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： 液压系统   智能化伺服阀   性能预测   堆叠降噪自编码器  

摘要： 伺服阀作为控制回路的终端执行机构,是液压系统的核心和关键部分，其状态和性能直接关系到整个系统的工作可靠性和使用寿命。伺服阀的性能退化将会对液压系统的正常运行造成巨大的影响。　　首先，为了提高机械设备性能预测的准确率，将深度学习理论引入到机械设备图像识别领域，提出了基于堆叠降噪自编码器的性能预测方法。堆叠降噪自编码器是深度学习理论中一种重要的神经网络算法，本文提出采用基于堆叠降噪自编码器的方法对阀出口流量信号的图像信息进行特征提取，以实现对智能化伺服阀的性能预测。　　其次，文章介绍了基于堆叠降噪自编码器的性能预测方法。为证明该方法在机械设备领域性能预测的可行性，首先利用了液压泵的状态信息数据进行了算法的验证;考虑到信号的预处理会对预测的正确率造成很大的影响，在此实例中同样对信号的预处理对预测结果的影响进行了研究;对性能预测实例特征提取结果进行可视化分析，证明此方法用于机械设备性能预测领域具有较好的效果，为智能化伺服阀的性能预测打下基础;最后，介绍了智能化伺服阀的原理、组成和各部分实现功能，并给出了智能化伺服阀性能预测的研究方法;根据传感器故障发生机理，研究了信号的表现形式，并对智能化伺服阀性能状态进行了划分;提出了基于LabVIEW和MATLAB平台的在线性能预测系统设计方法，介绍了该系统混合编程的实现原理和各个模块的功能;采集传感器不同状态下的智能化伺服阀流量信号，对信号时频域进行分析，选择最适合的时频分析方法进而对传感器不同故障程度条件下的智能化伺服阀进行实验分析;考虑到实验样本和网络结构超参数对于神经网络的重要性，本文对样本个数、样本长度、神经网络层数、神经元个数、批处理量和迭代次数等超参数设置对结果的影响进行了探讨;通过调整超参数并多次进行实验分析，确定较优的超参数组合;与多种神经网络算法的预测结果进行比较，证明该方法在智能化伺服阀的性能预测中具有较好的效果。

关键词： SVM   EEMD   液压冲击   故障诊断  

摘要： 工程机械液压系统发生冲击故障时,振动信号会出现相应的时频特性的变化。准确捕捉液压缸冲击振动信号,提取信号的典型特征是故障诊断的关键。运用S VM延拓解决EEMD方法的端点效应,通过改进的三次样条插值方法拟合包络线,再利用互相关分析与频谱分析对特征模态分量进行筛选,选取出能够代表信号特征的IMF分量。最后,使用改进的E E MD方法对液压系统突然换向引起的冲击振动信号进行分析,选取出能够代表信号特征的IMF分量,为以后的智能诊断故障特征提取提供依据。

关键词： 多孔多面零件   工艺分析   液压系统   夹具设计   有限元仿真  

摘要： 随着机械加工行业竞争日益激烈,为保证生产效率,装夹零件时越来越多采用了稳定、快速的液压夹具。缸体类与叉架类零件属于典型的多孔多面零件,零件成形面较多,壁厚较薄,形状不规则且结构复杂,定位与夹紧方式选择困难,易发生装夹变形和工件边角部分加工颤振,影响零件加工精度,对于夹具的质量要求较高。传统夹具结构尺寸优化和轻量化设计耗费大量时间和精力。本文采用理论分析与仿真分析相结合的方法,以大批量生产的某型号单缸水冷式空压机缸体为例,研究多孔多面零件液压夹具设计与优化,为此类零件的夹具设计寻求一种合理的设计方法,缩短夹具设计周期,提升制造企业的竞争力。对多孔多面零件进行加工工艺分析,分析零件结构特性、加工要求,选定加工方法,拟定加工工序和工艺参数,为夹具设计提出技术指标与要求。多孔多面零件夹具设计时,采用TOPSIS理想逼近排序法分析候选定位基准面和候选夹紧方案理想化逼近程度,确定了定位方式与夹紧方式。重点分析了3-2-1定位方式与一面两销定位方式,并进行定位元件设计与定位误差计算。使用NOVEX软件估算切削力,进而估算夹紧力,得出每个夹紧点所需夹紧力,进行夹紧元件和辅助元件选型。最后使用CREO软件设计夹具整体模型,规划夹具运行方案,并绘制液压油路运行图,完成夹具初步设计。运用ANSYS Workbench软件对夹具和工件进行有限元静力学仿真分析,通过分析变形量与应力分布情况,检查夹具定位面与工件加工位置变形量是否合格。发现单缸水冷式空压机缸体夹具系统和工件都出现应力集中和变形,得出定位支撑2、CNA02夹紧器压头和压板1都需要进行结构优化。采用响应面分析法与拓扑优化分析法相结合的方法优化夹具结构尺寸,并完成轻量化设计。针对表面质量低、结构薄弱的夹紧平面装夹应力集中问题,设计了一款可微调压头。对单缸水冷式空压机缸体压板1、定位支撑2和压头进行结构优化。对优化后夹具系统和工件进行有限元静力学结构分析,得出夹具变形量和应力、工件应力都满足加工需要,但工件加工面仍变形较大,通过增设CSY03辅助支撑,使工件总体变形量降至0.013mm,腔体结合面和水道孔台阶面总体变形量分别降至0.012 mm和0.007 mm,达到加工需要。

