关键词： 风机盘车   电液伺服控制系统   同步控制   模糊控制   粒子群寻优算法  

摘要： 液压式风机盘车是用于风力发电机叶片水平式吊装作业的专用设备,起到驱动风机轮毂转动及轮毂位置保持的作用,以实现叶片与安装孔位的水平式对接组装。该型式风机盘车设备主要由驱动缸组、锁紧缸组、托架、支撑机构、液压系统及智能控制系统等部分组成,可以满足驱动6兆瓦级风力发电机组轮毂旋转的工作要求。文章主要针对盘车设备的液压系统与控制方案的设计进行研究。首先,针对现有的各式风机盘车设备进行了系统性的归纳总结,在吸纳了现有盘车的设计方法基础上提出了一种新型的采用液压缸驱动的风机盘车装置,以提高风机盘车的驱动效率、工况适应性及操作安全性。其次,针对所设计的液压盘车结构特点、技术要求及工作情况,设计了液压控制系统。而且为了分析盘车系统的控制性能,建立了各个元器件的数学模型,并整合成单路驱动缸的电液伺服控制模型和驱动缸组的同步运动控制模型。基于MATLAB软件中的simulink可视化仿真工具,建立系统数学模型,通过仿真评价了单缸系统的动态响应特性、稳定性和同步系统的同步控制性能。并将仿真结果用于引导后续的控制器设计与优化。再有,将PID控制和模糊控制应用于盘车系统,来提升系统的响应性能和同步运动精度。经仿真结果对比,验证了模糊PID具有实时在线调节控制参数的能力,而且它对系统控制性能的提升要强于传统PID。最后,使用粒子群寻优算法对模糊PID控制器进行优化,使得模糊规则可以更充分地指导模糊PID控制盘车同步系统运动。通过仿真结果比对分析,证实了粒子群模糊复合PID控制器对盘车系统的动态响应特性和同步精度具有优异的提升效果。风机盘车设备将液压控制系统与智能控制算法相结合,在极大程度上提高了盘车装置的控制精度、工作效率和可靠性,为相关大型风机装配设备的研发提供了新的思路。

关键词： 静液压传动   装载机   AMESim仿真   控制策略  

摘要： 装载机的传动系统主要包括液力传动、机械传动和静液压传动等类型。液力传动具有良好的自适应性,但高效区较窄。机械传动结构简单,传动效率高,但换挡操作繁琐,且换挡过程伴随着功率流的中断,对于变速和换向频繁的机械的生产率有不利影响。静液压传动采用容积调速的方式,液压泵流出的液体输入到液压马达,不会发生溢流损失,比液力传动具有更高的效率、结构布置更灵活且操作相对简便。本文针对某7吨装载机确定了一种单泵—双马达静液压传动系统方案,基于该静液压传动系统制定了一种调速控制策略,在AMESim环境中进行了基于此调速控制策略的整机系统仿真,通过试验验证了静液压传动系统仿真和控制策略的正确性。本文主要研究内容和结论如下。（1）确定了某7吨装载机单泵—双马达静液压传动方案。通过对装载机行驶阻力和铲装阻力的计算实现对发动机的选型,分析了所选发动机的外特性与万有特性曲线,以此为基础搭建出发动机数学模型,对发动机调速特性方程进行了拟合,得到了发动机的动力性调速曲线与经济性调速曲线。对比了单泵—等排量双马达回路系统与单泵—不等排量双马达回路系统的工作特性,分析了泵控双马达闭式液压回路的转速特性和转矩特性。确定了静液压传动系统的工作压力,对静液压传动系统方案中的液压泵、液压马达等主要液压元件进行选型匹配。在AMESim环境下,针对某7吨装载机静液压传动系统回路搭建出整体仿真模型。（2）针对装载机V型作业工况提出了一种调速控制策略。对装载机静液压传动系统的调速特性进行了分析,结合装载机V型作业工况的特点将整个作业分为空载前进阶段、铲掘阶段、满载倒车阶段、满载前进阶段、以及空载倒车阶段,制定出一种针对装载机V型作业工况的调速控制策略,分析了装载机车速与变量泵排量控制信号、变量马达排量控制信号之间的关系,借助AMESim—Statechart工具完成控制算法的编译实现对装载机V型作业工况下的控制。（3）利用在AMESim平台中搭建的静液压传动系统整体模型对装载机V型作业工况进行了仿真分析。在V型作业工况下,采用提出的单泵—双马达静液压传动系统调速控制策略,结合整体模型进行了仿真,得到了装载机在此工况下各系统参数的变化情况,包括装载机车速、发动机转速、牵引力、系统流量、泵排量比、马达排量比和系统压力等。（4）在V型作业工况下对装载机进行了基于调速控制策略的循环试验。将制定的控制策略和算法写入控制器,对静液压装载机的V型作业工况完成情况进行了测试,采集了装载机的车轮转速、发动机转速、系统流量、泵排量比、马达排量比和系统压力等数据。对比了装载机V型作业工况下各参数的仿真结果与整机试验数据,发现发动机转速、装载机车速、液压系统的压力与流量、泵和马达排量比及牵引力等参数的仿真与试验结果基本吻合,证明了调速控制策略的合理性。

