多路阀综合试验系统设计及试验研究

论文摘要

多路阀是一种能够控制多个液压执行机构,集换向阀、单向阀、安全阀、分流阀等于一体的多功能集成阀。由于其具有结构紧凑、管路连接简单等优点,在工程机械中得到了广泛应用。作为工程机械液压系统核心元件之一,其性能的好坏,直接决定着整机的技术水平。要进一步提高多路阀的质量和性能,在其装机前对其进行全面而准确的测试至关重要,而目前国内已有的多路阀试验系统主要用于出厂检验,功能不是很齐全;既能对多路阀通用性能进行检测,又能对现代多路阀中的一些特殊功能如合流、优先、负流量控制等功能进行装机前验证的综合试验系统更少。此外,目前国内在高性能尤其是高压、大流量多路阀方面设计水平相对国外知名液压元件厂家还有较大的差距,对多路阀的相关特性研究也不够深入。因此,设计一套能反映多路阀典型特性的综合试验装置,将为提高国内多路阀整体性能、缩短国内外设计差距起到重要作用。本课题以多路阀试验相关标准为依据,结合现代多路阀中常见的功能特性,设计了一套多路阀综合试验系统,并以具体某多路阀的试验研究为切入点,试验和仿真研究该多路阀的动静态特性,为该典型多路阀的开发设计提供理论指导。本文主要研究点是:分析多路阀测试对试验系统相关要求,对比试验系统中各功能单元的方案优缺点,确定试验系统整体方案原理;进行液压及测控系统集成优化设计,设计多路阀型式试验整体软、硬件系统,并规划多路阀测试流程;进行典型多路阀的试验测试,以测试结果验证所建立的多路阀仿真模型,仿真研究多路阀合流、再生、负流量控制等功能特性的动态过程,揭示阀结构参数与动态性能之间的关系,指导多路阀的设计。本文各章节具体内容如下:第一章,介绍了各种多路阀的原理及特点,总结了多路阀的发展趋势;对目前多路阀测试的研究现状进行分析,并提出本课题的研究意义及主要研究内容。第二章,分析多路阀相关试验标准,结合各试验项目及其实现方法,并综合考虑现代多路阀的常见功能特性,设计综合试验系统的整体方案,并对各功能单元方案进行了详细的对比分析,归纳总结了该试验系统的特点。第三章,在满足试验系统测试功能的前提下,基于系统紧凑化和操作便捷化的设计理念,对试验用液压系统各功能模块进行集成化设计,并对关键元件进行选型计算。按照多路阀测试要求,并充分利用PLc和数据采集设备的特点进行软硬件配置,进行测控系统的优化设计,实现测试系统的控制、试验数据采集处理及实时显示。根据测试标准,对多路阀测试流程进行合理规划。第四章,以综合试验系统为基础,对某多路阀展开试验研究。主要是详细分析各试验项目及其具体实现方法,并进行相关性能测试,结合该多路阀的功能原理和结构特点,对试验结果进行分析,从而为进一步研究阀的动作机理提供实验支撑。第五章,建立多路阀的仿真模型,并通过实验验证模型准确性,进一步开展多路阀合流、优先、再生以及负流量控制特性的研究,通过变参分析获得影响多路阀动态性能的结构参数。第六章,对全文的工作进行总结并作下一步展望。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 多路阀简介
• 1.2 多路阀的发展趋势
• 1.3 多路阀测试研究现状
• 1.4 课题研究意义
• 1.5 主要研究内容
• 第二章 多路阀综合试验系统方案设计
• 2.1 多路阀试验相关标准介绍
• 2.1.1 试验类型及试验项目
• 2.1.2 测试标准中试验回路
• 2.1.3 试验方法及其对试验系统的要求
• 2.2 综合试验系统设计任务
• 2.3 综合测试系统整体方案设计
• 2.4 试验系统各功能单元方案设计
• 2.4.1 动力油源单元方案设计
• 2.4.2 耐压试验单元方案设计
• 2.4.3 试验系统加载装置方案设计
• 2.4.4 背压试验单元方案设计
• 2.4.5 油路切换方案设计
• 2.4.6 瞬态试验装置方案设计
• 2.4.7 试验系统油温控制方案设计
• 2.4.8 辅助供油系统方案设计
• 2.5 试验系统主要特点分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 液压及测控系统设计
• 3.1 液压系统概述
• 3.2 液压系统各功能模块设计
• 3.2.1 动力油源模块设计
• 3.2.2 系统调压模块设计
• 3.2.3 模拟负载模块设计
• 3.2.4 背压回油模块设计
• 3.2.5 油路切换模块设计
• 3.2.6 辅助供油模块设计
• 3.2.7 油温控制模块设计
• 3.2.8 液压系统其他附件设计
• 3.3 测控系统设计
• 3.3.1 测控系统概述
• 3.3.2 数据采集及处理单元
• 3.3.3 系统控制及状态监测单元
• 3.3.4 数据采集及控制软件设计
• 3.4 多路阀测试流程规划
• 3.5 本章小结
• 第四章 多路阀试验研究
• 4.1 多路阀试验研究概述
• 4.2 多路阀各试验项目分析
• 4.2.1 耐压试验分析
• 4.2.2 油路及换向性能试验
• 4.2.3 内泄漏试验分析
• 4.2.4 压力损失试验分析
• 4.2.5 特殊功能试验分析
• 4.2.6 微动性能试验分析
• 4.2.7 高温耐久试验分析
• 4.3 试验研究总结
• 4.4 本章小结
• 第五章 多路阀功能特性分析
• 5.1 多路阀功能特性分析榄述
• 5.2 多路阀阀口面积分析
• 5.3 多路阀建模过程分析
• 5.4 仿真模型的初步验证
• 5.5 多路阀功能特性分析
• 5.5.1 流量再生特性分析
• 5.5.2 阀内合流功能分析
• 5.5.3 优先功能分析
• 5.5.4 负流量控制功能特性分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结及展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历及在学期间所取得的成果