关键词： 挖掘机   液压系统   低温液压油   长换油周期  

摘要： 挖掘机设备发展至今,其主要的技术革新来源于其传动系统的进步,而现代挖掘机的传动基本是基于液压技术来完成的,因此挖掘机的发展与液压系统发展是密不可分的。挖掘机在工作过程中,其是通过完成一系列复杂的动作来实现挖掘的工作,所以挖掘机的液压系统设计对于设备厂家来讲是非常关键的。挖掘机液压系统的稳定关乎挖掘机的性能,作为其传动介质的液压油在其中起着至关重要的作用。 本论文简略介绍了挖掘机液压系统的工作原理及组成,重点分析了当前挖掘机液压油的研究开发现状和趋势,在此基础上研究开发了低温工作环境、长效挖掘机液压油产品,分析了液压油产品的性能和实际应用效果。开展的研究工作成果总结如下: 1.根据日本的JCMAS HK标准和徐工液压油标准制定出低温工作环境下、长效液压油的标准,确定液压油产品研发目标,即4000小时换油周期以及能在-20℃以上环境温度运行的要求。通过对市场上主流基础油产品性能指标的测试分析,筛选实验用基础油;同时根据功能性添加剂的特征,确定合适的补强添加剂。最终选择了美孚二类和马来石油三类基础油,路博润的添加剂包与降凝剂,赢创的黏度指数改进剂和巴斯夫、朗盛的抗氧剂来进行配方设计。 2.根据不同组合设计出5种不同产品配方,然后对配方先进行理化测试。结果显示所有的配方黏度指数都达到了120,同时其-25℃低温表观黏度都小于5000cp,满足了液压泵在-20℃以上环境温度能够启动的黏度需求。通过旋转氧弹仪以及高压差示扫描量热测试仪测试样品的氧化安定性,确定最佳配方,并通过了A2F-10高压泵氧化寿命模拟台架1000小时的验证。其中以ETRO 6 plus与EHC 110为混合基础油制备的最佳配方液压油的主要指标达到:黏度指数为122,-25℃低温表观黏度为4210cp,旋转氧弹的氧化诱导期为324min,高压差示扫描量热法的氧化诱导期为106min,同时A2F-10高压泵1000小时测试的40℃运动黏度变化了1.19%,总酸值增加了0.07mg KOH/g,油泥含量为9.4mg/100ml。 3.选择了两台代表性的小松PC350和卡特彼勒CAT 320中型挖掘机,按照客户日常的采装工况,在秋冬季节进行了最佳配方的耐久测试。以每1000小时为取样周期,定期取样分析油样性能。最终开发的液压油样品通过了4000小时以上的工况条件下的耐久测试。主要指标为:40℃运动黏度变化率控制在10%以内,总酸值的变化不能超过1mg KOH/g以及磨损元素铁和铜含量的变化要都小于15ppm,铝含量的变化要小于10ppm。

关键词： 注塑机   合模系统   远程监控平台   Automation Studio   Lab VIEW   虚拟专用网络  

摘要： 注塑机作为应用广泛的注塑成型设备,在生产过程中存在自动化水平低、工作强度大、对工作参数监控要求较高、当机器发生故障无法及时解决则会直接影响生产效率等问题。传统的注塑机远程监控系统无法适配不同类型的设备,且网络部署繁琐。针对上述问题,本文设计了一款基于LabVIEW的注塑机合模液压系统远程监控平台。该平台以影响制品质量的重要机构—合模系统为例,采集工作数据,使用标准的通信规范实现合模系统与监控平台之间的数据交互,结合远程访问技术,实现系统的远程实时监控。本文主要研究内容如下:(1)注塑机合模液压系统远程监控平台整体方案的设计。分析传统监控系统维护不及时、管理不易等问题,提出综合考虑建模仿真、数据通信、远程访问等技术的方法,确定全面考虑设计需求、划分系统模块、提高系统普适性的研究目标。本设计借助Automation Studio建模仿真软件、LabVIEW虚拟仪器技术,辅之以 OPC UA(OLE for Process Control Unified Architecture)通信技术、VPN(Virtual Private Network)虚拟专用网络技术等,实现注塑机合模系统的远程监控。(2)注塑机合模液压系统建模仿真的设计。分析注塑机组成结构及工艺流程,按照原理性要求设计合模液压系统的主要回路。利用Automation Studio软件建模,设置相关组件的工作参数,确保符合真实注塑机合模机构的工作参数。最后,使用PLC(Programmable Logic Controller)采集注塑机合模液压系统的数据并控制其工作状态。(3)注塑机合模液压系统远程监控平台的设计。利用OPC UA软件与LabVIEW中的工具包,将仿真模型端PLC采集的数据传输到LabVIEW监控平台。完成注塑机合模系统整体监控平台界面的设计,包括启动初始化、用户登录、实时监控主界面、历史数据查询、实时报警。最后,对合模系统监控平台进行Web发布,利用VPN技术实现远程浏览器查看控制,完成远程监控平台的整体设计。(4)注塑机合模液压系统远程监控平台的测试。对系统的仿真模型准确性、数据通信、远程实时监控进行测试。测试结果表明,注塑机合模液压系统仿真模型的运行状态及工作数据的变化均与实际注塑机工作情况保持一致。通过OPCUA通信技术,实现了仿真模型与监控平台之间的数据交互。远程通过浏览器访问可以直观地查看实时工作数据、运行状态、实时报警等信息,实现了远程访问控制。由测试结果可知,系统运行可靠,满足设计目标。