关键词： 喷杆式喷雾机   结构分析   液压系统   姿态控制系统   性能试验  

摘要： 宽幅喷杆式喷雾机以其喷幅宽、作业效率高、续航时间长和对作物损伤率低等优点逐渐应用到农业生产中,但其在田间作业时,由于受到地面不平整激励,易引起车身侧倾、俯仰等,导致喷杆不规则运动,降低喷杆稳定性,影响施药效果。仅仅依靠喷雾机本身的被动悬架已无法满足现代农业对植保作业喷雾均匀性的要求。目前,国内对喷杆悬挂架的研究滞后于欧美国家,高端宽幅喷雾机技术水平难以满足现代化精准农业和绿色农业的发展。为了提高喷杆稳定性,保证药液喷施均匀性,本文基于喷幅达到24m的3WP-3000型牵引式喷杆喷雾机,对其姿态控制系统进行研究,主要研究内容如下:(1)对喷雾机各机械结构进行分析,包括喷杆悬架、被动减振机构、升降装置主动梯形机构和折叠机构。其中,对于被动悬架中的阻尼器进行了深入分析,分析了液压阻尼器的工作原理以及阻尼力与位移的关系。通过数学计算获得了喷杆高度变化行程,并对升降机构进行受力分析,求出工作时所承受的最大拉力,并以此确定了升降油缸的关键参数。对主动梯形机构进行分析,得出了角度调节油缸主动动作时与喷杆倾角之间的关系,对用于初步试验的静态试验台进行了简单介绍,并运用ANSYS软件对喷杆进行了静力学分析。(2)通过对喷杆悬挂架装置液压系统工况要求的分析,阐述了液压系统的基本工作原理。对喷雾机整体液压系统进行了设计,详细介绍了喷杆悬挂架液压系统中同步回路、比例控制回路的设计,保证了整个液压系统能达到该悬挂架作业要求,其次对喷杆悬挂架装置液压系统中关键液压部件进行介绍。(3)对喷雾机姿态控制系统进行设计,叙述了姿态控制的工作原理,其次对高度和角度调节液压系统进行了介绍并进行了硬件的设计,包括对测距传感器、角度传感器、比例电磁阀、转换模块和触摸屏等元件的选择,最后进行了软件系统的设计,包括数据的转换、检测模式的设计、控制方法的选用以及高度调节、角度调节和报警程序的设计。(4)基于上述研究,对姿态控制系统进行了相关性能试验。通过对超声波传感器的实际数据测试,得出超声波测距传感器检测数值与实际值误差小于0.5%,满足控制系统需要。高度调节试验表明,当高度调节阈值设置为30mm时,可以很好地保证喷杆高度调节的准确性和快速响应。阶跃响应角度调节试验表明,姿态控制系统开启后,相较于无控制系统状态时,喷杆稳定性增加,并且喷杆恢复稳定的时间明显缩短,喷杆最终状态更接近于水平状态。

