【摘要】： 隨著液壓振動技術(shù)和振動利用工程的發(fā)展,液壓振動機械的開發(fā)和應(yīng)用以及液壓激振本質(zhì)規(guī)律的探尋依然是有關(guān)人員關(guān)注的重要課題。激振源是液壓振動機械的靈魂所在,開發(fā)新型液壓激勵源,研究相關(guān)激振機理,揭示液壓激振的本質(zhì)規(guī)律是本課題的目的。 本論文從液壓波動的角度出發(fā),在分析大量文獻資料的基礎(chǔ)上,綜合液壓振動技術(shù)和交流液壓技術(shù)的有關(guān)論述以及課題組多年來的研究成果和實踐經(jīng)驗,提出了基于液壓波動的液壓激振方式的分類。這種分類方法有助于對液壓激振本質(zhì)規(guī)律的理解。同時,提出了利用水錘波動激振的新型液壓激振方式。文中重點研究由激波器和液壓缸組成的激波式液壓激振方式的激振機理。根據(jù)激波器和液壓缸的連接方式,將激波式液壓激振系統(tǒng)分為正接液壓激振系統(tǒng)、反接液壓激振系統(tǒng)和串接液壓激振系統(tǒng)。串接液壓激振系統(tǒng)是利用激波器在液壓管路中產(chǎn)生的水錘(有壓瞬變流)能量進行激振的,因而稱為水錘波動激振系統(tǒng)。論文從以下幾個方面進行研究: 1.在分析國內(nèi)外液壓激振的發(fā)展狀況以及理論研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出從液壓波動的角度對液壓激振方式進行分類,分為流量波動引起的液壓激振方式和壓力波動引起的液壓激振方式。 2.研究液壓激振系統(tǒng)的流量參數(shù)、壓力參數(shù)、功率參數(shù)以及系統(tǒng)主要元件(激波器,液壓缸)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計原則,得出激波器全開口時的通流量須滿足激振液壓缸為滿足振動工況需要的最大瞬時流量。 3.根據(jù)液壓激振系統(tǒng)功率流向交替變化、時變性強的特點,提出三控制參數(shù)的液壓激振系統(tǒng)的功率鍵合圖,增強了以狀態(tài)方程組表達的數(shù)學(xué)模型的物理意義。根據(jù)不同的考慮因素建立了基于功率鍵合圖和Matlab/SiInulink的激波式液壓激振系統(tǒng)的通用數(shù)學(xué)模型,結(jié)合模擬振動篩的系統(tǒng)參數(shù)對激波式液壓激振系統(tǒng)進行數(shù)字仿真試驗,驗證了通用數(shù)學(xué)模型,為液壓激振系統(tǒng)的動態(tài)設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)途徑。 4.通過對激波式正接液壓激振系統(tǒng)激振機理的理論研究,采用狀態(tài)空間法建立了液壓激振系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型;通過在模擬振動篩上的試驗研究,揭示了液壓缸兩液腔的壓力波動規(guī)律。其激振頻率受激波器的控制,在一定范圍內(nèi)由變頻器無級調(diào)節(jié)。 5.提出并構(gòu)建了激波式反接液壓激振系統(tǒng),通過理論分析和砌塊成型機上的試驗研究,得到了液壓缸液腔的壓力波動規(guī)律以及振動臺面的振幅、速度、加速度的時域曲線和頻譜圖,揭示了激波式反接液壓激振系統(tǒng)的激振機理,證明了此激振方式能夠產(chǎn)生可控的周期性壓力波以產(chǎn)生激振力。實驗結(jié)果為激振系統(tǒng)的設(shè)計提供了重要依據(jù)。 6.提出水錘波動激振的液壓波動激振方法,搭建了液壓水錘波動激振系統(tǒng)。運用鍵合圖理論建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并利用計算機仿真技術(shù)對系統(tǒng)的動特性進行仿真分析。通過水錘波動激振系統(tǒng)的實驗研究,得到了水錘波動激振系統(tǒng)中壓力隨時間的周期性變化規(guī)律;通過對實驗結(jié)果的頻域分析,證明了其壓力波動頻率受激波器的控制。同時實驗證明本系統(tǒng)能夠提供可控可調(diào)的周期性液壓水錘波作為激振力的可行性。進行了單點激振和多點激振的水錘激波器結(jié)構(gòu)參數(shù)的理論設(shè)計研究;論述了液壓水錘波動激振機理,為液壓振動機械的應(yīng)用提供了新的途徑。 液壓波動激振機理的研究和試驗,對液壓振動機械新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用具有重要的學(xué)術(shù)價值和理論指導(dǎo)作用,對振動利用工程的發(fā)展和“十一五"提出的走節(jié)約能源資源發(fā)展戰(zhàn)略有著十分重要的意義。
【圖文】：

輸出端取出動力的形式。其特點是管道中的全部液體以一定的振幅相對其平衡位置作振動流動，，從而把功率傳輸?shù)捷敵龌钊�，輸出活塞帶動負載振動而做功；駐波液壓技術(shù)是以壓力波形式傳遞信號，輸出端幾乎關(guān)閉。其特點是管道中的液體不沿著管道流動，管道中各處的液體壓力按一定方式隨時間作正弦交變，但各處的交變振幅不同。

輸出端取出動力的形式。其特點是管道中的全部液體以一定的振幅相對其平衡位置作振動流動，從而把功率傳輸?shù)捷敵龌钊�，輸出活塞帶動負載振動而做功；駐波液壓技術(shù)是以壓力波形式傳遞信號，輸出端幾乎關(guān)閉。其特點是管道中的液體不沿著管道流動，管道中各處的液體壓力按一定方式隨時間作正弦交變，但各處的交變振幅不同。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH137.1

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本文編號：2706278