关键词： 免耕播种机   仿形限深   液压系统   清秸防堵   滑移率  

摘要： 为促进中国农业可持续发展,解决农业生产活动中农药、化肥及各种废弃物污染,政府部门提出“一控两减三基本”政策对农业面源污染问题进行治理,并着重推广资源节约型与环境友好型技术。2020年2月农业农村部、财政部印发《东北黑土地保护性耕作行动计划(2020-2025)》,明确将玉米作为东北三省及内蒙古部分城市重点推广作物同时还需要兼顾大豆、小麦等作物,重点推广秸秆覆盖还田免耕和少耕两种播种模式,通过免(少)耕播种技术减少播种期间各种作业机具对土壤的扰动与能源消耗,利用播种后秸秆覆盖地表减轻土壤侵蚀并提高土壤有机质含量。2BMFJ系列免耕播种机是由东北农业大学研发的可以应用于原茬地进行精量播种的机具,为进一步提高其田间作业质量,对播种机仿形限深装置进行深入理论分析和试验研究,解决2BMFJ系列免耕播种机宽幅机型田间作业过程中机架对地仿形能力弱导致刀齿入土深度不稳定、地轮滑移率大等问题,提高了播种机作业质量。本文完成的主要研究内容及取得的成果如下:(1)地轮总成设计:明确地轮总成总体设计要求,对地轮作业时的运动状态及受力进行分析,确定地轮在运动时对土壤的作用主要有两种即向前的推移和向后的掘削,得出地轮结构参数对土壤摩擦力影响的数学模型,确定影响地轮滑移率主要因素为:地轮垂直载荷、土壤性质、地轮直径、地轮宽度,对地轮总成仿形机构进行设计校核,确定工作时上下仿形角12°,牵引角为0°,仿形杆长度为480 mm,地轮支板长度410 mm,仿形机构横向尺寸160 mm,此时仿形量可以满足工作要求。通过添加缓冲弹簧吸收振动与地面冲击,减弱因地面不平造成的机架振动,提高仿形性能,保证清秸深度稳定。(2)缓冲弹簧仿真实验:利用Solid Works建立地轮总成模型并将模型导入动力学仿真软件ADAMS中,对仿形限深地轮总成虚拟样机进行合理简化,设定参数后对地轮总成的运动状态进行仿真试验。采用三因素四水平正交试验方法,以预载荷、弹簧刚度、作业速度为影响因素,以动挠度、地轮动载荷、加速度为评价指标,探究各参数对指标的影响规律,以降低地轮动载荷、减小加速度为目标,同时兼顾机具作业效率,最终优化结果表明当弹簧刚度为120000 N/m时最有利于播种作业。(3)液压系统设计及仿真:根据播种机田间作业要求对免耕播种机地轮及挡秸板液压系统进行设计并绘制液压系统原理图,利用节流阀、溢流阀对油液的节流与溢流作用抑制由于地面不平造成的地轮振动,提高机具仿形性能。根据地轮总成结构及播种机作业质量,确定液压缸参数为:内径63 mm、杆径35 mm、行程125 mm。基于AMEsim软件,搭建液压系统仿真模型,在对各个元件进行子模型选取及参数设置后进行仿真,分析地轮液压缸及挡秸板液压缸活塞杆运动状态、油液流动状态等,验证系统工作性能可以满足设计要求。根据系统工作要求初步建立液压系统电控装置人机交互界面并编写控制程序,提高机具自动化水平。(4)田间性能试验:根据《GB/T6973-2005单粒(精密)播种机试验方法》和《GB/T9478-2005谷物条播机试验方法》进行试验,结果表明:相同作业速度下液控式仿形限深地轮(方式2)滑移率显著小于机械调节地轮(方式1),并且随着作业速度增加,两种调节方式地轮滑移率都在增加,但方式2的增长趋势小于方式1,方式1与方式2在设定50±10mm深度下进行作业时刀齿入土深度合格率分别为62%和82%,方式2刀齿入土深度合格率比方式1高20%。将刀齿入土深度合格判定标准提高到50±5 mm,则相应的刀齿入土深度合格率分别降低到30%和50%,方式2刀齿入土深度合格率比方式1高20%。液控式仿形限深地轮作业效果显著优于机械调节地轮。

