【正文】 用 LHM液壓油，以精煉礦油為基 礎油，并加以多種添加劑，具有良好的抗磨性、潤滑性、防銹抗氧化性，適用于低、中、高壓液壓系統(tǒng)。 上面所建立的液壓系統(tǒng)模塊圖是提供整個液壓系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，從分析的角度，我選擇從極限位置考慮問題，這樣可 以使研究更加簡單。 sK RK )(sfG Qk 2221 STSTakMMMM ?? S1 )1( STk FF ? w x F FQ z 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 21 )1( 1 PVM RZSK ?? )(2 2SbZ mCT vM ?? )2(21 CZmbTa vMM ?? K SlVC 210 ?? 式中： PR —— 缸的液阻，2SbRP?。 39 20000 ???? VF ZCT 所以因為負載的存在，加在液壓缸上的附加傳遞函數(shù)為： )3 9 2 0 01(0 1 5 )( ssF QF ?? 經(jīng)分析求解得在負載不為零的情況下，液壓缸的主控傳遞函數(shù)和附加傳遞函數(shù)，具體求解步驟如上所述。在根據(jù)各個液壓元件的數(shù)學模型確立了各自的傳遞函數(shù)后，我們利用這些傳遞函數(shù)在 MATLAB的建模環(huán)境中構(gòu)建液壓控制的數(shù)學模型。 再次，經(jīng)分析得出系統(tǒng)的數(shù)學模型。在前面的分析中，已經(jīng)求的負載的各個方面參數(shù)，負載在舉升過程中，其會因液壓缸活塞桿和液壓油的彈性系數(shù)的存在而出現(xiàn)彈性振動現(xiàn)象。其相關參數(shù)在液壓缸傳遞函數(shù)的求解中已經(jīng)求的。然后對收集到的圖像進行分析，或是自身趨勢觀察，或是相互之間的比較，最終得出相關 的結(jié)論。 其次，確定一個可行的研究方案。根據(jù)上述分析并參閱《液壓系統(tǒng)現(xiàn)代建模方法》知， ?QRs kkk ，從而得電液比例調(diào)速閥的傳遞函數(shù)： ssGf 5 9 )( ?? 對于液壓系統(tǒng)模型的仿真，因為從系統(tǒng)角度去分析很麻煩，而且很容易出現(xiàn)錯誤，所以這里選擇從局部去 考慮。 4 4 6 5 2 ????MM Ta 。具體動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下圖 12 所示 。在每個液壓模塊上都有相應的接線口，將鼠標指到接線口位置，按住鼠標右鍵不放，移動鼠標到另外一個液壓模塊的接線口位置，松開鼠標，就可將這兩個液壓元件連在一起，依次類推，便可連接一套完整的液壓仿真模塊系統(tǒng)。 活塞桿 查閱 《機械設計手冊》知，活塞桿的材料大多用 C45 鋼，表面鍍硬鉻。若是用實物會增加研究成本，而且對于現(xiàn)有的條件，也不太可能，所以用實物研究分析的方案行不通。同樣其只要滿足回路中壓強和流量的要求即可。本課題主要的目的是實現(xiàn)多缸的同步控制，電磁換向閥主要是控制換向，壓力控制閥主要是在回路中保證整個液壓回路的安全，它們只要符合要求即可，在本次研究中不做過多說明與研究。若系統(tǒng)壓力為低壓狀態(tài)（ ）時 ,一般選用齒輪泵；在中壓（ ）狀態(tài)時，可選用中壓葉片泵及齒輪泵；在中高壓（ 816MPa）時，一般選用高壓葉片泵及柱塞泵；當壓力大于 32MPa 時，一般選用柱塞泵； （ 2） 液壓泵的轉(zhuǎn)速隨主機條件而定：其中工程機械、起重機械、運輸機械、農(nóng)業(yè)機械等，則多用內(nèi)燃機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速為 15002500r/min，系統(tǒng)可用油門或液壓調(diào)速； （ 3） 噪聲：對于車輛用泵，噪聲要求可以放寬一些； （ 4） 自吸性 能：定量泵自吸能力較好，變量泵自吸能力差 。液壓泵的設計對保證整個液壓系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)起著重要的作用。 i n。 （ 3） 其中 ?sin|||| ?? OBOC ； GOAq ?? || 所以可以求得 F 值，因為液壓缸的個數(shù)是 3，在理想情況下，認為 3個缸是均布受力的，所以每個缸要承受的力是 F/ F/3 是否大于所選定的液壓缸的最大許用力。由圖形可知， ?OB 中的 ?B是 B點本身， ?OB 中的 ?B 是 B1 點。