文摘
的智力水平的持续改进工程机械行业核心技术之一的液压升降和旋转系统,提升传输控制系统已成为一个关键因素在决定电梯的性能。作为一个高的液压提升机保护水平和强大的功能,机械传动控制器已被市场认可。本研究的设计是基于起重机械传输控制的液压升降和旋转系统和研究提升机制传输系统所需的液压升降和旋转系统工程操作。据传输控制器的功能特性的提升机制,控制系统方案设计。在此基础上,电梯机械系统设计的传输控制,根据这个设计,驱动速度控制和传输模式切换的功能进行了研究。从液压连续的运动机制提升技术,本研究进行了机械传动控制的原理设计,相关的计算,液压元件的选择、相应的仿真,机械传动结构设计,液压动力系统的测试。最后,通过仿真实验验证了控制系统,和技术上的困难,如液体流量大系统的供应模式,待机工作条件的选择,可靠性和安全性设计解决。从仿真结果可以看出,随着置换率的增加,系统效率增加,达到70%以上。当阀门开度达到20°时,阀口关闭,电源控制阀门的效率达到95%。可以看出,在本研究中建立的控制系统有更多的权力和经济优势。 The transmission control system of hoisting machinery designed in this study can give greater play to its transmission efficiency and significantly reduce the working time and intensity of the operator.
1。介绍
近年来,随着科学技术的迅速发展,在我国,国内液压起重机械行业已经步入同步与国际竞争的历史阶段(1,2]。下面是起重机械传输控制的改进和创新,为新项目的发展带来了新的机遇,和最初的起重机械传动控制技术已经很难满足各种操作的要求(2,3]。起重机械传动箱的核心组件之一低速和重型液压升降和旋转系统5,6]。与机械和液压技术的发展和持续改进,起重机械传输控制技术的发展前景是非常广泛的7,8]。液压升降和旋转系统设计中起重机械传动控制,许多学者研究,取得了良好的效果。例如,亨等人研究了提升阶段,承载力的15吨,10米的中风,和相对较高的速度9]。郭f等人研究的特点,不同的传播形式的液压混合动力传动方面的速度变化特征和传输效率。采用一种新的传播形式,他们发现它有一个更广泛的速度比范围和较高的传输效率10]。采用电动混合动力,它的高功率密度使它有效地恢复在频繁启动和停止条件下制动能量。陈公顷(2016)克服不便操作的问题,不稳定的提升速度和功率损耗大的使用液压升降平台(11]。王xianmiao(2022)介绍了系统组成、工作原理、以及液压螺栓起重系统的主要性能参数,及其安装技术进行了分析12]。根据液压电梯的工作特点,本研究确定最优液压升降机机械传动控制方案,分析了输出特性的方案。通过研究起重机械的输入特性和输出特性传输控制在液压电梯的工作过程,结合电梯的不同的工作条件,共同工作的输入和输出特性曲线得到,和匹配的情况进行了分析。
2。起重机械传输控制系统方案和硬件系统设计
2.1。机械/液压复合传动系统结构组成
整个起重控制系统主要由两部分组成:机械设备和电气控制系统。机械设备主要由变速箱、变量泵和定量马达。电子控制系统主要由控制器、开关和传感器。他们负责控制液压系统,处理按钮功能,收集传感器信号,并与ECU交互引擎以及其他输入和输出功能。
2.2。研究起重机械传输控制的设计
(1)进行可行性研究通过广泛的研究和数据检索国内外起重机械传输控制设计。使用现代机制创新设计方法总结设备的存在的问题和不足,最后,做一个可行性的计划。(2)获得起重机械传输控制系统参数通过数据收集和分析,使用机械系统设计方法来设计起重装置参数,建立数学模型,依赖于优化设计方法找到最优参数的起重装置结构,使用计算机辅助设计,并进行可靠性验证。(3)使用变形设计方法来设计传输控制系统,得到了液压原理图和控制系统,并选择特定模型的一部分通过机械系统设计。(4)利用计算机辅助设计技术进行仿真来验证设计的可行性和优化一些参数。