关键词： 机载液压系统   健康管理   深度学习   卷积神经网络   长短期记忆网络   残差结构  

摘要： 液压舵机作为飞控系统的重要的组成部分,其性能直接影响飞机的安全运行,同时在航空公司定期维护中,目前仍以传统的定期维修、事后维修为主,造成严重的人力财力浪费。在液压舵机系统日益发杂的环境下,以数据驱动为核心的健康管理技术成为解决上述问题的关键。故文本以日益成熟的深度学习为基础,对液压系统故障诊断与预测方法进行探究。针对液压系统建模困难、需靠专家经验对数据进行筛选和普通机器学习算法诊断精度不足的问题。本文提出了适用于本文升降舵液压系统数据的改进1D-CNN故障诊断算法。首先,使用一维卷积代替传统二维卷积,有利于原始数据时序特征的保留。并且在卷积层末尾连接全局均值池化层,起到了减少模型参数和降低过拟合风险的作用。其次引入残差结构,经过实验选择合适的跳层连接方式。并且每个残差块加入挤压与激励优化算法,对同一层不同维度特征图进行自适应加权。有效解决了网络层数过高带来的模型性能下降的问题。基于文献与调研数据,利用AMEsim软件实现对故障数据的获取。实验表明本文提出算法有较强的故障诊断准确率,相比同层数普通卷积网络,性能提高6.9%。残差结构、挤压与激励优化算法对模型均起到了提升性能的作用。对比本文网络与普通卷积的T-SNE降维可视化图,本文网络对特征的汇聚明显更集中,且不同类别数据没有发生交叉现象。在不同噪声环境中测试模型的抗噪声能力,结果显示,随着噪声强度的增大,本文模型优势越明显,在含30%噪声的环境中本文模型相较普通网络性能提高8.7%。针对寿命预测算法的特征提取能力不足,本文提出一种基于CNN与LSTM的融合算法。首先利用pearson相关系数、均方误差、随机森林等方法对多维传感器数据进行特征筛选。其次利用CNN的强大特征提取能力,设置4个分支,每个分支使用不同卷积核从不同方向特征提取,将采集到特征输入Bi-LSTM,从前后两端处理信息。由于液压寿命数据集的匮乏,本文采用公共数据聚集C-MAPSS对所提方法进行实验验证,实验表明本文算法的寿命预测精度相比CNN、LSTM,分别提高了14.9%、12.1%。

关键词： 风力发电系统   数字多泵传动   恒转速闭环控制   准同期并网   控制策略  

摘要： 当今世界风电技术发展迅速，各国对风力发电系统的关注度也与日俱增。与传统的风力发电机型相比，液压型风力发电系统使用柔性的泵.液压管道.马达作为能量传输的媒介，省去了齿轮箱和昂贵的变频设备，大大降低了投资成本和机组重量，具有十分广阔的发展前景。目前液压传动型风力发电系统存在的关键问题有机组工作效率较低和机组恒转速控制及励磁控制困难等，因此本文对液压传动型风力发电系统的多泵切换方法、恒转速控制策略和准同期并网控制方法进行分析与设计。　　针对液压型风力发电系统低工作效率问题，本文使用基于风速.压差反馈的数字式多泵液压传动系统，通过数字编码的方式建立多泵系统的切换规则，根据不同风速状态下检测到的工作压差改变多泵系统的投切状态，调节其有效排量，从而使液压传动系统可以快速响应外界风速变化，最大化将风能转化为电能，提高系统的工作效率。　　在变量马达的恒转速控制方面，建立了变量马达调速系统的数学模型，通过对变量马达转速的稳定控制实现机组的恒转速输出。本文考虑了风力机转速变化对变量马达转速的影响，在直接闭式容积转速控制的基础上引入了马达摆角基准控制环和风轮转速反馈环，构成三闭环控制系统，通过控制变量马达转速恒定进而保证同步发电机的输出频率恒定。　　此外，为保证机组输出电压恒定且满足并网要求，对同步发电机的励磁控制系统展开研究，建立了机端电压闭环控制的仿真模型。本文针对蚁群算法优化模糊PID控制常出现的过早收敛问题，引入了最大-最小改进蚁群算法(MMAS)，通过指定信息素的更新规则来使最优的蚂蚁参与信息素的更新过程，从而使算法避免陷入局部最优，保证了控制效果的准确性。　　在完成了对机组的恒转速控制系统及励磁调压控制系统的设计后，采用准同期并网的方式验证其整体工作性能，分别分析了压差、频差、相角差对并网的影响并搭建了相应的控制器仿真模型，通过联合仿真实验检测了多泵液压传动型风力发电系统在实现并网后处于复杂工况时的响应特性以及并网状态，验证了该系统的可行性，为新型液压风电技术的发展提供了一定的实验依据。

