回油節(jié)流調(diào)速回路特性仿真畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-07 04:22:58 本頁(yè)面
【正文】 ant system in the mechanical processing domain, it is widely used in aviation, marine and other areas. Because of the advances in technology, Modern hydraulic devices are being more plex, but they are formed by a number of basic circuits. The basic circuit is formed by some hydraulic elements, which are used to perform certain specific functions of the typical circuit. These circuits help to achieve the wide range of continuous speed regulation, so that it can achieve various forms of simple movements and plex movements, which is one of the main advantages of hydraulic drive system. The exit throttle circuit is a typical basic circuit for different load conditions to ensure the operating speed of the ponents. By studying the characteristics of circuit speed and change in load, the relationship between the rigidity of speed and the load, and the characteristics of the power and the load in the wide range of the continuous speed regulation, we can acquire the basic characteristics of the exit throttle circuit. And by the establishment of Matlab mathematical model which describes the circuit characteristics, We can do some systematic research, analyse the various factors on the circuit that impact these characteristics, and finally get the simulation results. So readers can have a better grasp of the function, the characteristics and the best working condition of the exit throttle speedregulating circuit.Key Words： The exit throttle speedregulating circuit, the characteristics of speed and load, Matlab simulation目 錄1 引 言 2 2 研究對(duì)象、目的及意義 2 本文主要內(nèi)容安排 22 回油節(jié)流調(diào)速回路基本理論分析 2 2 2 2 2 回油節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性理論分析 2 回油節(jié)流調(diào)速回路的功率負(fù)載特性理論分析 23 MATLAB簡(jiǎn)介 24 使用MATLAB軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析 2 對(duì)回油節(jié)流凋速回路的速度負(fù)載特性進(jìn)行仿真研究。尤以計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，更促使這門學(xué)科向集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化方面發(fā)展，以適應(yīng)新技術(shù)的要求[1]。飛機(jī)主要由機(jī)體、動(dòng)力裝置、起落裝置、操縱系統(tǒng)、液壓氣壓系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)等組成，并有機(jī)載通信設(shè)備、領(lǐng)航設(shè)備以及救生設(shè)備等。飛機(jī)液壓系統(tǒng)利用液壓傳動(dòng)這種方式來(lái)做功，是從1796年英國(guó)制成第一臺(tái)水壓機(jī)開始的，至今已有200余年歷史，但液壓技術(shù)用于航空工業(yè)，還是近60年的事。 研究對(duì)象、目的及意義液壓技術(shù)在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用，液壓系統(tǒng)依照不同的使用場(chǎng)合，有著不同的組成形式。熟悉和掌握基本回路的組成、工作原理、性能特點(diǎn)及其應(yīng)用，是分析和設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)[3]。改變執(zhí)行原件的運(yùn)動(dòng)速度的方法，可從其速度表達(dá)式中尋求。節(jié)流調(diào)速回路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、使用維修方便，也可以獲得很低的運(yùn)動(dòng)速度。通常節(jié)流調(diào)速多用于小功率的的液壓系統(tǒng)中，例如機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)。