关键词： 虚拟现实   Unity3D   节流调速回路   教学系统  

摘要： 虚拟现实技术作为近几年的热门研究方向,同时也是国家重点发展的技术之一,其在教育领域的应用也越加广泛。目前液压传动课程教学中存在教学过程抽象,实验教学设备不足等问题。针对上述情况,本文提出一种基于Unity3D的液压传动节流调速回路教学系统的方案来解决液压传动课程中节流调速回路部分的教学中的问题。本文主要工作是Unity3D的节流调速回路教学系统的设计。系统中分为液压元件教学模块与回路教学模块,分别针对节流调速回路中的含有的元件进行教学以及针对节流调速回路进行教学。首先,对于一款教学系统的搭建过程中的模型建立与优化、人机交互功能实现以及系统发布的流程进行了详细的说明;其次,本文在液压元件教学模块的的研究中,实现了一系列功能,包括:Unity场景的搭建与优化,液压元件的分离与复原功能、元件的透视功能以及元件的旋转功能;第三,本文在回路教学模块的的研究中,实现了回路理论教学环节的插入图片、音频功能,实现了回路实验教学环节中的拖拽、碰撞检测和拖拽高亮提示的功能,完成了判断回路搭建完成的逻辑设计并成功实现,利用代码使油液成功生成并在回路中进行运动,实现了控制回路运动的“暂停”、“继续”、“复位”按钮功能,完成了通过调节滑动条变量来调节回路运动速度的功能;最后,进行了节流调速回路教学系统的场景调试,处理了调试时出现的问题,并将教学系统的PC端进行成功的发布。本系统将传统的节流调速回路教学从课堂转换到虚拟平台,既可以作为老师授课时辅助教学的工具,又可以让学生课下自主使用学习,从而提高学生的学习兴趣。

关键词： 思维导图   液压传动   应用要点   应用对策  

摘要： 在简要阐述思维导图基本内涵的基础上,阐明了思维导图在液压传动单招教学中应用的必要性,明确了具体的应用要点和应用对策,并通过案例进行了实证分析,因此具有一定的指导性和普适性。

关键词： 盾构   管片吊运系统   液压系统  

摘要： 盾构运输梁管片吊运系统多采用"行走小车+电动葫芦"传动的设计形式,但受限于电动葫芦本身的结构及质量问题,使得这种设计形式在实际应用中存在一定的弊端。以解决实际应用问题为出发点,对盾构管片吊运系统进行优化创新,提出一种基于"行走小车+钢丝绳"形式的管片吊运系统,从结构设计和液压系统控制上提出了优化后的实现方法,并分析了该系统中关键参数的计算和选型。

关键词： 泵控马达液压系统   复合调速   联合仿真   功率匹配   系统稳定性  

摘要： 在工程机械快速发展的进程中,工程装备经济节能、稳定可靠已经成为市场发展的基本要求。复合调速泵控马达液压系统作为实现工程机械核心功能的基础,受到了越来越广泛的关注。变频电机拖动的泵控马达液压系统,在能量传递过程中,当电机和柱塞泵组成的液压动力源与负载大小不匹配时,会导致的功率损失严重,并造成系统效率低下。因此分析液压系统效率构成,制定系统功率匹配原则和匹配方案,以及研究最佳匹配方案下的系统稳定性具有重要意义。本文以变转速、变排量复合调速泵控马达液压系统为研究对象,在对液压动力源总效率进行理论分析的基础上,得出动力源效率最大值时系统的最佳转速和排量的匹配策略,并对提出的功率匹配策略进行仿真分析和实验验证。同时针对影响液压系统稳定性的因素进行了分析,并对最佳匹配状态下的系统稳定性进行了仿真分析和实验验证,为研究效率高、稳定性好的液压系统提供参考。本文的研究工作主要如下:(1)建立了变频电机驱动变量柱塞泵的效率分析动力学方程,并基于动力源输出效率与电机转速间的函数关系,求得了动力源效率最大值时对应的最佳转速,并进一步通过理论公式得到轴向柱塞泵的最佳排量。(2)基于Simulink以及AMESim搭建的复合调速泵控马达液压系统联合仿真模型,模拟了马达转速恒定时,在不同负载工况下,功率匹配方案的可靠性。同时,以马达输出转速恒定为前提,对比分析了复合调速控制与变转速、变排量两种单独控制方案结果,验证了复合调速在提升系统效率方面的优越性。(3)利用研究团队前期研制的复合调速机电液一体化泵控马达液压系统对以上各种功率匹配策略进行实验验证,结果表明:当马达转速恒定时,在不同负载的工况下,存在效率最大值,且当液压动力源效率最大时对应的工况与电机、泵效率最大时对应的工况不同;采用复合调速时,液压动力源效率提升更快,相比变转速、变排量两种单独调速方案更加节能。(4)分析了系统最佳匹配状态下系统稳定性问题,并对影响液压系统稳定性的因素进行了分析。通过上述搭建的联合仿真模型,分析了液压油含气量、温度、液压管道结构尺寸对柱塞马达输出转速动态特性的影响,并对仿真结果进行了实验验证。结果表明:含气量越小,柱塞马达转速超调量越小,调整时间越短,系统越稳定;在不影响液压动力源匹配效率的前提下,液压油温度适当升高,可以使柱塞马达转速超调量减小、调整时间变短、液压系统稳定性增强;减小管道直径与长度,马达转速超调量会减小、调整时间变短,液压系统稳定性增强。由于环境因素具有未知性和不可控性,故在最后,提出蓄能平衡协调控制的方法,通过仿真验证,加入蓄能器使系统稳定性明显提升,既实现了功率匹配,又提升了系统稳定性。本文对现代液压系统中常用的变转速和变排量复合调速方法以及适用条件进行了系统分析,旨在通过优化匹配设计提升变转速泵控马达液压系统的总效率以及系统稳定性。

