發(fā)布時間：2017-09-11 18:24

  本文關鍵詞：工業(yè)閥門用新型液動執(zhí)行器的研究

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【摘要】：近年來,隨著工業(yè)自動化要求越來越高,液動執(zhí)行機構發(fā)展十分迅速。小型化、輕量化、高效節(jié)能、高可靠性成為執(zhí)行器發(fā)展的主要趨勢。特別是在石化行業(yè)中,往往需要執(zhí)行器在小空間,高溫,高壓,易燃,易爆,有害,有毒的環(huán)境之中能夠可靠地運行,對工業(yè)閥門進行調節(jié)控制。這樣的較為惡劣的環(huán)境對液動執(zhí)行器的各種性能有更高的要求。目前,很多應用中的液動執(zhí)行器通常需要配套使用一個液壓站或一套伺服驅動系統(tǒng),致使其體積龐大、節(jié)流損失大、對油液污染特別敏感、伺服閥加工精度高、價格貴、維修不方便等。另一種液動執(zhí)行器采用的是容積調速回路,該系統(tǒng)采用電動機與變排量泵組合,其原理為通過改變變量泵的斜盤傾角來改變輸出排量以實現(xiàn)控制執(zhí)行元件運行速度和位移的目的。該回路沒有溢流和節(jié)流損失,效率較高,可用于大功率系統(tǒng)。但這套系統(tǒng)也有其缺點,首先,變量泵斜盤擺角范圍有限,這就限制了系統(tǒng)的調速范圍,并且變量泵噪聲大,抗污染能力弱。各種工況下電機轉速不變,系統(tǒng)大部分時間都是欠負載運行,這樣電機提供的功率與執(zhí)行元件需要的功率無法匹配,輕載時效率較低,浪費能源并會造成變量泵磨損。 與傳統(tǒng)液動執(zhí)行器的使用伺服閥或變量泵進組合的調速方式不同,新型液動執(zhí)行器采用定量泵和伺服電機,通過變頻器或控制器控制伺服電機轉速來改變定量泵的轉速來實現(xiàn)對執(zhí)行機構位移和速度的控制。這種改進的元件組合方式與液壓原理可以進一步減小液動執(zhí)行器的體積。本文基于傳統(tǒng)液動執(zhí)行器液壓原理的基礎,為了節(jié)省空間和成本放棄了傳統(tǒng)的動力補油方式,采用無動力補油方式。并對液壓系統(tǒng)元件進行計算選型。對所選元件匹配性進行分析。其次,根據(jù)液動執(zhí)行器液壓原理,基于AMESim軟件對執(zhí)行器液壓系統(tǒng)建模。在建好的AMESim模型中對不同頻率正弦信號輸入時系統(tǒng)的響應情況進行了仿真計算。并對系統(tǒng)輸入階躍信號、不同的目標位移條件下不同伺服電機轉速、不同管長、不同油液彈性模量和轉動慣量對系統(tǒng)響應快速性的影響。通過仿真計算使元件選用與關鍵參數(shù)設置更為合理,達到進一步提高系統(tǒng)的運行性能的目的。并選擇合適的控制策略,提高系統(tǒng)的動態(tài)特性。參照現(xiàn)有液動執(zhí)行器產(chǎn)品的外形布局,提出合理可行的外形布局方案,使液動執(zhí)行器更為小巧、便于安裝。
【關鍵詞】：液動執(zhí)行器 變量 位移 響應 補油
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH137
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 石油化工領域執(zhí)行器的應用10
• 1.2 液動執(zhí)行器優(yōu)點及國內外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 液動執(zhí)行器優(yōu)點10-12
• 1.2.2 傳統(tǒng)液動執(zhí)行器12-13
• 1.2.3 新型液動執(zhí)行器13-14
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 本論文主要研究內容17-19
• 第2章 新型液動執(zhí)行器總體設計19-29
• 2.1 兩種液動執(zhí)行器方案19-23
• 2.1.1 閥控液動執(zhí)行器19-21
• 2.1.2 泵控液動執(zhí)行器21-22
• 2.1.3 新型液動執(zhí)行器原理22-23
• 2.2 系統(tǒng)性能指標與元件選擇計算23-27
• 2.2.1 調節(jié)閥選擇與系統(tǒng)性能指標23-24
• 2.2.2 液壓缸的計算與選型24
• 2.2.3 定量泵的計算24-25
• 2.2.4 交流伺服電機的選擇25
• 2.2.5 液壓鎖及安全閥25
• 2.2.6 補油閥的選擇25-26
• 2.2.7 管路計算26-27
• 2.2.8 密閉壓力油箱的設計27
• 2.3 匹配計算27-28
• 2.4 小結28-29
• 第3章 新型液動執(zhí)行器控制策略與特性分析29-46
• 3.1 控制策略的選擇29-31
• 3.2 新型液動執(zhí)行器仿真建模31-35
• 3.2.1 AMESim軟件介紹31-32
• 3.2.2 定量泵的建模32-33
• 3.2.3 液壓缸的建模33-34
• 3.2.4 交流伺服電機的建模34-35
• 3.3 新型液動執(zhí)行器整體建模與仿真分析35-42
• 3.3.1 頻率信號輸入35-37
• 3.3.2 階躍信號輸入37-42
• 3.4 仿真與實驗結果對比42-45
• 3.5 小結45-46
• 第4章 新型液動執(zhí)行器結構設計與優(yōu)化46-59
• 4.1 同類產(chǎn)品的外觀設計46-51
• 4.1.1 REINEKE液動執(zhí)行器46-48
• 4.1.2 PRM液動執(zhí)行器48-49
• 4.1.3 KOSO公司REXA液動執(zhí)行器49-50
• 4.1.4 孚羅泰液動執(zhí)行器50-51
• 4.2 本文液動執(zhí)行器外觀布局51-54
• 4.2.1 方案一51-52
• 4.2.2 方案二52-53
• 4.2.3 方案三53-54
• 4.3 外觀布局最終方案54-55
• 4.4 液動執(zhí)行器用液壓閥塊的設計55-58
• 4.5 小結58-59
• 結論與展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文65

【參考文獻】

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本文編號：832337