关键词： 飞机起落架   液压系统   卷积神经网络   支持向量机   故障诊断  

摘要： 飞机起落架液压系统是影响飞机安全的重要系统,对起落架液压系统的故障诊断研究工作具有十分重要的意义。传统基于仪器仪表的测量诊断技术受人的经验与知识影响较大,现有的一些基于浅层神经网络的故障诊断技术需要采用复杂的数据处理方法提取故障特征,效率低、故障诊断精度难以保证。随着计算机仿真技术与智能故障诊断技术的发展,基于仿真数据驱动的智能故障诊断技术为研究飞机起落架液压系统的故障诊断方法开辟了新的方向。本文以某型飞机起落架液压系统为研究对象,结合计算机仿真技术与深度学习等智能算法,研究了基于仿真数据驱动的飞机起落架液压系统故障诊断方法。主要研究内容如下:(1)基于AMESim对某型飞机起落架液压系统进行了建模与仿真,并验证了仿真模型的合理性与有效性。对仿真模型注入了几种典型故障模式,并提取了几个关键节点的压力、流量信号来构建后继用于故障诊断研究的数据集。(2)针对起落架液压系统故障特征提取困难、故障诊断精度难以保证的问题,提出了基于卷积神经网络(CNN)与支持向量机(SVM)的故障诊断方法,采用一维多通道CNN网络结构自适应提取故障信号的特征值,并基于欧几里得范数(L2范数)理论构建特征融合层,将融合特征输入到SVM分类器完成故障分类。结果表明,所提故障诊断算法能够自适应提取起落架液压系统的故障特征,且经融合后的特征具有较好的区分度,相比于传统特征提取方法更有效,故障诊断准确率更高。(3)为实现在多尺度上提取起落架液压系统的复杂深层细节特征,提高故障诊断精度,提出了基于双路特征融合卷积神经网络(TSFFCNN)与粒子群优化支持向量机(PSOSVM)相结合的故障诊断方法,采用一维卷积神经网络(1DCNN)与二维卷积神经网络(2DCNN)并行多通道网络结构自适应提取特征信息,并在融合层将两路故障特征融合,最后通过PSO优化后的SVM分类器进行故障分类。结果表明,该故障诊断算法的泛化能力更好,对起落架液压系统的故障诊断具有更高的精度、更好的稳定性。(4)将AMESim仿真模型应用到某研究单位的PHM平台,再次验证仿真模型的有效性。基于PHM平台构建实验数据集验证所提故障诊断算法的有效性与实用性。结果表明,所搭建的AMESim仿真模型能有效仿真起落架的工作过程,所提故障诊断算法能够实现对起落架液压系统的故障诊断,且具有较好的诊断精度与稳定性。