关键词： 玉米籽粒联合收获机   传动系统   优化设计   液压系统  

摘要： 国产联合收获机经过多年发展,收获机性能有明显的提高,但仍存在自动化水平相对较低、传动系统设计不合理等问题,针对此现状,本研究通过构建试验台、设计功率采集系统、开展功率采集试验等工作,提出了适用于YF8166玉米籽粒联合收获机脱粒滚筒、清选风机和切碎器部件传动系统的优化方案。本文的主要研究内容和结论包括以下几点:(1)以YF8166型玉米籽粒联合收获机为参考,构建了可模拟田间作业过程的多功能籽粒联合收获试验台,该试验台主要由喂入总成、过桥总成、脱粒分离系统、清选系统、切碎器总成、传动系统和控制系统等组成,且各主要部件独立传动。(2)基于多功能籽粒联合收获试验台搭建了功率采集系统。以脱粒滚筒、筛箱、风机和切碎器为测试对象设计了由扭矩传感器模块、数据采集模块、数据分析模块三部分组成的功率采集系统,并采用理论计算结合试验的方法对该系统的测试效果进行了准确性和稳定性验证。(3)以含水率区间为24%～26%和29%～31%的带皮玉米果穗为试验材料,以滚筒转速、风机转速、曲柄转速、切碎器转速和鱼鳞筛开度为试验因素,以破碎率、损失率、含杂率和各部件功耗为试验指标,开展了喂入量为8/10/12kg·s的脱粒、清选以及切碎器的台架试验,通过分析试验数据获得了各部件不同工况下的较优参数组合,并探究了滚筒、风机、筛箱和切碎器的功耗随其转速和收获机喂入量变化的规律。(4)通过对比试验确定了传动系统优化的部件,并提出了相应的优化方案。以玉米籽粒联合收获机的设计转速和台架试验所得的较优转速为试验参数进行台架对比试验,通过对试验结果的分析,确定传动系统的优化部件为滚筒、风机和切碎器。针对滚筒传动系统,设计了适用于PLC控制无级变速装置的液压系统以提高滚筒传动系统的自动化水平,所设计液压系统中的活塞缸流量为28.36L·min,电磁比例阀流量为40L·min,齿轮泵排量为40 m L·r;针对风机传动系统,研究了风机转速与主动变速轮动盘位移之间的关系,当主动轮动盘轴向移动1mm时,风机转速增大或减小28 r·min;针对切碎器传动系统,设计了基准直径分别为200mm、212mm的带轮,以通过更换带轮的形式对其传动系统结构进行优化。

关键词： 液压支架   拆装平台   有限元分析   液压系统   AMESim  

摘要： 液压支架是煤矿综采工作面重要装备,对采煤工作面安全生产起着重要作用。随着矿井年产量的增加,大型重载液压支架使用逐渐增多,液压支架尺寸和重量的增加,对液压支架运输和拆装带来了难题,如何安全快捷的拆装液压支架,对提高煤矿的生产效率有着重大意义。因此,亟需设计出一套可用于快速拆装大型液压支架的专用设备。基于矿井井下综采面的工作环境以及巷道的安装条件,结合大型液压支架快速拆装的工艺要求,本文设计了一种具有6组12个吊钩的大型液压支架拆装平台,可同时起吊组装液压支架的前顶梁、后顶梁、掩护梁、立柱和立柱底座等,克服了以前小型组装架要分阶段多次重复组装的缺陷,极大提高了液压支架的拆装效率。针对大型液压支架拆装平台设计,本文主要开展了以下方面的工作。首先,依据大型液压支架快速拆装的工艺要求,以简易化、轻量化和紧凑化为基本设计准则,对拆装平台进行整体结构设计,为便于拆装平台的运输,采用一大一小两个组装架组合的方式形成整体拆装平台。大组装架设计4组8个吊钩,小组装架设计2组4个吊钩,分别起吊液压支架的不同部件。吊钩的动力和行程采用液压油缸驱动。其次,提出适用于液压支架拆装设备的总体方案,利用三维软件完成模型建立,利用ANSYS Workbench对关键结构采取强度分析、模态分析,通过对数据结果分析,对其进行结构优化,使结构更加合理、安全可靠。最后,对液压系统进行设计以及选型,包括各回路负载分析、液压系统原理图的制定等工作,利用AMESim软件对液压系统仿真分析,根据所得数据结果优化各项参数,为进一步拆装平台中液压系统的设计提供了指导作用。基于液压技术的大型液压支架快速拆装平台的使用,将极大提高煤矿综采工作面的建设周期,提高煤矿生产的效率,同时也将大幅度降低了操作人员的工作强度,因此在煤矿生产具有较强的应用和推广价值。图[56]表[19]参[95]

