关键词： 盾构机   螺旋输送机   液压系统  

摘要： 盾构机是一种专用于地下隧道开挖的技术密集型工程装备,螺旋机是盾构机重要组成部分,为适应旧盾构机扩径改造需要,增大施工过程中螺旋输送机出土量,现对螺旋机驱动液压系统重新选型、设计.

标准号: ISO 19879-2021

关键词： 风力发电   叶片吊具   电液同步控制   模糊滑模控制  

摘要： 风力发电机叶片吊具作为风机安装过程中需要使用的关键设备,其性能优劣直接影响着风机机组安装所需的时间。随着风电产业的发展,大量新风场的建立,适用于风电安装的专用吊具能大大加快风机安装的效率。因此各大风电企业都将目光投向了这一领域。论文研究了一种针对6MW风力发电机叶片吊装的全方位单叶片吊具。该吊具能完成单个叶片的夹取、俯仰调整及旋转,能仅用一台起重机完成单个叶片装车、卸车及安装。论文首先研究了吊具的机械结构,针对吊具的结构特点、技术要求及工作环境设计了该吊具的液压系统。同时设计了阀块、油箱及泵站。为使吊具的性能达到实际工作时的需求,对液压系统的控制性能进行研究。深入研究控制叶片旋转的双路阀控液压马达系统的原理及特点,并对双路阀控液压马达系统的控制性能进行了分析。建立阀控液压马达系统的数学模型,并分析其稳定性等。对双路阀控液压马达的同步控制策略进行分析,选择适用于吊具的交叉耦合式同步控制策略。使用PID控制器对双路阀控液压马达同步控制系统进行优化,通过仿真结果分析其控制性能。在实际生产中,吊具所处的工作环境恶劣,传统PID控制往往达不到控制需求,又由于吊具在工作中经常受到外界的干扰,将抗干扰能力强的滑模变结构控制方法应用与双路阀控液压马达系统。基于滑模控制设计了滑模控制器和同步误差控制器,为抑制滑模控制的抖振现象加入模糊控制来补偿滑模控制量,设计了基于模糊滑模控制的跟踪误差控制器。在仿真软件中对其进行仿真分析,通过仿真结果分析其控制性能。再与PID控制器的仿真结果进行比较,得出两种控制方法的优劣。6MW风力发电机全方位单叶片吊具与同步控制策略相结合提高其控制性能,能够提高风机的安装效率,为以后更大单台装机容量风力发电机专用吊具的设计提供思路。

关键词： 节能   阀阵列   多泵多执行器   耦合节流损失   能量再生   回路匹配   工作模式   轨迹控制   切换冲击抑制   挖掘机  

摘要： 多执行器液压系统被广泛应用于各种工程机械设备,挖掘机是其中典型代表,通常包含动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸、回转马达、行走马达等多个执行器。作为最常见的工程机械,挖掘机运行工况复杂且负载正负交替,其中正负载工况如动臂抬升和回转加速,负负载工况如动臂下放和回转减速。现有的挖掘机液压系统能效相对低下,主要原因包括:1)正负载工况下执行器需要液压泵提供能量,而挖掘机液压系统广泛采用多执行器共用液压泵的架构,为了保证多执行器正常运动,泵出口压力只能匹配最大负载联执行器,导致其他低负载联执行器回路产生较大节流损失。2)负负载工况下执行器需要液压系统提供能量防止进油腔吸空,同时产生足够的回油背压保证执行器的平稳运行,导致大量可利用能量在回油阀口上耗散。针对上述问题,本文提出了基于阀阵列的多泵多执行器液压系统结构,通过阀阵列对多泵和多执行器进行灵活匹配,根据负载工况将系统解耦成若干个独立的子系统。一方面将正负载工况下的执行器解耦成泵源单独供油,减少耦合节流损失;另一方面将负负载工况下的执行器定义成广义泵源向液压系统输入能量,实现能量再生。本文首先对提出的系统进行了数学建模,分析了不同类型的阀阵列回路特性。其次,分析了基本子系统类型,提出了不同工况下的节能工作模式和多执行器轨迹跟踪控制算法,采用反步法设计思路获得控制律。然后,提出了基于阀阵列切换的多泵多执行器系统节能回路匹配算法,将原系统解耦以降低能耗。最后,分析了阀阵列切换及工作模式切换类型,提出了抑制切换冲击的补偿策略,保证切换过程中多执行器的轨迹跟踪性能。本论文分为如下六个章节:第一章,介绍了多执行器液压系统节能及轨迹控制的研究现状,提出了文本的研究内容和总体结构。第二章,提出了基于阀阵列的多泵多执行器系统结构方案,建立了各元件的数学模型,分析了阀阵列的回路特性及节能原理。第三章,研究了阀阵列基本子系统的节能工作模式和轨迹控制。分析了阀阵列稳态匹配下子系统的基本结构,针对正负载工况和负负载工况分别进行了工作模式设计,通过控制元件与控制目标的匹配实现节能。利用反步法进行轨迹控制器的分步设计,实现了良好的轨迹跟踪性能。第四章,研究了基于阀阵列切换的多泵多执行器系统回路匹配算法。根据多执行器的压力流量需求,建立了以系统能耗最小为目标的优化模型,提出了高效的最优回路匹配求解算法,该算法适用于以阀阵列为核心元件的系统。第五章,提出了抑制阀阵列切换冲击的补偿策略。分析了阀阵列切换及工作模式切换类型,讨论了阀阵列切换的冲击形成原因,针对不同的切换类型提出了针对性的补偿策略,保证切换过程的轨迹跟踪性能。第六章,对全文工作进行了总结,阐明了创新点,并对未来研究进行了展望。

