本文關(guān)鍵詞：一種小沖擊高性能液壓缸雙向制動(dòng)閥的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：液壓缸是液壓系統(tǒng)中用來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的重要執(zhí)行元件,被廣泛應(yīng)用于大型重載液壓設(shè)備之中。當(dāng)液壓缸快速制動(dòng)時(shí),油路被瞬間切斷或換向,在運(yùn)動(dòng)元件慣性的作用下,液壓缸制動(dòng)腔會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊、振動(dòng)和噪聲。目前,缸內(nèi)緩沖或缸外制動(dòng)均可對(duì)液壓缸起到很好的制動(dòng)效果,但是仍然存在一些問(wèn)題。缸內(nèi)緩沖只能對(duì)液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)到缸體端部時(shí)的情況進(jìn)行緩沖制動(dòng);缸外制動(dòng)中的換向閥制動(dòng)只適用于低速、輕載的液壓系統(tǒng)中;缸外制動(dòng)中的溢流閥制動(dòng)會(huì)因壓力超調(diào)而存在沖擊和振蕩;缸外制動(dòng)中的電液比例閥制動(dòng)效果理想,但其價(jià)格昂貴,對(duì)工作環(huán)境要求很苛刻,且無(wú)法在系統(tǒng)突然斷電的情況下起到制動(dòng)作用。特別地,當(dāng)高速重載液壓缸需要在任意行程位置停止或系統(tǒng)因故障斷電時(shí),如不能很好地制動(dòng),將造成很大的沖擊、振動(dòng)和噪聲,會(huì)對(duì)執(zhí)行元件、控制元件和管路造成極大的威脅,甚至可能導(dǎo)致事故(如翻車(chē))的發(fā)生。針對(duì)該問(wèn)題,論文首先研究了液壓沖擊的成因、危害及預(yù)防措施。在查閱大量關(guān)于液壓缸緩沖制動(dòng)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有液壓缸制動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及使用場(chǎng)合。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)常用基本液壓閥的功能特性和負(fù)載敏感技術(shù)的反饋控制原理,設(shè)計(jì)了一種液壓缸雙向制動(dòng)閥。該制動(dòng)閥同時(shí)結(jié)合了液動(dòng)換向閥、梭閥、負(fù)載敏感節(jié)流閥等各自的優(yōu)點(diǎn),既能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力與負(fù)載慣性力相匹配的快速平穩(wěn)制動(dòng),又能實(shí)現(xiàn)液壓缸兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的制動(dòng),還能在制動(dòng)完成后實(shí)現(xiàn)駐車(chē)。在給定工況下,論文對(duì)該制動(dòng)閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和三維建模。然后,對(duì)該制動(dòng)閥的制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)建模,并利用MATLAB/Simulink軟件進(jìn)行了仿真分析。分析結(jié)果表明,該制動(dòng)閥在給定的工況下能實(shí)現(xiàn)液壓缸的快速、平穩(wěn)制動(dòng),并且避免了在制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生較大的沖擊和振動(dòng)。論文還分析了該制動(dòng)閥在不同工況下或改變閥本身結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)的制動(dòng)效果。研究結(jié)果表明,負(fù)載質(zhì)量和初速度在較大范圍內(nèi)變化時(shí),該制動(dòng)閥仍能夠?qū)崿F(xiàn)液壓缸的合理制動(dòng),該閥對(duì)工況變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。同時(shí),通過(guò)研究負(fù)載敏感節(jié)流閥閥芯上節(jié)流孔當(dāng)量直徑的變化對(duì)制動(dòng)效果的影響,證實(shí)了該制動(dòng)閥結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理性。論文在相同的工況條件下,對(duì)先導(dǎo)型溢流閥制動(dòng)和液壓缸雙向制動(dòng)閥制動(dòng)進(jìn)行了比較研究,利用MATLAB/Simulink軟件對(duì)其制動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了仿真分析,從壓力變化、制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)距離三個(gè)方面進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,在相同工況下,液壓缸雙向制動(dòng)閥的制動(dòng)距離短,制動(dòng)時(shí)間短,并且在制動(dòng)過(guò)程中壓力變化平穩(wěn)。該制動(dòng)閥的制動(dòng)性能明顯提升了很多,更能夠滿足液壓制動(dòng)的要求。
【關(guān)鍵詞】：液壓缸 液壓沖擊 負(fù)載敏感技術(shù) 雙向制動(dòng)閥 溢流閥制動(dòng) MATLAB/Simulink