关键词： 巷道水泥摊铺机   行驶液压系统   AMESim   MATLAB/Simulink   联合仿真   模糊自适应PID  

摘要： 受煤矿巷道特殊施工环境的影响,大型施工机械无法驶入,且缺少特种环境下的防爆特性,大多数煤矿井下巷道路面采用传统的人工辅以小型机械设备铺筑水泥路面,严重影响煤矿开采效率。针对煤矿巷道的路面摊铺作业环境,本文设计和研究一种适用于煤矿的巷道水泥摊铺机行驶液压系统,通过仿真模拟对行驶液压系统对的参数设计和合理性验证展开研究,对摊铺机在煤矿巷道下提高作业效率和提升施工质量具有重要意义。本文主要研究内容如下:论文首先扼要阐述履带作为煤矿巷道摊铺机行走机构的优势,在运动学和动力学的理论和方法上,对巷道滑模水泥摊铺机进行整体化的研究分析。对摊铺机所受到的行驶阻力进行理论研究和数值计算,对牵引力是否符合行驶需求进行合理性验证;研究履带行走机构的驱动效率,对摊铺机整机牵引功率进行理论计算和匹配设计。其次对履带式水泥摊铺机在煤矿特殊工况下的行驶要求进行分析;在满足巷道下摊铺机行驶功能需求的情况下,并对行驶液压系统进行设计,对关键液压元件进行计算、选型和校验,确保行驶液压系统能够满足实际的工况要求。进一步地,简述仿真软件AMESim的功能和使用流程,阐述液压系统各子系统的仿真拟合度和原理并介绍液压仿真子模型的功能和特性,分析液压仿真元件模型的设计思路,对关键液压仿真元件的结构功能进行分析和等效处理,搭建符合水泥摊铺机行驶液压系统原路图的液压仿真系统。最后,叙述AMESim和MATLAB联合仿真相比传统仿真控制方法的优势和联合仿真的仿真环境设置;简述模糊自适应PID控制原理,对模糊控制器参数进行设定,制定模糊控制的规则表和分析模糊分布曲线图;在不同的模拟工况下对扭矩、压力和流量的变化进行分析,验证行驶系统在多种工况下的设计合理性,满足系统的设计要求。仿真结果表明:论文所设计的巷道水泥摊铺机行驶液压系统既能够保证摊铺作业的正常稳定工作,也能够满足煤矿巷道摊铺作业的行驶要求,具备良好的可靠性;使用联合仿真方法为相关工程车辆的研究和设计提供了一定的思路。

