,确定了风翼回转机构的驱动形式,通过对比分析不同形式的液压系统,确定了液压系统为开式系统;其次,计算回转支承所受载荷,选择合适型号的回转支承,通过对风翼进行受力分析,计算得到各种回转力矩,进而对液压系统主要设备进行选型,完成液压系统设计;再次,在AMESim软件中搭建出回转液压系统模型,仿真研究各负载力矩对液压系统动态特性的影响,并从控制系统的角度,研究不同控制策略对系统动态特性的影响;最后,在软件中建立动压阻尼器仿真模型,利用加装动压阻尼器的方法,提高液压系统阻尼,降低液压系统压力波动,提高液压系统运行的平稳性和可靠性。文章成功设计了风翼回转液压系统,进行仿真研究,研究结果表明：所设计液压系统能够满足风翼对回转机构的要求;风阻力矩、侧倾力矩和惯性力矩对系统特性影响较大,摩擦力矩对系统特性影响较小;比例阀正弦控制信号能够显著降低系统压力波动,起制动时间均为2s时最适合本液压系统;在系统中加装动压阻尼器能起到良好的稳压效果。所得研究成果为进一步深入研究风翼回转液压系统及其控制系统提供了理论依据。

关键词：风翼助航多段翼风翼回转支承回转液压系统控制策略

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挖掘装载机反铲装置回转液压系统动态分析

挖掘装载机反铲装置回转液压系统动态分析

作者：李开亮吉林大学

学位级别：硕士

挖掘装载机英文为Backhoe loader。它一端由挖掘工作装置（Backhoe），另一端由装载工作装置（loaders）组成，分别能完成挖掘机和装载机的工作，因此俗称“两头忙”。它广泛应用于农田水利建设、工业和民用建筑、市政建设、园林、公路... 详细信息

挖掘装载机英文为Backhoe loader。它一端由挖掘工作装置（Backhoe），另一端由装载工作装置（loaders）组成，分别能完成挖掘机和装载机的工作，因此俗称“两头忙”。它广泛应用于农田水利建设、工业和民用建筑、市政建设、园林、公路养护、港口、油田及电力建设等领域，特别是通过快换装置装上多种工作附具，其用途更加广泛。随着国内经济水平的提高以及施工技术、施工对象的变化，国内挖掘装载机的市场前景非常广阔。国内众多工程机械厂商都纷纷推出自己的挖掘装载机产品。由于在挖掘装载机领域投入的精力、经验及研究深度的局限性，对系统的特性研究涉足很浅，掌握可供参考的理论和经验甚少，整机技术水平还有较大的差距，特别是对挖掘装载机液压回转系统动态特性研究与国际先进水平差距更大。挖掘装载机挖掘工作装置回转液压系统特性是影响机器使用平稳性和产生液压冲击的关键因素，而液压系统缓冲装置对回转系统的运动学、动力学特性起着至关紧要的作用，国内在缓冲装置对挖掘装载机回转液压系统的特性影响的分析研究远远未达到国际先进技术水平。在实际应用中，由于挖掘装载机回转液压系统设计不合理，造成回转工作装置动臂断裂，以及液压元件损坏。本文将通过对挖掘装载机挖掘装置回转液压系统静、动态特性的仿真分析，对挖掘装载机挖掘装置回转液压系统的设计提供一些理论依据。根据机构的几何关系和运动学知识，建立回转作业的运动学数学模型，应用大型数值计算和仿真工具软件MATLAB编程、计算。分析工作装置回转机构左右油缸的运动关系以及回转角位移与油缸行程的关系。分析了机构运动中的“拐点”对回转运动的影响。在“拐点”前后，其中一根活塞杆的伸缩方向将改变，在拐点前，活塞杆逐渐伸长到最大行程，由于机构的限制，过“拐点”后，活塞杆又逐渐缩短。而回转换向阀控制的液压油流向不变，至使液压油全部进入另侧油缸的小腔，导致工作装置回转速度突然变大，产生很大的回转角加速度，对液压系统造成冲击。通过对回转机构运动学的仿真分析，为回转液压系统动态性能分析提供运动学的理论基础。建立液压系统的数学模型，分析液压系统的动态性能。本文采用功率键合图的方法建立了挖掘工作装置回转液压系统的动态模型，从挖掘工作装置回转液压系统工作的实际情况建立了两种状态的功率键合图：一是油缸带缓冲装置的动态模型;二是溢流缓冲的动态模型。由于液压油缸缓冲装置的节流作用建立相应的背压，作用在活塞杆运动的相反方向，降低与缸筒底或与机械限位块的冲击。溢流缓冲主要是降低瞬时压力冲击。建立相应的功率状态方程。根据功率键合图导出的方程,不仅结构相对简单,并且易于检查错误,易于为计算机求解编程。当然也可由功率键合图推导出传统的传递函数或状态变量形式的方程,在实际中,要求传递函数和状态变量模型形式在结构上的规整性可能引起麻烦，主要是稳定性问题。由功率状态方程直接用Simulink的模块方框图建立动态仿真模型，考虑到模型的结构化设计，用Simulink的分层法，将系统分成几个子模型，简化了结构，而且调用也方便。根据Simulink仿真模型图，将实际的样机参数代入模块中进行仿真计算,得到系统数字仿真计算的结果。试验分析。在试验样机上建立测试液压系统回路，用便携式液压系统分析仪SIM-CHECK测试了样机的液压回转系统动态特性。主要测试了两种工况下的回转液压系统动态性能。一是从左极限位置到右极限位置及中间位置到左右极限位置，测试缓冲装置对回转液压系统的动态性能影响;二是从左或右极限位置回转到中间位置制动时（即控制阀回中位关闭）的回转液压系统动态性能。从测试结果的压力和流量特性曲线来看，压力峰值基本上都在1.5倍的额定压力范围内，满足样机的使用要求，压力振荡时间短。通过调节系统中附加的节流阀，测试其动态响应，在工作装置精确定位与降低回转液压冲击之间找到一个平衡点。这二者是一对矛盾体。精确定位就要保证系统的刚性，降低回转液压冲击则要考虑对能量的吸收程度。总之，通过对挖掘装载机回转工作装置液压系统动态特性的仿真分析，并用试验验证了数字仿真模型的正确性，为挖掘装载机工作装置回转液压系统的设计提供理论计算依据，本轮文的研究结果及分析方法同样适用于其它有类似机构的工程机械上。