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.5
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 選題背景及意義11-12
• 1.2 液壓沖擊現(xiàn)象概述12-15
• 1.2.1 液壓沖擊產(chǎn)生的原因13-14
• 1.2.2 液壓沖擊的危害14
• 1.2.3 液壓沖擊的預(yù)防和減輕措施14-15
• 1.3 液壓缸制動(dòng)國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)15-21
• 1.3.1 液壓缸制動(dòng)的意義15
• 1.3.2 液壓缸制動(dòng)方法15-21
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 液壓缸雙向制動(dòng)閥的原理設(shè)計(jì)23-33
• 2.1 關(guān)于溢流閥制動(dòng)問(wèn)題的研究23-26
• 2.1.1 溢流閥功用與性能23-24
• 2.1.2 先導(dǎo)型溢流閥制動(dòng)回路的工作原理24-25
• 2.1.3 先導(dǎo)型溢流閥制動(dòng)問(wèn)題的提出與解決25-26
• 2.2 負(fù)載敏感技術(shù)26-28
• 2.2.1 負(fù)載敏感技術(shù)的定義26
• 2.2.2 負(fù)載敏感系統(tǒng)的工作原理26-28
• 2.2.3 負(fù)載敏感技術(shù)的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀28
• 2.2.4 負(fù)載敏感技術(shù)的特點(diǎn)28
• 2.3 關(guān)于制動(dòng)組件制動(dòng)問(wèn)題的研究28-30
• 2.3.1 制動(dòng)組件制動(dòng)回路的工作原理28-30
• 2.3.2 制動(dòng)組件制動(dòng)問(wèn)題的提出與解決30
• 2.4 液壓缸雙向制動(dòng)閥系統(tǒng)回路的設(shè)計(jì)30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 液壓缸雙向制動(dòng)閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-49
• 3.1 液壓缸雙向制動(dòng)閥結(jié)構(gòu)原理33-35
• 3.2 液壓缸雙向制動(dòng)閥結(jié)構(gòu)方案的確立35-38
• 3.2.1 疊加閥式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案35-36
• 3.2.2 集成閥式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案36-38
• 3.3 液壓缸雙向制動(dòng)閥的設(shè)計(jì)38-47
• 3.3.1 電磁換向閥與液動(dòng)換向閥的設(shè)計(jì)38-39
• 3.3.2 固定節(jié)流閥的設(shè)計(jì)39-40
• 3.3.3 梭閥的設(shè)計(jì)40-42
• 3.3.4 單向閥的設(shè)計(jì)42-43
• 3.3.5 負(fù)載敏感節(jié)流閥的設(shè)計(jì)43-47
• 3.4 液壓缸雙向制動(dòng)閥的功能特點(diǎn)47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 液壓缸雙向制動(dòng)閥制動(dòng)效果的仿真研究49-63
• 4.1 液壓缸雙向制動(dòng)閥仿真模型的建立49-54
• 4.1.1 液壓缸雙向制動(dòng)閥制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立49-51
• 4.1.2 液壓缸雙向制動(dòng)閥制動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)51-52
• 4.1.3 Simulink仿真模型的建立及參數(shù)設(shè)置52-54
• 4.2 液壓缸雙向制動(dòng)閥的仿真與分析54-58
• 4.2.1 模型條件約束與圖形處理54-55
• 4.2.2 仿真結(jié)果分析55-58
• 4.3 制動(dòng)閥的實(shí)用性研究58-62
• 4.3.1 負(fù)載質(zhì)量的影響58-59
• 4.3.2 初速度的影響59-61
• 4.3.3 可變節(jié)流孔當(dāng)量直徑的影響61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 與先導(dǎo)型溢流閥制動(dòng)效果的對(duì)比分析63-75
• 5.1 先導(dǎo)型溢流閥結(jié)構(gòu)及工作原理63-64
• 5.2 先導(dǎo)型溢流閥制動(dòng)分析64-72
• 5.2.1 先導(dǎo)型溢流閥制動(dòng)物理模型64-65
• 5.2.2 動(dòng)力學(xué)模型的建立65-68
• 5.2.3 數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)68-69
• 5.2.4 仿真模型的建立及參數(shù)設(shè)置69-72
• 5.3 仿真結(jié)果與分析72-73
• 5.4 與液壓缸雙向制動(dòng)閥的對(duì)比分析73-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文82

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