关键词： 抓臂式清污机   有限元分析   结构优化   液压系统   水面目标识别  

摘要： 清污机是用于泵站清污的重要工程机械,在水体环境日益复杂的今天,需要高效、智能的清污设备来保证泵站的正常运行。针对目前国内清污机在使用方面的缺陷,在分析国内外各类清污机优缺点的基础上,选择抓臂式清污机作为本文主要研究对象。本文使用Solidworks软件作为清污机三维模型的建模工具,使用ANSYS Workbench软件进行机械结构静力有限元分析求解,分析清污机主臂在极限负载下的载荷分布以及变形等。对清污机主臂结构进行不同体积约束下的拓扑优化,对优化后的不规则模型进行修正处理后进行静力学分析、模态分析。对比优化前后的分析结果,优化后的主臂性能更好。对优化后主臂的液压系统进行设计,使用Solidworks对主臂及其液压系统进行建模后导入ADAMS中,模拟清污过程对主臂施加变载荷,分析主臂液压缸在整个清污过程中的受力情况,根据仿真结果确定工作主臂液压系统的主要参数,进行液压系统设计和液压元件选型。研究深度卷积神经网络在清污机水面目标识别技术上的应用,选定主流深度卷积神经网络算法YOLOv4,对水面数据集进行数据增强处理,增加训练数据多样性的同时也增加数据集数量,最终达到提高算法泛化性的目的。对水面目标的数据集进行训练,记录训练过程中的loss值变化,分析训练结果。验证算法识别水面目标的有效性,研究成果有助于清污机自主识别水面目标,达到智能清污的目的。

关键词： 压路机   控制策略   行走系统   振动系统   液压控制  

摘要： 针对传统压路机控制系统因具有液压系统控制器和发动机控制器而存在的两个控制器之间通信节点多，成本高且有干扰风险的不足，提出一种集成式液压控制系统。集成式液压控制系统取消了液压系统控制器HCU，采用发动机控制器ECU同时控制液压系统和发动机电控系统，在节约成本的同时增强了CAN网络的抗干扰能力。以SR26型压路机为例，介绍集成式液压控制系统的控制策略，同时对压路机行走系统和振动系统的响应性和稳定性等性能指标进行实车测试。测试结果表明，采用集成式液压控制系统的压路机能够满足用户的使用要求。

关键词： 无扩口式管接头   管路挤压成形   接触应力   压力脉动   密封性能  

摘要： 液压系统为飞机操作系统提供动力,管路是液压系统油液输送的主要载体,在流体压力脉动、机体振动等复杂环境下,管路接头泄漏故障发生率居高不下,存在严重的安全隐患,因此开展管接头接触力学及密封性能的研究具有重要意义。本文以无扩口式管接头为研究对象,对管接头的连接装配过程进行接触力学分析,研究流体压力脉动下的管接头密封特性,为提高管接头的密封性能提供支持。本文的主要研究内容和工作如下:(1)无扩口式管接头有限元模型的建立。分析无扩口式管接头的连接装配过程、管接头的密封接触机理及密封性能影响因素,基于接触理论建立无扩口式管接头的连接装配模型。(2)无扩口式管接头挤压成形过程模拟。分析无扩口式管接头挤压成形的过程,研究不同胀形压力下无扩口式管接头的成形质量,利用Abaqus对无扩口式管接头挤压成形过程进行仿真,分析不同胀形压力下的导管变形量和导管与管套的接触应力分布情况,获得合适的胀形压力。(3)无扩口式管接头拧紧装配过程的有限元模拟。分析无扩口式管接头拧紧装配的过程,研究拧紧力矩对管接头密封的影响,利用Abaqus对无扩口式管接头拧紧装配过程进行仿真,分析不同拧紧力矩下应力的分布情况与密封面宽度和接触应力的变化情况,选择合适的拧紧力矩。(4)压力脉动对管接头密封性能的影响分析。分析飞机液压泵的输出压力和压力脉动特性,建立管接头的流固耦合模型,探究流体压力大小和压力脉动对接触面宽度和接触应力分布的影响,分析管接头的密封性能。