因此，在液壓回路設(shè)計(jì)和分析中，有必要用計(jì)算機(jī)仿真的方法對(duì)節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性、速度剛性及功率負(fù)載特性進(jìn)行分析。第二章對(duì)回油節(jié)流調(diào)速回路進(jìn)行理論分析，并研究推導(dǎo)其速度負(fù)載特性、速度剛性及功率負(fù)載特性的相關(guān)公式，為后面的仿真工作做準(zhǔn)備。最后還有結(jié)論、參考文獻(xiàn)、致謝和附錄部分。對(duì)于幾何尺寸已經(jīng)確定的液壓缸和定量馬達(dá)來(lái)說(shuō)，要想改變其有效作用面積或排量是困難的，因此，一般只能用改變輸入液壓缸或定量馬達(dá)流量大小的辦法來(lái)對(duì)其進(jìn)行調(diào)速；對(duì)變量液壓馬達(dá)來(lái)說(shuō)，既可采用改變輸入其流量的辦法來(lái)調(diào)速，也可采用在其輸入流量不變的情況下改變馬達(dá)排量的辦法來(lái)調(diào)速。要想改變輸入液壓執(zhí)行元件的流量q1，就必須在泵的出口處并接一條裝有溢流閥的支路，將液壓執(zhí)行元件工作時(shí)多余流量Δq = qp q1，經(jīng)過(guò)溢流閥或流量閥流回油箱，這種調(diào)速方式稱為節(jié)流調(diào)速回路。回路中的流量控制閥可以采用節(jié)流閥或調(diào)速閥進(jìn)行控制，因此這種調(diào)速回路有多種形式[8]。溢流閥溢流是這種調(diào)速回路能夠正常工作的必要條件。如圖l所示，油缸活塞穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受力平衡方程式為(忽略摩擦力)： p1A1=F+p2A2 (23)A1進(jìn)液腔有效面積；p1進(jìn)液腔工作壓力；A2 回液腔有效面積；p2回液腔壓力；F負(fù)載。速度—負(fù)載特性可用速度剛性這一指標(biāo)來(lái)評(píng)定，它表示負(fù)載變化時(shí)，系統(tǒng)抗阻速度變化的能力。就速度剛度而言，進(jìn)口節(jié)流凋速回路適用于低速輕載的液壓系統(tǒng)中。因此，我們要考慮節(jié)流閥流量大小的問(wèn)題，也就是說(shuō)，通過(guò)節(jié)流閥的流量必須小于或等于液壓泵的流量。但液壓缸的速度和負(fù)載常常是變化的，當(dāng)系統(tǒng)以低速輕載工作時(shí)，有效功率較小，大量功率消耗在節(jié)流損失和溢流損失上，使油溫升高，增加管路泄漏，影響液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度[9]。根據(jù)式（24）我們最終可以的： P=FKATppFA1m/A2 （213） 上式即為回油路節(jié)流調(diào)速回路的功率—負(fù)載特性方程式，該式表明液壓缸的功率受到節(jié)流閥通流截面積和負(fù)載的影響[10]。其擁有600多個(gè)工程中要用到的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，可以方便的實(shí)現(xiàn)用戶所需的各種計(jì)算功能。MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡(jiǎn)單最基本的函數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)?？捎糜诳茖W(xué)計(jì)算和工程繪圖。本文主要應(yīng)用其科學(xué)計(jì)算和工程繪圖的功能，對(duì)回油節(jié)流調(diào)速回路的理論公式進(jìn)行了模擬與仿真，得到了直觀的圖像結(jié)果，有助于我們對(duì)回路的特性的掌握。這里我們選用薄壁孔，即m=。(2) 從圖41可以看出，當(dāng)節(jié)流閥通流面積不變時(shí)， 負(fù)載壓力逐漸增大，液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度卻是逐漸減小的；(3) 在負(fù)載壓力相同時(shí)，節(jié)流閥的開口AT大的速度剛性比開口小的速度剛性差，即開口大的節(jié)流閥流量曲線比較陡，負(fù)載變化對(duì)其流量的影響較大。（2）根據(jù)定量泵輸出供油壓力的不同，液壓回路所能承受的最大負(fù)載也不同，供油壓力越大，所能承受的負(fù)載越大。（2）根據(jù)無(wú)桿腔面積的不同，液壓回路所能承受的最大負(fù)載也不同，無(wú)桿腔面積越大，所能承受的最大負(fù)載越大。（3）曲線的斜率絕對(duì)值根據(jù)式（29）仍然能體現(xiàn)速度的剛性，有桿腔面積越小的，曲線越陡，速度剛性較差。 供油壓力、液壓缸兩腔面積對(duì)負(fù)載與速度剛性關(guān)系的影響根據(jù)式（210），我們也可以分析不同供油壓力、不同液壓缸面積下，負(fù)載與速度剛性的關(guān)系，如圖所示：圖47 不同供油壓力下速度剛性與負(fù)載的關(guān)系圖48 不同有桿腔面積下速度剛性與負(fù)載的關(guān)系圖49 不同無(wú)桿腔面積下速度剛性與負(fù)載的關(guān)系我們可以看到加大液壓缸無(wú)桿腔面積A有桿腔面積A2或加大供油壓力時(shí)，都可提高速度剛度T。經(jīng)過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析，可以得到功率—負(fù)載特性曲線如圖410所示：圖410 不同節(jié)流閥面積時(shí)的液壓缸輸出功率與負(fù)載的關(guān)系通過(guò)對(duì)曲線的分析我們可以看出，在相同負(fù)載作用下，隨著節(jié)流閥開口面積的增大，供油泵輸出功率不斷增大。 根據(jù)理論和仿真的結(jié)果得到的結(jié)論在不計(jì)管路的壓力損失和泄露、不考慮液壓介質(zhì)的可壓縮性和環(huán)境溫度為常數(shù)三點(diǎn)假設(shè)下，當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，節(jié)流閥閥口面積越大，執(zhí)行元件的速度也越大，通過(guò)節(jié)流閥的流量就隨之變大，但是這個(gè)流量總小于等于液壓泵提供的流量；當(dāng)節(jié)流閥閥口面積一定時(shí)，隨
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