关键词： 大型正铲液压挖掘机   工作装置   动力学分析   有限元分析   液压系统  

摘要： 大型正铲液压挖掘机越来越多地被用来满足大型露天矿和基础建设工程的需求,我国大型液压挖掘机的研究和开发起步较晚,距离世界先进水平还有很大差距。在实际工程中,大型正铲液压挖掘机的工作环境十分恶劣,工作装置是液压挖掘机实际作业中的主要结构,其性能的优劣尤为关键,所以对工作装置的研究很有必要。本文对某350吨大型正铲液压挖掘机进行研究,主要包括如下内容:首先,介绍了大型正铲液压挖掘机的基本结构,基于D-H法对工作装置运动学正解和反解进行求解,得到工作装置各铰点的坐标,分析其主要作业参数,并利用MATLAB对其运动学模型进行初步验证,利用Solid Works和ADAMS建立正铲液压挖掘机的虚拟样机,对工作装置进行运动学仿真,绘制出挖掘包络图,将得到的主要作业参数仿真值和样本值进行对比,发现误差在允许范围内。然后,分析正铲挖掘机整机理论挖掘力,对挖掘机在动臂提升和水平推压工况下的主动力进行分析,根据经验公式,分析挖掘阻力,利用拉格朗日方程法,推导出工作装置动力学方程,建立工作装置动力学模型。基于虚拟样机技术,对工作装置三种典型工况进行动力学仿真,得出工作装置在挖掘过程中的动力学性能参数,对各关键铰点的受力进行研究。接着,建立工作装置有限元模型,将动力学仿真所得到的载荷数据施加在挖掘机工作装置关键零部件的受力铰接点上,对各关键零部件进行静力学分析,得到了相应的应力和变形云图,得出工作装置关键零部件在危险工况下的强度是达标的。分别对动臂和工作装置整体进行模态分析,得到动臂和工作装置的前六阶固有频率和振型特点,得出动臂和工作装置均可以满足实际工况需求,并为工作装置在实际作业过程中有效防止共振提供参考,为工作装置的结构优化提供依据。最后,考虑到需要满足大型液压挖掘机实际工作中的大流量需求,采用多泵多回路系统,建立正铲液压挖掘机工作装置的液压系统模型,并分别对其动臂、斗杆、铲斗单独动作进行仿真分析,进而在负载情况下对挖掘机的一个完整挖掘周期的复合动作进行仿真分析,为大型正铲液压挖掘机工作装置液压系统的设计提供参考。该论文有图65幅,表10个,参考文献84篇。

关键词： 舵机   检测传感器   专家数据库   贝叶斯网络   故障诊断  

摘要： 随着国际航运市场的快速发展,船舶机械设备的运行安全越来越被重视。船舶舵机作为远洋船舶重要的设备起到控制船舶航向、保证船舶安全的作用。在船舶舵机液压系统中,油液污染导致舵机发生故障的情况屡见不鲜,油液中的颗粒污染物会造成舵机液压系统故障,对船舶正常航行产生了威胁。因此需要对油液中的颗粒污染物进行检测,结合船舶舵机液压系统典型故障,使用贝叶斯网络构造船舶舵机液压系统故障诊断模型,实现船舶舵机液压系统故障诊断,保证舵机设备的安全运行。针对研究对象,本文主要研究内容如下:针对船舶舵机液压系统中的油液污染物采用油液检测法中的颗粒计数法对颗粒污染物进行区分检测,设计并优化了颗粒污染物检测微传感器;使用软件设计了颗粒污染物信息处理系统与信息参数录入专家数据库;结合船舶舵机的典型故障特征,使用贝叶斯网络建立了船舶舵机液压系统故障诊断模型。通过实验验证、代码编译和模型建立,本文实现了:(1)采用颗粒计数法中的电感检测法与电容检测法,设计并优化了颗粒污染物检测传感器,搭建了颗粒污染物检测系统。经过仿真与实验论证,证明了该检测传感器在电感模式下检测能力有明显的提高,可以有效检测28μm的铁颗粒和85μm的铜颗粒;电容模式下、激励电压为2V,得到了油液中的水滴和气泡的最佳检测频率为0.9MHz,在电容模式下该传感器可以有效检测到95μm水滴和160μm气泡。(2)针对采集到的颗粒污染物信息使用MATLAB 2016a软件设计了颗粒污染物信息处理系统,通过设计人机交互界面,保证了颗粒参数信息的可视化,便于人员进行数据分析;针对采集的颗粒信息,利用DB2数据库和QT Creator软件设计了颗粒污染物参数信息专家数据库,便于信息和参数的记录和保存。(3)结合概率论基本原理和贝叶斯网络相关知识,对船舶舵机液压系统典型故障原因和故障现象进行划分,建立船舶舵机液压系统故障诊断模型,使用软件与代码对模型进行验证,实现了船舶舵机液压系统故障原因与故障现象的预测。