关键词： 机械结构   液压系统   控制系统   可靠性   深水液压动力扭矩工具  

摘要： 深水液压动力扭矩工具作为ROV外接旋扭类工具,在海洋石油开采运输生产中广泛应用,功能是启闭海底石油管道阀门。目前国内对于等级Class1～Class4扭矩工具研究处于起步阶段,等级Class6扭矩工具并未开展研究。国外技术虽然相对成熟,但由于如今国际形势,西方对我国实施各种技术封锁。针对这一现象,本论文研究出一种等级Class6液动扭矩工具。本文主要工作内容如下:通过了解国内外研究现状,查阅相关技术文献,完成ROV外接旋扭类工具前期调研工作。根据作业环境、设计要求及设计指标,提出机械结构、液压系统、控制系统研究内容,完成总体方案设计。根据海底阀门接口标准,利用Solidworks软件,完成扭矩工具机械结构设计与三维建模。通过空心圆轴扭转应力分析及仿真,完成前端接口壁厚及强度校核。完成锁紧机构创新设计。根据设计指标,完成传动机构设计及零件选型。根据扭矩的传递及仿真,完成联轴器的合理性验证。通过圆柱外壳临界失稳压力预测、屈曲模态仿真,完成工具外壳强度及稳定性验证。根据密封处的结构,完成密封设计及压缩率验证。通过力学分析及仿真,完成抓取结构的优化。完成壳体各连接处的螺栓强度校核、频率模态仿真分析。根据液压系统原理图,完成元件选型、水下布置及节能方法设计。对系统建立任务可靠性模型与数学模型进行可靠性预计,完成设计方案的可靠度验证。利用失效模式、影响与危害度分析方法,找出系统中各元件存在的所有失效模式,确定系统的薄弱环节、关键元件,并提出了预防及改进设计的建议。综合运用降额设计、耐环境设计等方法对系统进行了可靠性设计,提高了系统的可靠性。利用AMEsim软件,建立液压系统模型,设置系统参数,完成对液压系统的仿真。提出整体控制系统方案,完成硬件控制系统的设计。利用Lab VIEW程序开发环境,完成软件控制系统的设计。本文研究的等级Class6深水液压动力扭矩工具,最高扭矩可达20000 N·m,可以在深度1500 m的水下使用,对于我国深海石油管道的建设具有重要意义,为后来者的研究打下了基础。

关键词： 数字型液压变压器   Simulink仿真   模糊PID控制   液压系统  

摘要： 液压变压器作为控制元件一直是液压传动领域的研究热点,但目前静动态工作特性还未达到实际应用的要求。本文中提出的数字型液压变压器作为新型液压控制元件,通过容积单元的组合调节变压比,但容积单元切换对于压力冲击的影响以及低速工作的特性还有待研究。本文主要研究的是数字型液压变压器在变压比切换瞬间对于压力冲击的影响,以便于在实际工作中变压比组合的选择。首先对于数字型液压变压器的设计原理以及结构组成进行了阐述;根据数字型液压变压器的原理对其流量特性、转矩特性和变压比特性进行了理论分析,并且建立了数字型液压变压器控制液压缸的数学模型。在Simulink中搭建了仿真模型,对于变压比相同容积单元组合不同情况下对于压力冲击的影响进行仿真分析,证明了数字型液压变压器具有良好的动态响应性能;对于液压变压器的主轴转动惯量、主轴转动阻尼系数等结构参数对其动态工作特性的影响进行了仿真研究,对于液压变压器工作性能的提高具有一定的意义。根据变压比切换过程对于压力冲击的影响,采用模糊PID控制策略对于液压变压器的入口排量进行调节,对于液压变压器连续升压及降压过程进行了仿真,仿真结果表明该策略能有效减小在变压比切换瞬间所产生的压力冲击,并能够及时进行变压比的调节以满足负载的需求。根据液压系统的原理图,搭建实验测试平台,对于液压变压器的有负载启动特性、无负载启动特性、负载阶跃以及入口排量和出口排量对于压力冲击的影响进行。实验结果表明液压变压器具有良好的动态工作特性,并且针对负载的突变能够及时进行变压比调节以适应负载需求。

关键词： 液压传动   气压传动  

ISBN: (纸本)9787568537025

摘要： 本教材以液压传动技术为主线, 阐明了液压与气动技术的基本原理, 着重培养学生认知液压与气动元件的能力, 阅读、分析、设计液压与气动基本回路的能力, 安装、调试、使用、维护液压与气动系统的能力以及诊断和排除液压与气动系统故障的能力。教材共分14章, 分别是: 液压传动概述; 液压传动基础; 液压动力元件; 液压执行元件; 液压控制元件; 液压辅助元件; 基本液压回路; 典型液压传动系统的原理及故障分析; 液压传动系统的设计与计算; 液压伺服系统; 气压传动概述; 气动元件; 气动回路及其应用实例; 气动系统的安装与调试及使用与维护。

关键词： 滑移装载机   行走液压系统   稳定性   重心  

摘要： 以某型滑移装载机为例，进行行走液压系统设计和选型计算，同时以失稳比和稳定度为指标对滑移装载机进行稳定性评价，并对滑移装载机横向稳定度和纵向稳定度进行分析和计算，为滑移装载机液压系统设计和稳定性分析计算提供新的设计计算方法。