关键词： 移运油管机械手   修井作业   液压系统   PLC控制  

摘要： 随着我国对石油的开采进入中后期阶段，对石油开采的效率要求也不断提高，而在开采过程中保证油田稳产、高产的重要环节则是油田修井作业。目前修井作业大多都是小修作业，其主要工作形式是起下油管作业，占修井总用时的70%以上，并且通常需要人工辅助，效率低下且具有安全隐患。因此，急需设计出一套移运油管装置来取代人工进行起下油管作业。　　本课题针对修井作业中人工辅助起下油管操作存在的问题，研发了一种修井作业移运油管机械手。根据修井作业过程中起油管和下油管工作的流程，确定出机械手需要完成的动作，结合机械结构设计和工业机器人技术，设计出合理的移运油管机械手，并提出一种新型末端夹持器机构模型，再从机器人的运动学和动力学角度出发，对机械手进行了运动学和动力学分析，通过MATLAB和ADAMS软件进行仿真，验证所建立运动学方程的正确性并对机械手的动力学方程进行求解分析，对机械手关键结构进行了ANSYS结构静力学分析。根据机械手完成的动作流程，研究确定了液压系统的主要参数、油路类型和所需的回路，设计出一个完整有效的液压系统。通过对机械手动作流程分析，研究确定了该机械手控制系统所需要的输入/输出点数以及PLC的硬件型号，对I/O地址进行了配置，并完成了PLC接线原理图和整体操作程序梯形图的设计。　　本论文的研究成果对移运物体机械手的设计和应用具有很好的指导价值，并为修井作业机械化、自动化提供了很好的研究方向。

关键词： AMESim   林果采收   油茶果   液压系统   联合仿真  

摘要： 针对梳齿式油茶果采摘机的液压系统理论设计不能很好地满足实际工作要求,会出现液压冲击、稳定性差、复杂运动不协调等问题,本文以项目组自主研发的梳齿式油茶果采摘机为对象,通过理论计算、AMESim和Simcenter3D联合仿真及AMESim和MATLAB联合仿真等手段,研究作为执行元件的三个液压缸的压力、流量、负载、速度、位移参数随时间变化的曲线图并分析,根据分析结果进行优化得到最佳的液压系统参数组合。本文研究内容及结论如下:(1)根据采摘机的工作环境先确定液压系统的运动时序和执行元件的种类、数量,计算执行元件的最大负载,对典型液压元件进行选型计算。以上述结果为参考设计出液压系统原理图。液压系统设计完成后,对系统的压力损失和发热与温升进行校核验算。(2)基于AMESim仿真软件建立液压系统模型,根据理论计算的结果,为液压元件设置参数;基于Simcenter 3D的仿真软件建立采摘机构动力学模型,以AMESim为主要平台,Simcenter 3D为辅助平台搭建联合仿真环境,对采摘机液压系统进行一个完整工作周期的仿真,仿真完成后调出液压执行元件参数曲线图进行分析。(3)针对联合仿真结果进行分析,针对液压缸工作精度不高,导致采摘头定位不精确的问题,引入PID控制系统,搭建基于AMESim-MATLAB的PID控制电液位置伺服系统联合仿真实验平台;针对原液压系统能量损失严重,不能抗流量饱和,复杂运动不协调的问题,把原定量泵液压系统改成基于阀后补偿的负载敏感液压系统,搭建基于AMESim-Simcenter3D的齿梳式油茶果采摘机阀后补偿负载敏感液压系统的联合仿真实验平台。研究的预期成果是以联合仿真实验得到的数据为参考,改进梳齿式油茶果采摘机的液压系统,提高液压系统稳定性,使采摘机构运行更加平稳。

关键词： 试样剪   液压系统   插装阀   控制盖板  

摘要： 本文对我公司宽厚板生产线试样剪液压系统的系统特点进行了较深入的分析，同时对于该液压系统进行的一些改进优化做了介绍。对于常规大流量、大功率执行机构液压系统的设计、维护、优化改进等有较大的参考意义。

标准号: ISO 5675-2021