关键词： 装载机   摇臂液压系统   进出口独立控制   SimulationX  

摘要： 装载机作为普遍应用于土石方施工中的工程机械之一,其作业速度快、操作轻便,在基础设施建设和经济建设中起着不可忽视的作用。而我国是全球规模最大的装载机市场和生产国家,对装载机的研究和改进有助于提升其工作性能,节能减排,提高其市场竞争力。现阶段对装载机动臂的相关研究较多,关于摇臂及其液压传动系统的研究相对较少,如今常见的装载机多使用单阀芯式多路阀控制工作装置的运行,这种控制方式的控制自由度低,且存在进出油口同时进行节流,流量和压力损失大等不足,特别是对于作业工况复杂的装载机摇臂液压系统,通过用单阀芯多路阀的控制效果并不理想,因此对其液压系统的研究和改进有很重要的意义。针对传统装载机摇臂液压系统因进出油口同时节流造成的能量损失和控制问题,本文通过对装载机摇臂液压缸作业工况进行分析研究,提出一种基于进出口独立控制的泵阀协同控制方案,在摇臂液压缸的两端分别接入一个三位三通电磁比例控制阀,来对其进出油口实现独立控制,动力源选用轴向柱塞泵加伺服电机组合的方式,实现对所需流量的调控,并针对装载机摇臂液压缸作业时的负载特性,制定不同的控制模式实现对装载机摇臂液压系统的节能和控制改进。在本文中,首先以厦工XG916Ⅱ装载机为研究对象,通过三维建模软件Pro/E,建立了现有装载机的征集三维模型;接着将建立好的三维仿真模型通过联合仿真软件Simulation X进行导入,之后根据现有装载机工作装置的参数特性,在Simulation X仿真软件中建立该装载机的机械模型和摇臂液压系统模型,并将其与三维模型对应起来建立起多学科机液联合仿真模型。接着利用现有装载机搭建试验平台,对装载机摇臂液压缸在工作时的负载特性与能耗特性进行了试验研究,并通过试验结果对仿真模型进行改进,得到并验证了较为准确的装载机机液联合仿真模型。在此基础上,提出基于进出口独立控制的装载机摇臂液压系统和控制方案,建立了进出口独立阀控液压系统的数学模型,并对进出口独立阀控系统的特性进行了分析。最后根据进出口独立阀控液压系统的理论分析,在原装载机摇臂液压系统仿真模型的基础上,建立起进出口独立泵阀复合控制的新的装载机摇臂液压系统,并根据装载机摇臂液压缸在作业时的工况制定对应的控制策略。新系统仿真模型建立后分别在空载和重载工况下对新系统进行仿真研究,通过和原系统相同工况下两腔压力和液压泵输出功率做比较,发现新系统下控制摇臂液压缸运动的两腔压力明显降低,液压泵的输出功率较原将也大为减少,提高了能量的利用率,新系统的节能效果显著,为装载机摇臂液压系统的改进提出一些指导意义。

关键词： 混凝土搅拌机   液压系统   维护  

摘要： 新经济常态下,科学技术日益成熟,在混凝土搅拌机中液压系统十分重要.然而,在具体运用过程中,往往由于操作与维护不到位,造成混凝土搅拌机运用过程中由于液压传动系统出现各种障碍而不得不停机,不利于工程顺利开展.同时,因操作维修人员针对液压系统转动原理及维修技能较为匮乏,无法第一时间发现与处理故障,在一定程度上制约了混凝土搅拌机液压系统优势的发挥.对于此,本研究作者结合自身专业知识及实践经验,重点讲解了混凝土搅拌机液压系统维护策略,以此来更好地指导实践工作.

关键词： 煤矿企业   生产设备   液压系统   维护和保养  

摘要： 我国煤矿行业获得不断地进步和发展,机械设备的应用旨在推动行业生产活动的智能化和高效化,但是机械设备应用过程中,液压系统管理不当也会造成一些恶性事件,影响煤矿生产活动安全性.基于液压系统维护和保养对于煤矿机械设备正常运行的良性影响,本文尝试分析煤矿机械设备液压系统的维护与保养策略,希望下文观点可以给相关课题研究者提供一些建议,共同推动我国煤矿行业可持续发展.