关键词： 耕整机   犁翻   立旋   绞龙   液压系统   EDEM  

摘要： 稻麦轮作作为长江中下游地区的主要种植模式之一,然而在这种植模式下,常年的干湿交替、淹水以及长期的旋耕和免耕导致土壤硬化、板结、孔隙率低、耕层较浅等问题日趋严重,遏制了稻麦作物产量和品质提升。犁耕可以打破土壤犁底层,将秸秆深埋犁底层,有利于疏松土壤,改变土壤结构,减少病虫害,提升农作物产量。然而犁耕作业后容易导致土垈较大、作业后犁沟和土垡横向移位引起土壤平整度较差、土壤与秸秆混合不充分和秸秆空间分布不均匀等问题,需要后续旋耕或耙进一步整地后才能达到播种整地要求,增加了田间作业工序和成本,影响了稻麦生产效率和效益。 为改善土壤的结构,解决现有技术的不足,本文提出一种“铧式犁翻耕、立式旋耕碎土、横向绞龙输土”的耕整地方案,设计研制出一种犁翻旋耕平整一体机,能够一次作业,完成犁翻、立旋、土壤复位、平地等功能。通过理论计算、仿真模拟和性能试验对耕整机进行设计研究。主要研究内容与结论如下: （1）为了耕整机总体方案设计与分析提供田间作业条件依据,并为建立离散元耕作模型提供数据支撑,在典型稻麦轮作区进行了土壤物理机械特性检测与分析。测试结果表明:土壤类型为粘重型;土壤耕作层的平均厚度13.00 cm及犁底层平均厚度17.40 cm;土壤含水率为21.74%～22.13%;土壤容重为1.37～1.58 g·cm-3;土壤平均坚实度为17.80～1100.00 k Pa。对土壤抗剪切特性和坚实度的力学特性随土壤深度变化曲线分析表明:13.00 cm左右土壤具有明显地分层特性。 （2）为了确定耕整机的总体方案,明确整地作业目标以及各个耕作部件作业顺序,确定耕整机的主要技术参数与液压传动系统方案,并利用三维软件Solid Works建立三维参数化模型,运用虚拟样机技术对关键部件进行整机装配,进行了稳定性分析,完成了整机设计方案的验证。 （3）开展耕整机的关键部件设计与分析。主要包括:确定了犁耕机构的设计与参数分析:犁体数选配为4,犁耕机构的总幅宽为140 cm,犁体安装依次与前进方向偏执配置角为25°5′,犁体纵向间距与犁体幅宽之比为2.1,犁体纵向间距为75 cm;确定了碎土旋耕部件设计与参数分析:旋耕刀选用弧线形侧刀,刀刃最大滑切角为41°15′,刀片回转半径为150 mm,在旋耕轴上呈现螺旋线排列;确定了犁-立旋碎土机构空间位置配置与参数分析:分析立旋刀轴与犁体之间相对位置的影响,明确了立旋刀轴中心与犁体中心的纵向距离为200 mm,立旋刀轴中心与犁体中心的横向距离为430 mm;建立了铧式犁翻垡与立旋旋耕刀撞击抛土运动学模型,得出向后抛土的临界条件,确定机具的前进速度为0.5～1.5 m/s,立式旋耕刀转速为400～600 r/min;确定横向绞龙输土设计:输送绞龙的螺旋叶片直径为320 mm,输送能力为26 t/h,螺距为0.24 m,螺旋轴的直径为76 mm,绞龙最大临界转速为70.71 r/min;完成液压立旋驱动系统与液压绞龙驱动系统的设计,对液压元件进行计算与选型,完成液压驱动系统的搭建与组装。 （4）为了确定耕整机的最优运行参数,提高耕整机作业效果。运用离散元仿真软件进行模拟试验,以机具前进速度、立式旋耕刀转速为试验因素,选取土壤碎土率、地表平整度、秸秆覆盖率作为评价指标,采用Central-Composite试验方法进行试验,试验结果表明:机具前进速度为1.00 m/s,立式旋耕刀转速为571.77 r/min,此时理论地表平整度为16.51 mm、土壤碎土率为88.74%,秸秆覆盖率为92.94%,验证试验表明:地表平整度均值为16.88 mm、土壤碎土效率均值为87.34%,秸秆覆盖率为91.78%,与优化结果基本一致。 （5）为了验证耕整机结构参数与运行参数优化后的合理性,进行田间试验,结果表明:机具平均作业速度为1.00 m/s,立式旋耕刀转速为572.00 r/min,绞龙转速为70.00 r/min时,地表平整度17.56 mm,土壤碎土率85.37%,秸秆覆盖率87.78%,平均耕深200.10 mm,耕深稳定性系数88.69%,平均耕宽1.38 m,耕宽稳定系数为98.09%,整机作业效果良好,各项指标均达到了设计要求。

