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

【摘要】：液壓缸是液壓系統(tǒng)中用來實現(xiàn)往復直線運動的重要執(zhí)行元件,被廣泛應用于大型重載液壓設備之中。當液壓缸快速制動時,油路被瞬間切斷或換向,在運動元件慣性的作用下,液壓缸制動腔會產生很大的沖擊、振動和噪聲。目前,缸內緩沖或缸外制動均可對液壓缸起到很好的制動效果,但是仍然存在一些問題。缸內緩沖只能對液壓缸活塞運動到缸體端部時的情況進行緩沖制動;缸外制動中的換向閥制動只適用于低速、輕載的液壓系統(tǒng)中;缸外制動中的溢流閥制動會因壓力超調而存在沖擊和振蕩;缸外制動中的電液比例閥制動效果理想,但其價格昂貴,對工作環(huán)境要求很苛刻,且無法在系統(tǒng)突然斷電的情況下起到制動作用。特別地,當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,如不能很好地制動,將造成很大的沖擊、振動和噪聲,會對執(zhí)行元件、控制元件和管路造成極大的威脅,甚至可能導致事故(如翻車)的發(fā)生。針對該問題,論文首先研究了液壓沖擊的成因、危害及預防措施。在查閱大量關于液壓缸緩沖制動文獻的基礎上,總結了國內外現(xiàn)有液壓缸制動方法的優(yōu)缺點及使用場合。在此基礎上,根據常用基本液壓閥的功能特性和負載敏感技術的反饋控制原理,設計了一種液壓缸雙向制動閥。該制動閥同時結合了液動換向閥、梭閥、負載敏感節(jié)流閥等各自的優(yōu)點,既能實現(xiàn)制動力與負載慣性力相匹配的快速平穩(wěn)制動,又能實現(xiàn)液壓缸兩個運動方向的制動,還能在制動完成后實現(xiàn)駐車。在給定工況下,論文對該制動閥的結構進行了詳細設計和三維建模。然后,對該制動閥的制動過程進行了動態(tài)建模,并利用MATLAB/Simulink軟件進行了仿真分析。分析結果表明,該制動閥在給定的工況下能實現(xiàn)液壓缸的快速、平穩(wěn)制動,并且避免了在制動過程中產生較大的沖擊和振動。論文還分析了該制動閥在不同工況下或改變閥本身結構參數(shù)時的制動效果。研究結果表明,負載質量和初速度在較大范圍內變化時,該制動閥仍能夠實現(xiàn)液壓缸的合理制動,該閥對工況變化具有較強的適應能力。同時,通過研究負載敏感節(jié)流閥閥芯上節(jié)流孔當量直徑的變化對制動效果的影響,證實了該制動閥結構參數(shù)的合理性。論文在相同的工況條件下,對先導型溢流閥制動和液壓缸雙向制動閥制動進行了比較研究,利用MATLAB/Simulink軟件對其制動過程進行了仿真分析,從壓力變化、制動時間和制動距離三個方面進行了比較。結果表明,在相同工況下,液壓缸雙向制動閥的制動距離短,制動時間短,并且在制動過程中壓力變化平穩(wěn)。該制動閥的制動性能明顯提升了很多,更能夠滿足液壓制動的要求。
【關鍵詞】：液壓缸 液壓沖擊 負載敏感技術 雙向制動閥 溢流閥制動 MATLAB/Simulink
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 液壓沖擊的預防和減輕措施14-15
• 1.3 液壓缸制動國內外研究動態(tài)15-21
• 1.3.1 液壓缸制動的意義15
• 1.3.2 液壓缸制動方法15-21
• 1.4 本論文的主要研究內容21-23
• 第二章 液壓缸雙向制動閥的原理設計23-33
• 2.1 關于溢流閥制動問題的研究23-26
• 2.1.1 溢流閥功用與性能23-24
• 2.1.2 先導型溢流閥制動回路的工作原理24-25
• 2.1.3 先導型溢流閥制動問題的提出與解決25-26
• 2.2 負載敏感技術26-28
• 2.2.1 負載敏感技術的定義26
• 2.2.2 負載敏感系統(tǒng)的工作原理26-28
• 2.2.3 負載敏感技術的國內外應用現(xiàn)狀28
• 2.2.4 負載敏感技術的特點28
• 2.3 關于制動組件制動問題的研究28-30
• 2.3.1 制動組件制動回路的工作原理28-30
• 2.3.2 制動組件制動問題的提出與解決30
• 2.4 液壓缸雙向制動閥系統(tǒng)回路的設計30-32
• 2.5 本章小結32-33
• 第三章 液壓缸雙向制動閥的結構設計33-49
• 3.1 液壓缸雙向制動閥結構原理33-35
• 3.2 液壓缸雙向制動閥結構方案的確立35-38
• 3.2.1 疊加閥式的結構設計方案35-36
• 3.2.2 集成閥式的結構設計方案36-38
• 3.3 液壓缸雙向制動閥的設計38-47
• 3.3.1 電磁換向閥與液動換向閥的設計38-39
• 3.3.2 固定節(jié)流閥的設計39-40
• 3.3.3 梭閥的設計40-42
• 3.3.4 單向閥的設計42-43
• 3.3.5 負載敏感節(jié)流閥的設計43-47
• 3.4 液壓缸雙向制動閥的功能特點47-48
• 3.5 本章小結48-49
• 第四章 液壓缸雙向制動閥制動效果的仿真研究49-63
• 4.1 液壓缸雙向制動閥仿真模型的建立49-54
• 4.1.1 液壓缸雙向制動閥制動系統(tǒng)動力學模型的建立49-51
• 4.1.2 液壓缸雙向制動閥制動系統(tǒng)數(shù)學模型的推導51-52
• 4.1.3 Simulink仿真模型的建立及參數(shù)設置52-54
• 4.2 液壓缸雙向制動閥的仿真與分析54-58
• 4.2.1 模型條件約束與圖形處理54-55
• 4.2.2 仿真結果分析55-58
• 4.3 制動閥的實用性研究58-62
• 4.3.1 負載質量的影響58-59
• 4.3.2 初速度的影響59-61
• 4.3.3 可變節(jié)流孔當量直徑的影響61-62
• 4.4 本章小結62-63
• 第五章 與先導型溢流閥制動效果的對比分析63-75
• 5.1 先導型溢流閥結構及工作原理63-64
• 5.2 先導型溢流閥制動分析64-72
• 5.2.1 先導型溢流閥制動物理模型64-65
• 5.2.2 動力學模型的建立65-68
• 5.2.3 數(shù)學模型的推導68-69
• 5.2.4 仿真模型的建立及參數(shù)設置69-72
• 5.3 仿真結果與分析72-73
• 5.4 與液壓缸雙向制動閥的對比分析73-74
• 5.5 本章小結74-75
• 第六章 總結與展望75-77
• 6.1 總結75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文82

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