关键词： 数字液压   液压传动   液压技术   领跑者  

摘要： 杨涛:长沙亿美博智能科技有限公司总经理,执着的理工男。亿美博科技:中国工程科技机械行业稀有的"独角兽·黑科技"公司,期待亿美博能催化行业产生一些更大的"核聚变"。马云曾说过,我不相信弯道超车,基本上是十超九翻,我们应该换道超车。对于走过了"引进、消化、吸收、模仿"之路的中国工程机械行业的多数企业来说,如何摆脱"路径依赖",实现真正的自主创新与领先,继而实现中国从工程机械大国向强国的转变,亿美博在数字液压领域坚持与挑战的故事,会给我们带来更多的启迪、信念与感动。

关键词： 液压系统   故障模拟   AMESim   神经网络   故障诊断  

摘要： 针对无法对阀控液压缸系统中的液压元件进行实时故障监测及诊断的问题。论文通过传感器采集系统信号并结合神经网络的方法,对液压缸不同类型的泄漏故障和双喷嘴挡板伺服伺早期单喷嘴堵塞故障进行实时故障诊断。论文主要研究如下:1、分析液压缸和双喷嘴挡板伺服阀的故障机理,设计了一种液压系统故障模拟方法,通过液压缸结构设计并外接元件方法实现液压缸不同程度的内、外泄漏故障模拟。通过传感器采集液压缸的压力信号及活塞杆位移信号,确定具有代表性的故障特征并提取相应的特征值作为故障样本后通过BP神经网络学习算法进行学习训练,并利用部分样本作为检测数据验证了其可行性。结果表明该BP神经网络能准确分别系统的内、外泄漏故障,达到故障诊断目的。2、运用液压机械系统建模仿真软件AMESim建立双喷嘴挡板伺服阀控对称液压缸位置伺服系统仿真模型,通过将仿真所得的液压缸内、外泄漏时对应活塞杆的位移曲线和液压缸左腔压力曲线与实验所得的对应曲线进行对比,发现随着故障程度的加剧,仿真和实验所得的曲线变化趋势基本相同,同时模拟了双喷嘴挡板伺服阀的单喷嘴堵塞故障,所得伺服阀在无输入信号状态下的状态参数与理论推导相吻合,验证了仿真模型的可靠性。3、利用表征学习的概念对双喷嘴挡板伺服阀早期单喷嘴堵塞故障进行诊断。设计一种神经网络来找到一种非线性映射关系,通过该神经网络将原始数据转换到另一个更容易分类的空间中。通过对数据点形成的数据簇的轮廓系数进行评估,表明数据点的聚类效果良好。通过BP神经网络分别对原始数据和新数据进行故障诊断,结果表明故障诊断的准确率大大提高。图52表9参74