关键词： 滞后   超调   建压时间   压力参数  

摘要： 针对实际工作中,液压系统常出现系统压力建立时间过长或过短,甚至达不到设计压力的问题,结合实例,对影响液压系统压力建立时间的液压介质可压缩性、介质温度、机械结构及弹性工件弹性势能、换向时间、内泄漏等主要因素进行全面分析。进一步分析开环、闭环比例调压回路的调压效果及解决方法,提出压力参数设定是影响液压系统各压力的建压时间以及压力值的关键,设定各压力参数时,需确定各压力与建压时间之间的比例系数K及其最大值K;,控制K≤K;,即可在提高效率的情况下控制超调量,进而缩短建压时间,提高系统响应时间,提升压力调整精度和工作效率。

关键词： 永磁提升机   液压系统   防冲击制动   盘式制动器   虚拟仿真  

摘要： 提升机制动系统是保障提升系统安全运行,应对突发事故的关键环节。随着煤矿向深部化、大型化、自动化发展,制动系统的作用更加突出。对于传统提升机,永磁提升机的出现是革命性的,其甩掉了减速器、联轴器和润滑站等组成部分,具有已获得业内认可的节能性和可靠性,未来将在深井煤矿开采中得到应用,制动系统同样是永磁提升机安全性的重要保障。首先,在传统提升机制动系统时常会出现误制动与拒制动等故障,会导致严重冲击或过卷过放事故发生,给提升机安全运行带来隐患。为了解决这一问题,提出了永磁提升机防冲击制动系统的研究课题,基于冗余设计理念,设计了“N+1”不共输出点防冲击制动液压系统,动力元件采用两套负载敏感变量泵一用一备,保证各盘式制动器的压力均衡和减少液压系统发热。其次,设计了防冲击制液压系统配套电控系统总体架构,采用双PLC主从设计,各通道通过扩展模块与主控PLC通讯,确保防冲击制动系统各通道之间的独立性;设计了防冲击制动电控系统的硬件组成和PLC控制程序流程,满足了永磁提升机工作制动和安全制动的控制要求。然后,对防冲击制动液压系统工作制动特性研究和安全制动特性研究,在AMESim软件中搭建了制动系统关键部件的仿真模型与负载敏感变量泵仿真模型,可以满足防冲击制动系统工作要求;搭建了防冲击制动液压系统模型,分别分析了系统松闸、贴闸和施闸等运行过程,仿真结果表明,系统设计满足闸瓦间隙小于2mm,制动器空动时间小于0.3s的规程要求,与现场实验结果相符。设计了速度闭环PID控制策略,搭建了安全制动通道和备用通道仿真模型,分别在空载、重载、高速和低速不同工况下进行安全制动特性研究,结果表明安全制动控制效果良好,符合规程要求,得到了通道切换和不同输出方式对制动性能的影响机理。最后,对永磁提升机进行了试验研究,建立了永磁提升机防冲击制动系统三维模型与场景,开发了其虚拟仿真实验平台及其人机交互界面,实现了对永磁提升机认知学习及液压系统虚拟建模功能;模拟了永磁提升机启停控制运行工况;实现了一级制动、二级制动与恒减速制动性能对比功能和绳与绳衬打滑功能。

关键词： 工程机械   液压系统   控制系统  

摘要： 基于当前时代背景下,机电一体化技术得到了广泛普及,许多企业就开始尝试应用,以此使得液压效率有所提高,减少能耗,提升控制水平,满足工作的基本要求.同时机械产品的性能水平会有所提高,而且有着更高的可靠性.主要描述了工程机械液压系统动力匹配控制技术,并对于存在的相关问题方面发表一些个人的观点和看法.