关键词： 注塑机   锁紧装置   机构学  

摘要： 根据锁紧装置的工作环境,分析了其特点及要求,结合机构学特征及原理,选择了蜗轮蜗杆机构作为注塑机的锁紧装置。阐述了蜗轮蜗杆的啮合条件,对主要参数的计算方式进行了说明。根据使用工况,选择了蜗轮和蜗杆合适的材料。分析了蜗轮蜗杆在运转时的受力情况,对蜗轮齿面强度进行了计算说明,为蜗轮蜗杆的参数化设计提供了指导。最后,对蜗轮蜗杆的发热情况进行了热平衡分析,并介绍了几种提高散热能力的方法。

关键词： 重型液力自动变速器   液压系统   逻辑设计法   油压特性   动力换挡  

摘要： 液压系统是重型液力自动变速器核心组成部分,整个液压系统的液压元件数量多且种类杂,各个油路间相互牵扯,液压系统十分复杂,国内目前对此液压系统还缺乏有效的设计方法和研发理论。因此,为突破重型液力自动变速器液压系统的核心技术,并形成一套液压系统理论研制设计方法,本文围绕重型液力自动变速器液压系统设计及其性能研究展开如下工作:(1)以具有一个空档、7个前进档和一个倒档的某重型液力自动变速器为具体对象,在分析其构成和工作原理的基础上,将逻辑设计方法引入其液压系统的设计中,并采用组合逻辑线路设计法及卡诺图逻辑函数化简法设计出其换挡控制液压系统模块,进而再设计出其闭锁控制及冷却润滑液压系统模块和主调压液压系统模块。(2)对液压系统中的液压元件进行设计计算与选型(包括各液压模块的压力调控阀、换挡电磁阀以及逻辑元件等等),为后续液压系统的功能验证、性能分析、优化设计提供参数支持。(3)针对所设计的重型液力自动变速器液压系统中的主调压液压系统子模块,通过对其系统的工作原理分析,建立其数学模型,并基于AMESim搭建主调压液压系统仿真模型,从主调压阀与控制控制压力调控阀的结构参数展开主调压液压系统的输出油压动态特性研究。最后,采用粒子群优化算法(PSO)和遗传算法(GA),对影响主调压液压系统油压特性的结构参数进行优化设计。(4)同样地,针对重型液力自动变速器液压系统中的换挡控制液压系统子模块,在分析该系统工作原理的基础上,通过建立数学模型和仿真模型,展开换挡控制系统性能研究。而后,为提高换挡控制系统的油压特性,从换挡阀参数展开油压特性影响分析,再以ITAE准则为目标函数,采用AMESim内嵌GA算法确定换挡阀参数。(5)为验证重型液力自动变速器液压系统中的闭锁控制及冷却润滑液压系统子模块工作性能,联合主调压液压系统建立仿真模型,展开闭锁控制及冷却润滑液压系统性能研究。最后,基于以上的研究工作,展开重型液力自动变速器空档、七个前进档以及倒档的液压系统动力换挡性能研究。

关键词： 低压封堵器   ANSYS   结构优化   液压系统   通讯控制  

摘要： 管道运输是油气资源最主要的运输方式,但我国油气管道已逐步进入到老龄化阶段。据统计,我国在役油气管道服役时间超过10年的占比约为60%。近年来我国油气管道已逐渐进入事故高发期。现如今高压油气管道应急维抢修技术日益成熟,但是低压成品油管道作业采用的封堵方式仍多为开孔封堵技术,封堵作业后会为管道留下安全隐患。为解决低压管道的封堵问题提出了一种管内低压智能封堵技术,论文设计了一款φ559mm管内低压智能封堵器。主要研究内容如下:本文首先总结了各类封堵技术的发展概况和优缺点,根据φ559mm低压成品油管道管内封堵工况,研究设计了管内低压智能封堵器的总体结构方案,建立了封堵器的三维模型。并以管段更换作业为例,介绍了封堵器带压封堵作业过程;其次设计了封堵单元的密封结构,并借助ANSYS有限元软件分析了封堵工况下支撑皮碗轴向厚度对皮碗变形的影响规律,同时分析了密封胎胎壁厚度以及材料硬度对封堵性能的影响规律;然后设计了封堵单元的锚定结构,并分析了封堵器的锚定性能。通过建立锚定结构的力学模型,结合理论计算的方法完成了锚定液压缸的选型,同时使用理论计算与有限元模拟结合的方法对封堵器关键零部件进行了强度校核;最后根据封堵器的工作流程,设计了封堵器的液压控制系统和通讯控制方案,针对液压系统中的液压元件进行了选型计算,并给出了封堵器接收到管外控制指令后的有效控制逻辑。论文研发的管内低压智能封堵器只有封堵和牵引两个功能单元。相对于传统高压智能封堵器具有功能单元少,结构简单,加工成本低的优点;相对于传统低压封堵技术具有封堵压力高,封堵性能可靠稳定的优势。论文研究内容为解决低压成品油管道的封堵问题提供了一种可行方案,对推动国内智能封堵技术发展具有重大意义。

