本文關(guān)鍵詞：液動隔膜泵動力端液壓系統(tǒng)分析與研究　出處：《西南石油大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 液動隔膜泵 液壓系統(tǒng) 數(shù)學(xué)建模 PID控制器 聯(lián)合仿真

【摘要】：近年來,料漿輸送設(shè)備的不斷發(fā)展使得隔膜泵在冶金、礦山、石化等行業(yè)中得到越來越廣泛地應(yīng)用。和傳統(tǒng)的機械液壓式的隔膜泵相比,液壓驅(qū)動的隔膜泵還具有體積小、功率大、出口流量穩(wěn)定、噪聲低等特點,在市場中具有較強的競爭力,該類產(chǎn)品的國產(chǎn)化和系列化是具有經(jīng)濟價值的研究課題。本文首先介紹了隔膜泵的起源與發(fā)展,以及液動隔膜泵的研究現(xiàn)狀,明確了液動隔膜泵動力端的功能和要求,即傳遞能量、節(jié)約能源的同時保證總泵出口流量穩(wěn)定。本文主要采用理論設(shè)計、數(shù)學(xué)建模分析和計算機數(shù)字仿真相結(jié)合的研究方法,將液壓系統(tǒng)拆分為液壓回路及控制系統(tǒng)兩個主要部分進行設(shè)計、分析與研究。具體內(nèi)容主要包括：(1)對比機械液壓式與液壓傳動式隔膜泵優(yōu)缺點,并以工程上應(yīng)用廣泛的臥式三缸單作用隔膜泵為例闡述液動隔膜泵工作原理及三缸運動規(guī)律：三缸采用“勻加速-勻速-勻減速”運動規(guī)律,并滿足一定相位差可滿足工作要求；(2)分析液壓缸位置速度控制回路及負(fù)載敏感液壓回路原理,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計出液動隔膜泵的液壓回路,隨后對回路中的關(guān)鍵元件,包括組合缸、動力端液壓缸等進行了分析與計算；(3)對液壓缸位置速度控制回路中的非對稱閥控非對稱液壓缸、電液比例換向閥環(huán)節(jié)以及負(fù)載敏感液壓回路中的對稱閥控缸環(huán)節(jié)進行數(shù)學(xué)建模分析,并從數(shù)學(xué)模型出發(fā)分析設(shè)計了關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制策略,通過參數(shù)整定完成了PID控制器設(shè)計；(4)結(jié)合AMESim液壓仿真軟件及MATLAB/sinulink工具箱分別建立了液壓模型及控制系統(tǒng)模型,利用聯(lián)合仿真的技術(shù)手段對液壓系統(tǒng)進行仿真,驗證了所設(shè)計的三缸位置調(diào)整系統(tǒng)滿足需求,同時驗證了該液壓系統(tǒng)的的動靜態(tài)特性、總泵流量及壓力曲線是符合理論設(shè)計的,這也反過來證明液壓回路及液壓控制系統(tǒng)設(shè)計的合理性。本文較為全面和完整地展示了液動隔膜泵液壓系統(tǒng)的設(shè)計過程,在液壓系統(tǒng)設(shè)計過程中融入了自己對關(guān)鍵環(huán)節(jié)的思考,可為液壓系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。
[Abstract]:In recent years, with the continuous development of slurry transportation equipment, diaphragm pump is more and more widely used in metallurgical, mining, petrochemical and other industries, compared with the traditional mechanical hydraulic diaphragm pump. Hydraulic drive diaphragm pump also has the characteristics of small volume, large power, stable outlet flow, low noise and so on, so it has strong competitiveness in the market. The localization and serialization of this kind of products is a research subject of economic value. Firstly, the origin and development of diaphragm pump and the research status of hydraulic diaphragm pump are introduced in this paper. The functions and requirements of the power end of the hydraulic diaphragm pump are defined, that is, transmitting energy, saving energy and ensuring the flow stability of the total pump outlet. This paper mainly adopts the theoretical design. By combining mathematical modeling and computer digital simulation, the hydraulic system is divided into two main parts: hydraulic circuit and control system. Analysis and research. The concrete contents mainly include comparing the advantages and disadvantages of mechanical hydraulic diaphragm pump and hydraulic drive diaphragm pump. Taking horizontal three-cylinder single-acting diaphragm pump widely used in engineering as an example, the working principle and three-cylinder motion rule of hydraulic diaphragm pump are expounded: the three-cylinder adopts "uniform acceleration, uniform speed and uniform deceleration" motion rule. And meet certain phase difference can meet the requirements of the work; Secondly, the principle of hydraulic cylinder position and speed control circuit and load sensitive hydraulic circuit are analyzed, and the hydraulic circuit of hydraulic diaphragm pump is designed on this basis, and then the key components in the circuit, including the combined cylinder, are designed. The hydraulic cylinder at the power end is analyzed and calculated. 3) Mathematical modeling and analysis of asymmetric valve controlled asymmetric hydraulic cylinder, electro-hydraulic proportional directional valve link and symmetrical valve control cylinder link in load sensitive hydraulic circuit. The control strategy of the key link is analyzed and designed from the mathematical model, and the PID controller is designed by setting the parameters. Combined with AMESim hydraulic simulation software and MATLAB/sinulink toolbox, the hydraulic model and control system model are established respectively. The hydraulic system is simulated by the technical means of joint simulation, which verifies that the designed three-cylinder position adjustment system meets the requirements, and the static and dynamic characteristics of the hydraulic system are verified at the same time. The flow and pressure curves of the total pump are in accordance with the theoretical design. This in turn proves the rationality of the design of hydraulic circuit and hydraulic control system. The design process of hydraulic system of hydraulic diaphragm pump is presented in this paper. In the process of hydraulic system design, I have integrated my own thinking on key links, which can provide reference for the design of hydraulic system.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH137.51

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本文編號：1410192