电液比例负载敏感控制变量柱塞泵研制

论文摘要

液压传动及控制技术以其传递功率大、控制精度高、响应速度快、易于实现机电液一体化控制等优点,被广泛应用于机电工程领域。随着现代工业的高速发展,对作为液压系统动力源——液压泵性能指标的要求日益提高。而其中电液比例负载敏感变量柱塞泵以其对流量和压力自动适应负载需求的节能优势,已成为液压系统向高压、高效、高功率密度发展的关键元件。因此,此类电液比例变量泵的节能、稳态控制精度以及动态稳定性等主要技术指标也成为工程技术人员关注的焦点。本文以YL-56型电液比例负载敏感控制变量柱塞泵为研究对象,在提出泵新的液压控制总体技术方案的基础上,结合泵本体,设计与研制了该比例泵的比例节流阀、比例压力阀和负载敏感阀等关键液压控制部件,在建立比例阀和泵的数学模型的同时,利用AMESim液压仿真平台,对它们的稳、动态特性进行仿真研究;在搭建的液压泵试验台上,对所研制的比例泵样机进行性能试验研究,试验结果与仿真曲线基本吻合,YL-56型电液比例负载敏感控制变量泵研制初获成功,这为进一步完善电液比例负载敏感控制变量柱塞泵的设计理论与成果的工业化奠定了良基。本文的主要研究工作如下:第一章在综述了国内外轴向柱塞泵和电液比例负载敏感控制变量泵的发展历史和研究现状的基础上,论述了本课题的研究意义、研究内容和拟采用的研究方法。第二章在提出电液比例负载敏感控制变量泵新的工作原理及其结构方案的同时,对该比例变量泵的比例节流阀、比例压力阀、负载敏感调节阀和变量柱塞等主要部件进行液压与结构设计。第三章对比例节流阀、比例压力阀以及比例负载敏感控制变量泵进行了理论分析的同时,利用AMESim软件,建立仿真模型,对比例阀与泵进行了稳、动态仿真研究,并着重研究了各关键参数和液压阻尼对泵性能的影响。第四章介绍了参考国际标准而搭建的变量泵试验台和检测系统。采用了有效措施,解决了变频电机对测试信号的干扰问题,使试验得以顺利进行。利用该试验台对本课题的YL-56型电液比例负载敏感控制变量泵样机进行了稳、动态特性的试验研究。第五章对全文进行了工作总结,并对后续研究工作提出了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电液比例负载敏感控制变量柱塞泵发展及国内外研究现状
• 1.2 课题研究的意义、主要研究内容和方法
• 1.2.1 课题研究的意义
• 1.2.2 主要研究内容
• 1.2.3 课题研究方法
• 第二章 电液比例负载敏感变量泵的工作原理和结构设计
• 2.1 传统的电液比例负载敏感控制变量柱塞泵的结构方案
• 2.2 电液比例负载敏感控制变量柱塞泵的工作原理
• 2.3 电液比例负载敏感控制变量柱塞泵的结构设计
• 2.3.1 比例电磁铁选型
• 2.3.2 电液比例节流阀的结构设计
• 2.3.3 电液比例压力阀的结构设计
• 2.3.4 负载敏感调节阀的结构设计
• 2.3.5 变量活塞的结构设计
• 2.3.6 电液比例负载敏感控制变量柱塞泵的结构设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 电液比例变量泵的建模与仿真
• 3.1 AMESim仿真环境介绍
• 3.1.1 课题选择的仿真工具
• 3.1.2 AMESim基本特性
• 3.1.3 AMESim在液压系统中的应用
• 3.2 系统数学建模与仿真分析
• 3.2.1 电液比例节流阀的建模与仿真
• 3.2.2 电液比例压力阀的建模与仿真
• 3.2.3 电液比例变量泵的建模与仿真
• 3.3 本章小结
• 第四章 电液比例负载敏感变量泵的试验研究
• 4.1 电液比例元件的主要性能与技术指标
• 4.1.1 稳态控制特性
• 4.1.2 稳态负载特性
• 4.1.3 阶跃响应特性
• 4.1.4 频率响应特性
• 4.2 电液比例变量泵试验系统介绍
• 4.2.1 试验台液压原理图
• 4.2.2 试验台检测系统
• 4.3 电液比例节流阀试验
• 4.3.1 试验油路简介
• 4.3.2 稳态控制特性试验
• 4.3.3 动态阶跃响应特性试验
• 4.4 电液比例压力阀试验
• 4.4.1 试验油路简介
• 4.4.2 稳态控制特性试验
• 4.4.3 动态阶跃响应特性试验
• 4.5 电液比例负载敏感变量泵的稳态性能测试
• 4.5.1 压力—流量稳态特性试验
• 4.5.2 输出压力相对输入压力指令信号的特性试验
• 4.5.3 输出流量相对输入流量指令信号的特性试验
• 4.6 电液比例负载敏感变量泵的动态性能测试
• 4.6.1 输入信号阶跃的输出压力响应特性试验
• 4.6.2 输入信号阶跃的输出流量响应特性试验
• 4.7 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 今后研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录