2.3。分析的关键点控制起重机械传动箱的功能
2.3.1。分析的要点传输模式切换功能
取消齿轮箱控制系统由两部分组成:机械齿轮箱和液压变速箱。手动变速箱使用运输条件下(机械变速箱使用车辆的原始变速箱系统,而不是在控制系统的控制范围)。液压传动装置被称为液力传动,具有一定的控制功能,液压传动装置和使用条件下工作。两种传输模式之间的转换主要是通过电子控制功能,实施和执行装置三个汽缸。当从手动模式切换到液压模式时,变速箱已经断开电源,主要齿轮dt₁已断开连接,齿轮在DT2已经开了,齿轮在DT3已经打开了。
2.3.2。控制点的分析
电梯的升降速度操作期间由液压传动控制系统。液压传动采用单电动机封闭的系统结构与变量泵和一个固定的电机。通过改变变量泵排量改变发动机转速,电梯可以达到所需的值。
2.3.3。节流调速系统
节流调速系统是一种常见的液压调速系统。它调整系统流量通过增加流量控制阀(节流阀、调速阀等)之间的液压动力元件和执行机构。流阀控制系统压力实现调速功能,稳定的调速的特点,但大量的能量损失。
2.3.4。容积调速系统
容积调速系统由一个泵和一个电动马达。可以根据负载自适应调整系统压力变化。致动器的速度可以改变通过调节变量泵和变量马达的速度。容积节流调速系统电路的节流损失和溢流损失,和偏移量调整是连续的,所以不能实现速度调节的稳定性。容积调速系统没有溢流损失,比节流调速系统,效率更高,可以传输更多的权力,因此它已广泛应用于机械传动系统。根据不同的泵和电机组合转移变化,它可以分为固定泵变量马达系统,变量泵固定电机系统,变量泵马达变量系统。
2.3.5。恒功率控制
速度是一个常数的值时,无论多么外部负载转矩变化时,发动机输出转矩控制恒定值;也就是说,通过液压系统的转换,引擎可以适应负载转矩的变化在恒速和恒转矩。发动机功率的利用率是由控制系统的目标值。因此,如果负载因素是正确的,发动机的性能不会受到外部负载的变化,用电率也会提高,经济和动态指标会更好。液压传动系统的整体效率也将提高。
2.3.6。恒速控制
需要功率降低,燃油消耗也大幅增加,能耗率(实际功率的比例用于最大功率应用在同一速度)在给定的速度也将明显减少。
2.3.7。变功率控制
根据发动机转速控制外部负载转矩和电力需求的变化(与液压无级调整功能,任何外部负载,引擎可以适应任何速度,但可以充分利用发动机功率达到最经济运行速度)。确保发动机功率和经济总是保存在外部负载的最佳状态和简化操作、变功率控制是选择最好的发动机转速和功率负载,主要是为了改善经济。
3所示。研究起重机械传动
3.1。起重机械传输算法
有一个类似刚体的转动角加速度之间的关系在太空中旋转和外部接收。旋转角加速度的大小等于的比例产生的外部时间转动惯量,和矢量方向产生的外部是一样的。惯性矩可以通过集成解决根据刚体的质量和刚体之间的距离和旋转的中心。当外部时刻决定,刚体的转动角加速度能够解决。通过第一次和第二次集成的时候,刚体的角加速度。旋转角速度和转动角位移的法律是刚体旋转,和具体表达式见公式(1):
之间的关系的角动量刚体的角速度旋转
其中,L是一个刚体角动量,在公斤•m2/ s,角动量定理
在一起(2),欧拉动力学方程可以得到解决如下:
同时形成一个方程组;牛顿-欧拉方程可以获得
牛顿-欧拉方程可以全面分析的动态传导机制在平面上的平移和旋转的两个方面,解决驱动转矩和力和力矩的变化的主要组件。同时,你也可以让其他研究对象的物理参数,如旋转的角动量,势能,动能和其他能量。
4所示。起重机械传动控制系统的仿真实验和分析
4.1。液压系统的仿真分析
液压系统执行仿真条件下的渗漏液压系统本身和泵的容积效率是忽略了,所以这个系统是10 MPa的压力。电磁阀的静态特性是流量和压力的变化曲线,和动态特点是响应时间。表1显示输入信号之间的关系和轴位移时,液压系统压力是100栏(额定工况)和300栏只有比例流量阀电磁阀工作时整个液压系统的工作部件。