关键词： 混凝土输送泵   主泵系统   摆动机构   液压冲击   二通插装阀   流量特性   AMESim仿真  

摘要： 混凝土输送泵广泛应用于楼宇建设、桥梁施工、隧道建设等工程中,大大提高了建筑施工的质量和效率。随着混凝土输送泵往高压、大排量和节能的趋势发展,液压系统的流量越来越大,要求换向阀的通径更大、压力损失更小。二通插装阀具有通流能力大、压力损失小的优点,适合大排量的混凝土输送泵系统,国内一些企业进行了工程化应用,但发现存在换向冲击大和元件使用寿命短的问题。本文针对这一困扰行业的问题展开研究,期望二通插装阀系统能够以优异性能替代现有滑阀系统,论文的主要工作如下:(1)对主泵系统和摆动系统的换向冲击和负载特性进行了分析。首先分析了传统滑阀构成的混凝土输送泵液压原理,在此基础上设计出由二通插装阀构成的混凝土输送泵新型液压系统,这是研究新型液压系统冲击问题的基础;对混凝土输送泵换向时的液压冲击进行分析,得出要减小换向时的液压冲击需改善二通插装阀的流量特性;然后基于流变学原理分析了混凝土在输送管内的流动状态和压力损失情况,建立了主泵系统的负载模型;最后根据摆动系统的工作原理,对摆动机构简化,并计算了摆动负载,为后续建立系统模型提供依据。(2)根据二通插装阀的流量公式,提出通过合理设置节流孔和减小阀芯锥角的方法改善二通插装阀流量特性。基于AMEsim仿真软件建立二通插装阀仿真模型,仿真分析了节流孔和阀芯锥角对插装阀流量特性的改善效果,并分析了其它因素对二通插装阀流量特性的影响。(3)建立了主泵系统和摆动系统的仿真模型,通过仿真,验证了二通插装阀流量特性对主泵系统和摆动系统换向冲击的影响,通过合理设置节流孔大小、选用更小的阀芯锥角、适当减小阀芯面积比等方式,可以有效抑制二通插装阀换向时在主泵系统和摆动系统中产生的液压冲击。(4)搭建了二通插装阀泵送系统实验台,对比改进前后主泵系统的液压冲击情况,验证了理论分析的正确性和抑制方法的有效性。图76幅,表10个,参考文献71篇