摘要： 随着农村经济的发展,农业的作业模式也在不断发展,大马力拖拉机在农业作业的使用上也越加广泛.一般大型拖拉机可以与其他农耕工具一起使用,这就需要液压系统的正常运行.液压系统的故障会导致拖拉机无法正常使用,影响农耕的进度,所以农民要针对拖拉机的常见故障进行维修.

关键词： 主动悬架   液压系统   T-S模糊模型   稳定性分析   单片机  

摘要： 汽车的悬架系统是汽车的重要组成部分,传统的被动悬架逐渐无法满足汽车性能的要求,相比之下汽车的主动悬架在性能方面就有很大的优势。一款效果良好的悬架系统可以改善汽车的舒适性,对安全性也起到了非常重要的作用。随着人们对汽车的要求越来越高,同时对悬架性能也相应变得更高,因此对主动悬架的控制方法和控制结构的研究具有重要的理论价值和社会效益。在调查和研究了国内外车辆液压主动悬架发展现状的基础上,针对四分之一车液压主动悬架系统,首先建立该悬架系统的T-S模糊模型,分别设计出悬架系统的连续模糊控制器和数字模糊控制器,并以线性矩阵不等式的形式给出连续模糊控制器和数字模糊控制器增益的求解方法。然后基于李雅普诺夫稳定性理论,对提出的控制器所构成的主动悬架闭环系统的稳定性和约束要求进行了理论分析。最后,通过仿真验证了所设计控制器的有效性和适用性。针对四分之一车液压主动悬架系统数字控制系统,采用STM32系列单片机作为控制核心并设计相关硬件电路和软件程序。硬件电路可以采集系统的车身速度、非簧载速度、悬架行程、轮胎位移及伺服阀的位移等,使用数据存储电路将其存储起来并能够进行显示。通过CAN总线数据传送到汽车的操作控制系统。系统的软件部分主要设计了单片机主程序、时钟驱动子程序、CAN总线子程序、显示子程序。通过这些程序实现对系统的控制。

关键词： 液压系统   微粒群算法   逐维重心反向学习   故障树   可靠性优化  

摘要： 在工程领域中,液压系统作为一种重要的传动系统已应用于生产中的方方面面,尤其在一些复杂大型的设备中都有其身影。因此,其可靠性也显得尤为重要。高可靠性能保证设备稳定正常地运行,尽最大可能地避免设备出现故障,也能实现在高可靠性和低成本之间做到一定的相互平衡。与传统方法相比,群智能优化算法在可靠性研究中有着明显的优势。因此,本文采用了一种逐维重心反向TFPSO算法对液压系统进行优化。首先,参照标准微粒群算法后期难以跳出局部最优解的问题,从作用力规则方面入手分析,采取了两阶段作用力规则。将微粒更新过程分为前期和后期两个阶段,并且在不同的阶段受到的引力和斥力规则也会不断地变化,这种动态的变化规则能够更加准确地模仿生物的本能,更有助于搜索到最优解。在此基础上,运用测试函数对算法的寻优能力、收敛速度、种群多样性三个方面进行测试,以此验证改进的算法的可行性与优越性。然后,为进一步提高算法的寻优性能,本文从学习策略入手,采取了一种逐维重心反向学习策略。并将该策略与改进的微粒群算法结合,提出了一种逐维重心反向TFPSO算法。该算法将逐维、重心、反向三者合理地结合起来,在寻优迭代的过程中,对最优微粒实施逐维重心反向计算,既避免了各个维度之间的相互干扰,又提高了种群多样性,充分地考虑到了微粒间的信息交互方式,更能准确地模拟生物之间的行为。并对该算法的寻优能力和收敛速度进行测试,与两阶段作用力微粒群算法作对比,验证了所提算法的优越性。最后,为验证所提算法在实际生产中的可行性,本文从液压系统可靠性和多态系统可靠性分配优化两个方向研究分析,分别以T-S故障树和通用生成函数为工具,对每个系统进行单独分析并建立数学优化模型,并应用逐维重心反向TFPSO算法对其进行求解。通过与其他算法结果对比,验证所提算法在求解复杂优化问题的能力。