从图可以看出1,指的是液压系统的基本参数,仿真时间设置为10和步长为0.05年代。200条和400条,前面的轴位移曲线基本一致,并有一个小缺口。因此,它可以被认为是阀芯位移不受压力的影响或没有影响。
4.2。无级调速特性的实验分析
调整输入电机频率的输入速度是一个固定值600 r / min,调整位移比为固定值,记录输出变量泵和变量马达,速度和获得此时传动比;保持电动机的输入速度不变,调整位移比。根据上述步骤,记录输出变量泵和变量马达的速度再次获得传动比,重复上述步骤,并绘制实验曲线与理论计算曲线,分别。实验数据如表所示2。
从图可以看出2随着位移比的变化,系统的传动比可以不断改变。当位移比例很小,系统的传动比也较小。当位移比的增加,系统的传动比是液体。增加,两者呈正相关。除了第一次,从实验获得的曲线基本符合曲线获得的理论分析,验证了HMCVT的无级调速系统。
4.3。效率特性实验
调整位移比和加载一个固定值,调整输入电动机转速为固定值,测量输入轴和输出轴的速度和扭矩输入轴和输出轴,分别。根据功率公式,系统效率可以获得。维持负载和输入电动机转速不变,逐步调整位移比,找到相应的系统效率,使效率图通过实验计算和理论计算效率图,分别分析实验数据如表所示3。
从图可以看出3随着置换率的增加,系统效率增加,两者呈正相关。位移比例增加时,系统效率可以达到70%以上,这与理论分析的结论是一致的,但获得的实验效率低于理论数据主要是因为没有考虑机械电路的功率损耗的理论计算。因此,实验结果与理论分析是一致的。
4.4。功率控制阀门测试实验
调整功率控制阀门中立的立场,也就是说,A和B P端口连接到端口,测量进气压力和流量和出口压力和流量,计算出输入和输出功率的功率控制阀门,计算效率,调整轴;排水端口B是逐渐从完全打开,关闭线轴旋转5°,10°15°,和20°,分别与相应的功率控制输入和输出功率阀在每个开放测量根据上面的步骤,计算效率。实验数据如表所示4。
从图可以看出4在中立位置时,由于卸放油港的影响,功率控制阀门的效率很低,输出压力小,负载不能旋转驱动。在卸货港B逐渐关闭,那么功率控制阀门。效率逐渐增加,达到最大值时,阀口关闭。因此,在初始阶段,功率控制阀门可以作为离合器控制系统的权力。
5。结论
根据液压起重机械传动控制系统的特点和回转系统,传动比特性、转矩特性、功率分流特性,理论计算和动力循环特征,选择最佳的传输控制结构。为了模拟传动箱的状态在模式切换、模式切换程序实验板设计。连接实验板和控制器后,控制程序可以完成之间的相互切换工作模式和交通模式和验证控制逻辑的可靠性。使用精密电位器代替处理发送信号到控制器完成输出信号精确控制。实验表明,该控制系统设置在本研究中可以达到96%的影响功率控制阀门,以更好的力量和经济。本研究在理论分析的基础上,完成了一个实验平台的建设机械传动控制系统的升降和旋转系统。通过实验手段,机械传动控制系统的进一步分析和验证。实验验证计算系统的特点,在这个研究中,设计了传输控制系统的可行性。这项研究有参考价值的生产和使用机械传动控制系统,液压升降和旋转系统在我的国家。它给充分发挥应用价值的机械传动控制系统液压升降和回转系统。 It further improves the level of mechanical design and manufacturing in China and also plays a great role in promoting the development of mechanical design and manufacturing in China.
数据可用性
底层的数据结果提出了在本文研究中是可用的。
信息披露
作者确认手稿的内容没有被发表或投稿。
的利益冲突
没有潜在的利益冲突在我们的纸上。
作者的贡献
所有作者看到了手稿和批准提交你的日记。
确认
这项工作是由威海海洋智能设备和系统工程研究中心授予数量:WOIE20210001。