关键词：挖掘装载机回转液压系统计算机仿真功率键合图试验分析

基于电机驱动定量泵的挖掘机回转液压系统研究

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基于电机驱动定量泵的挖掘机回转液压系统研究

作者：付文博太原科技大学

学位级别：硕士

液压挖掘机是一种高能耗、高排放的工程机械,其节能技术在减少排放和降低污染等方面效益明显。挖掘机回转动作最为频繁,因此应将挖掘机回转节能技术列为重点研究方向。挖掘机回转系统能量损失有转台动能损失与起动溢流损失两个主要方面... 详细信息

液压挖掘机是一种高能耗、高排放的工程机械,其节能技术在减少排放和降低污染等方面效益明显。挖掘机回转动作最为频繁,因此应将挖掘机回转节能技术列为重点研究方向。挖掘机回转系统能量损失有转台动能损失与起动溢流损失两个主要方面,为减少这两方面能量损失,本文将传统挖掘机回转液压系统与电力驱动技术相结合,提出一种基于电机驱动定量泵的独立的闭式挖掘机回转液压系统。本文主要的研究内容:1.对普通挖掘机回转系统的运动规律进行系统的分析,并分析系统能量损失的原因,由此提出一种基于电机驱动定量泵的挖掘机回转液压系统,并以某20吨挖掘机为原型机进行回转系统的设计。2.根据挖掘机回转动作的运动规律,设计回转动作的时间最优控制方法,对回转驱动过程与再生制动过程的控制方法进行研究。3.对传统挖掘机回转系统与本文所设计回转系统的运动过程中的能耗情况进行分析对比。建立回转系统数学模型,并由此建立MATLAB/simulink仿真模型进行仿真试验。仿真结果与理论分析表明:在相同工作效率下,相比传统挖掘机回转系统,所设计回转系统满斗回转180°并空斗返回的工作过程具有一定的节能效果。该研究结果为电机-定量泵驱动挖掘机回转液压系统的技术改进提供参考,并为挖掘机绿色设计与改造提供新思路及新方法。

关键词：液压挖掘机节能回转液压系统电力驱动

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挖掘机平台有限元分析及回转液压系统仿真

挖掘机平台有限元分析及回转液压系统仿真

作者：陆军坊西南交通大学

学位级别：硕士

近年来,小型液压挖掘机行业有着突飞猛进的发展,从工程机械行业的新宠发展成为中国工程机械市场中举足轻重的机型。随着我国经济建设的发展,对其需求量越来越大,对其性能的要求也越来越高。目前,国内挖掘机生产企业主要依据经验及类比... 详细信息

近年来,小型液压挖掘机行业有着突飞猛进的发展,从工程机械行业的新宠发展成为中国工程机械市场中举足轻重的机型。随着我国经济建设的发展,对其需求量越来越大,对其性能的要求也越来越高。目前,国内挖掘机生产企业主要依据经验及类比的方法来进行设计,再通过样机试验来发现问题。这既花费了大量的时间和精力,又存在巨大的经济风险。采用有限元法对挖掘机进行结构强度研究,是提高设计质量的重要途径。回转机构是挖掘机重要的机构之一,其动态特性直接影响整个挖掘机的工作性能,因此对其进行研究有着重要的意义。本文以普什重型机械有限公司开发的PZ70小型液压挖掘机作为研究对象,通过系统的分析研究,完成以下内容: （1）完成小型液压挖掘机回转平台的设计,基于UG实现挖掘机整机三维模型的装配。（2）选择挖掘机在作业循环中两种典型的工况,对其进行受力分析,并用NX Nastran对平台进行有限元分析,对平台的结构提出改进意见。（3）完成了基于AMESim软件的挖掘机回转液压系统的仿真建模,通过在样机的试验研究验证仿真模型。（4）对回转液压系统动态特性进行了仿真,并分析了影响动态特性的主要因素。对挖掘机回转液压系统进行了改进设计,从而降低回转制动冲击。本文成功建立了挖掘机平台有限元模型与回转液压系统仿真模型,并进行了计算分析,其研究成果为指导小型液压挖掘机平台、回转液压系统的改进和设计提供了理论基础,同时将仿真技术引入到挖掘机设计当中,具有广泛的应用前景。

关键词：小型液压挖掘机平台有限元回转液压系统仿真