关键词： 仿真教学法   液压传动   中职学校   教学改革  

摘要： 在新时代背景下,职业教育的重要地位和作用越来越凸显。《液压传动技术》作为机电类专业学生必修的一门专业基础课程,其教学一直是中职学校机电类专业教学的难点。随着计算机仿真技术的发展,利用专业仿真软件能实现在计算机上模拟液压传动的执行过程与控制分析。为了提升中职学校本课程的教学质量,本研究将仿真技术与实际教学结合起来,将仿真教学法应用于教学实践,探索本课程教学方法改革,引导学生自主探究学习,提高教学效果。本研究主要以贵州某中职学校机电系的学生为研究对象,运用访谈法、问卷法对中职学生的学习现状进行了相关调查,并且在对国内外文献进行分析研究的基础上,结合中职学生的理论知识基础实际,确定以AMESim仿真软件作为教学平台,对部分典型案例进行了详细的仿真教学设计,继而开展了教学实验研究。教学实验是以该学校机电系2018级工业机器人1班为实验班,机器人2班为对照班,两个班级的人数相近,且为同一年级学生,知识基础大致一致。在进行了一学期的对照教学实验后采用调查问卷与试卷测验,对学生的学习兴趣、学习态度、学习能力、理论成绩变化进行了分析对比,验证了仿真教学法的应用效果。研究结果表明,将仿真教学法引入中职《液压传动技术》的教学中是合理而有效的,它能够激发学生的学习兴趣,端正学生的学习态度,提高学生学习积极性,培养学生的各项学习能力等,为仿真法应用于其他专业课程的教学中提供了参考与借鉴。同时,实验结果也表明,仿真教学法对提升学生的理论学习成绩作用不显著。因此,关于仿真教学法的研究还有待深入与拓展。

关键词： 绿化修剪车   避障工作装置   动力学分析   运动学分析   液压系统  

摘要： 近年来随着高速公路绿化保养频次增加,交通事故屡发,给作业个人及养护公司带来不可估量的损失。现有养护方式道路封闭时间长,修剪效率低,无法满足现有的绿化养护要求。本文按照高速公路绿化养护的总体要求,对绿化修剪车避障工作装置的机械系统和动力系统进行了计算、仿真和试验研究,旨在提高绿化修剪车避障过程中的安全性和修剪效率。机械臂是绿化修剪车避障工作装置的核心运动机构,其运动的灵活性、平稳性直接影响绿化修剪车避障的快慢。本文建立了绿化修剪车避障机构的运动学和动力学模型,通过仿真获得了各液压缸的负载参数。从机械系统的运动学和动力学角度论述绿化修剪车避障工作装置运动过程中各关节点的角速度、角加速度、各个油缸的运动速度,通过旋转油缸和割草机旋转油缸的耦合运动,求解出割草机运动轨迹。在绿化修剪车避障工作装置的运动学和动力学分析的基础上,为了提高避障工作装置的运动速度,提出了臂架旋转油缸和割草机旋转油缸的联动方式,缩短了避障时间。并在在AMESim仿真软件中建立了避障工作装置液压系统的仿真模型,对工作装置的液压系统进行仿真分析,重点对避障回路的快速性、联动性做了分析研究。通过样机的现场试验,结果表明运动过程中各机构运动平稳、无死点,满足设计作业范围;通过液压系统试验和样机试验证了绿化修剪车可以在设计的时间范围内避开障碍物,系统参数设计合理。

关键词： 铣刨机   液压系统   比例分流阀  

摘要： 中大型铣刨机结构复杂,辅助动作系统较多,液压系统比较复杂。对国内外不同厂家所生产的铣刨宽度为2 m的铣刨机产品现状及关键技术进行介绍,以CM2000型铣刨机为例,对该机行走驱动液压系统、废料输送液压系统、液压油和铣刨转子冷却液压系统,以及辅助液压系统的技术特点进行简析,并重点介绍了闭式行走驱动系统中比例分流阀的作用和原理。