关键词： 课堂教学   液压传动   互动平台   应用  

摘要： 为了使中职液压课堂的教学更具普适性,摆脱硬件设施的阻碍,笔者将UMU互动平台运用于日常教学,并以液压传动第一课时为例,探究其实施方案。

关键词： 采煤机液压系统   隐马尔可夫模型应用   故障预测诊断   特征值提取   聚类分析  

摘要： 我国是能源消耗大国,其中煤炭资源占据我国一次能源的重要地位。采煤机作为煤炭开采的重要设备,安全、高效的运行是综采任务顺利开展的前提。随着煤炭开采需求量不断上升,对于采煤机的性能也提出了更高的要求。为了适应多工况开采的需求,不同类型的采煤机应用而生。然而伴随着采煤机整机性能提升,设备复杂程度增加,故障类型也逐渐增多。多数情况下,采煤机液压系统故障发生是一个循序渐进的过程,通过对早期故障的故障预兆信息进行提取、分析、识别,并对故障部位进行及时维护,可以最大程度的降低故障发生。液压系统作为采煤机关键系统,潜在故障将可能引发连锁反应,导致其它设备故障甚至整个开采工作线崩溃,轻则造成巨大的经济损失,重则危及工作人员的生命安全。因此,对采煤机液压系统进行故障预测研究显得尤为重要。目前现有的故障诊断方法较多,但存在一定局限与不足。随着科技发展,智能诊断方法不断被提出,模式识别作为智能诊断方法的一种,已在多个领域得到应用。根据液压系统故障的特点,可将模式识别方法应用于采煤机液压系统故障预测研究。基于隐马尔可夫模型的故障诊断方法隶属于模式识别方法,具备良好的建模和分析能力。此外,基于真实空间统计特性可有效描述故障的演变规律,在机械故障诊断领域中已有所应用,然而对于采煤机液压系统故障预测研究较少。因此,本文以采煤机液压系统故障为研究对象,基于隐马尔可夫模型理论展开故障预测研究,全文的主要研究内容如下。首先,考虑到采煤机液压系统故障发生的随机性,直接对故障设备进行研究存在难度。因此,基于采煤机液压系统工作原理,设计了仿真模型。在对液压系统故障分析的基础上,完成了故障模型的建立。本文主要针对采煤机液压系统中调高泵、换向阀、调高油缸元件引起的液压系统故障展开研究分析。其次,对采集的工况数据进行时域分析。通过对工况数据进行时域分析,从中获取能够表征故障状态的特征量。随后通过编程实现对时域特征量的聚类分析,完成了敏感特征值的筛选和预测模型部分参数的初始化,为预测模型的建立奠定了基础。再次,根据工况数据分析结果,建立故障预测模型。隐半马尔可夫模型作为隐马尔可夫模型的一种扩展形式,在描述故障规律上更贴近演变规律。因此,在对隐马尔可夫模型故障预测理论学习的同时,兼顾了隐半马尔可夫模型的故障预测方法的研究。最后,以采煤机液压系统故障为研究对象,对所提出的预测方法进行验证。通过对故障样本预测结果的分析,证明了两种预测方法的可行性。通过两种方法的预测结果对比,证明了基于隐半马尔可夫理论的故障预测方法可提高采煤机液压系统故障预测的准确率。此外,文章末尾对全文开展的工作进行了总结,并对隐马尔可夫模型故障研究发展进行了展望。

关键词： 聚氨酯发泡机   参数化设计   液压系统   工艺参数   正交试验  

摘要： 我国已是最大的聚氨酯生产国和消费国,市场前景非常广阔,但是国内大部分聚氨酯发泡机生产企业研发多靠经验,重复劳动多,往往无法及时响应客户的个性化定制需求。聚氨酯发泡机相关的研究比较少,企业缺乏理论指导,导致生产过程中经常出现故障率高、产品质量不稳定等情况。本文以市场对聚氨酯发泡机的技术要求为基础,采用理论分析和试验相结合的方法完成发泡机的参数化设计并优化其工艺参数,实现聚氨酯发泡机的自动设计。(1)根据企业实际需求,分析发泡机参数化设计系统的功能,研究聚氨酯发泡机的工作过程和组成结构。通过对SolidWorks二次开发技术的研究,确定发泡机参数化设计系统以***为开发语言,采用设计变量和编程语言相结合的开发形式,以EXE可执行程序为封装代码方式,以Visual Studio为开发平台,以SQL Server作为存储设计数据的数据库。确定发泡机参数化设计系统的开发流程,构建发泡机参数化设计系统结构。(2)根据市场调研得到发泡机技术参数要求,设计发泡机液压系统并完成电机、液压泵、阀类、混合头等关键液压元件参数的计算和选型。运用AMESim软件搭建发泡机液压系统仿真模型,通过仿真分析得到发泡机液压系统压力和流量变化曲线图,验证液压系统设计满足实际工况的要求,为参数化建模与数据库建立提供依据。(3)研究发泡机的参数化设计过程,分析发泡机主机托盘、料罐罐体、搅拌器、吊臂等零部件的结构特征并提取尺寸参数。确定参数化建模的方法并划分参数化设计尺寸类型。确立零部件装配方式并建立发泡机装配关系表,创建零部件模型图库。利用SQLServer数据库技术创建用户管理、发泡机零部件、发泡机自动装配、发泡机工程图等一系列数据库,为发泡机参数化设计系统的开发奠定基础。(4)研制发泡机物理样机并进行液压系统试验,得到液压系统实际流量数据与仿真流量数据的误差在0.2%～0.3%之间,实际压力数据与仿真压力数据误差范围在0.3%～0.4%左右,均在合理范围内。在试机过程中,针对某种汽车方向盘产品表面成型质量问题,设计正交试验,并利用Moldflow软件对注射成型过程进行模拟仿真,得到不同工艺参数组合下的翘曲变形量,通过数据分析得出各工艺参数对翘曲变形量的影响程度由大到小排序为:模具温度、原料温度、保压压力、注射时间、保压时间。结合神经网络训练的方法降低工艺参数寻优的难度,得到最佳工艺参数组合为:模具温度47℃、原料温度25℃、注射时间5s、保压时间2s、保压压力20MPa。(5)搭建发泡机参数化设计系统软件环境。依据系统界面设计原则完成发泡机参数化设计系统登录界面及主界面的设计,通过编程完成零部件参数化建模、整机自动装配以及零部件工程图创建的功能,实现发泡机参数化设计的整个过程,完成发泡机参数化设计系统开发。设计聚氨酯发泡机液压系统,对关键液压元件的计算及选型,有利于提高发泡机的稳定性。在液压系统参数化设计的基础上进行的工艺参数优化会大大提升聚氨酯发泡机的核心竞争力。通过参数化设计系统个性化的人机交互界面可以实现聚氨酯发泡机的参数化设计,显著提高企业的研发效率,满足用户的个性化需求,填补该领域的空白,对指导实际生产具有重要的现实意义。

关键词： Argo剖面浮标   液压系统   多目标优化   运行稳定性   节能性  

摘要： 全球海洋实时观测网计划,又称为Argo计划,是由全球大气、海洋科学家于1998年提出的一项全球海洋观测试验项目,利用Argo剖面浮标对全球海洋不同层流的温度、盐度和溶解氧等参数进行长期监测和数据采集。Argo剖面浮标能够在海洋垂直剖面自主完成上浮下潜运动,并依靠所携带的传感器对水文参数进行测量,采集的实时数据对于海洋科学研究具有重大意义。而液压浮力调节技术是剖面浮标实现升沉运动的关键,一套可靠、高效的液压系统是剖面浮标能顺利完成监测任务的保障。目前技术成熟的2000米级浮标所搭载的液压系统由往复单冲程柱塞泵和浮标外部可变体积的圆柱型油囊组成,主要适用的深海工作范围为0-2000米,应用于更深海域时,会面临一系列问题。首先,为了增大浮标净浮力调节量,活塞缸的尺寸需随之增加,不利于浮标内部空间的利用。其次,为承受更大海水压力负载,活塞缸的强度和质量也不可避免随之增加,严重影响浮标的净浮力和搭载能力,限制了搭载传感器的数量。另外,浮标下潜到更深海域时,考虑到液压系统的工作压力会大幅增加,液压零部件的选用也更为严苛。因此,一套高效、稳定的液压系统对于4000米深海剖面浮标非常关键,是实现浮标稳定探测和采样的基础。本文的研究对象为山东大学自主研制的4000米Argo智能剖面浮标。针对于目前国内深海剖面浮标在研制过程中出现的液压系统运行不稳定、系统工作时发生电流过载以及系统能耗较高导致难以满足设计航时等难题,重点对4000米Argo剖面浮标的液压系统进行研究。分析已有液压系统在实验和海试中出现的问题,设计一套适用于深海4000米剖面浮标的低功率液压系统,进而对两套液压系统进行仿真分析对比,验证所设计系统的可行性。使用多目标粒子群优化算法对本文所设计液压系统的参数进行优化,提高系统的容积效率,并研究浮标在上浮过程中的运动状态,提出一套基于闭环控制策略的分段供油方法,以提高浮标运行稳定性和节能效果。搭建海水负载模拟试验台,验证液压系统的可行性和稳定性,最终进行海上试验。本文的主要研究内容和创新点:1.在研究现有深海剖面浮标液压系统的基础上,设计了—套适用于深海4000米剖面浮标的低功率液压系统。通过AMESim和MATLAB联合仿真验证系统的可行性,并搭建高压测试实验系统验证所设计模型的正确性,为深海剖面浮标液压系统的设计提供了理论和工程基础。2.基于流体力学分析和AMESim仿真,采用多目标粒子群优化算法对所设计液压系统的核心零部件——增压器模型的参数进行优化,得到系统关于容积效率、输出单位体积液压油工作时间和增压器质量三个目标函数的最优解集,为实际应用中增压器模型的设计与优化提供理论依据。3.研究浮标在上浮阶段的运动,提出了基于闭环控制策略的分段供油方法。建立了 4000米剖面浮标液压系统仿真模型及上浮阶段浮标运行的动力学和能量消耗模型,并对比分析传统供油控制策略与所设计控制策略的仿真结果,以提高浮标运行的稳定性和节能性,为深海剖面浮标供油策略进一步研究提供了参考。