這種方法雖然能用，但費力，隨意性大，大多數(shù)情況下僅滿足要求，未能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，特別是最初開始舉升時，阻力最大，導致液壓系統(tǒng)油壓偏高，影響使用壽命；且能耗大，不經(jīng)濟。 因此 ,最終選擇的是液壓缸應頂起尺寸為 7200x2300x1100(mm）、重達 17t的車廂，并且要頂起的舉升角是 50176。 課題要求的參數(shù) 根據(jù)本課題的需要，所涉及的參數(shù)標準如下： （ 1） 汽車的載重量一般在 10t 以上； （ 2） 已達到汽車的翻轉(zhuǎn)速度是 3m/min（ ）以上； （ 3） 液壓缸的同步精度應達到 %以上。其次對于方案二和方案四，它們都有反饋回路，這樣就可以保證液壓缸的流量時時刻刻的處于一個動態(tài)平衡狀態(tài)，能夠更好的在規(guī)定的精度范圍內(nèi)保證液壓缸的同步運動。我們依舊是選擇其中一個缸為基準缸，另外兩個缸都是根據(jù)基準缸的運動調(diào)整自己的運動，當其中某個缸運動的過快（或過慢），其油路上的流量傳感器或是活塞頂端的位移傳感器檢測到的數(shù)據(jù)，通過與基準缸上的數(shù)據(jù)比較，從而決定自己是快還是慢了，竟而輸出相應的控制信 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 5 號來 調(diào)節(jié)相應回路上的電磁比例調(diào)速閥開口的大小，達到保證各個缸輸入的流量相等或是各個缸移動的位移量相同的目的。當然此處是三個液壓缸的情況，我們應該用兩個分流閥，從而保證了輸入三個液壓缸的流量相同，達到三缸同步的作用。各個油路都是保持開環(huán)狀態(tài)。 本課題研究的主要內(nèi)容 確定比較合理的液壓系統(tǒng) 方案； 進行總體參數(shù)的設定； 液壓元件型號與參數(shù)的確定； 在 MATLAB 軟件環(huán)境下建模與仿真； 對仿真得到的結(jié)果進行分析，確定方案的可行性； 撰寫論文。 2）形成了多種成分并存的產(chǎn)業(yè)架構(gòu) 經(jīng)過數(shù)輪的重組、改制、兼并以及境外資金的進入，中國液壓行業(yè)已形成了國有企業(yè)、民營企業(yè)、三資企業(yè)三足鼎立的格局。盡管，以其他傳動方式取代液壓傳動的研究從未停止過，但到目前為止，像數(shù)碼產(chǎn)品在攝影領域完全取代膠片的“顛覆性革命”，在液壓領域還沒有出現(xiàn)。 基于上述原因，對 液壓油缸的同步問題的研究已勢在必行。 （請在以上方框內(nèi)打“√”） 學位論文作者簽名：胡亮 指導教師簽名： 日期： 2021 年 5 月 23 日 日期： 年 月 日 本論文屬于 √ I 【 摘要 】 汽車液壓多缸自卸系統(tǒng)是應用在中大型工程自卸汽車上的車廂自動翻斗卸貨系統(tǒng)，因載重量大（一般大于 10 噸），所以一般要用兩個以上的液壓缸作為動力。 畢 業(yè) 設 計 論 文 課題名稱 自卸系統(tǒng)液壓多缸同步電液控制研究 課題來源 生產(chǎn)實際 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 T8134 學 號 20210130704 學生姓名 胡亮 指導教師 趙國華 完成日期 2021 年 5 月 23 日 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。 不保密□。 本課題研究的意義 基于某 公司出現(xiàn)的中大型工程自卸車的車廂自動翻斗卸貨系統(tǒng)不同步現(xiàn)象 ，通過指導老師介紹存在如下主要問題： 該公司生產(chǎn)的自卸液壓油路系統(tǒng)過于簡單，以至于都不能滿足于基本的補償功能； 該公司生產(chǎn)的自卸液壓油路系統(tǒng)只是單一的供油系統(tǒng)，無反饋系統(tǒng)； 該公司生產(chǎn)的自卸液壓油路系統(tǒng)控制的油缸不同步現(xiàn)象嚴重，遠超出了規(guī)定的誤差范圍，有時載重量大的情況下，會造成車廂發(fā)生變形 ,甚至導致車廂體的斷裂。 現(xiàn)代 液壓技術既源于傳統(tǒng)的機械技術，又融合了控制理論、精密制造、新材料、自動化和智能化的檢測、傳感器以及信息技術等，其產(chǎn)品和系統(tǒng)通常體現(xiàn)為多種技術的融合與系統(tǒng)集成。取得這樣的成績，一方面是基于國內(nèi)市場需求的迅猛增 長；另一方面是得益于國內(nèi)液壓產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能的快速提高，在國際市場中低端產(chǎn)品領域的競爭中取得了優(yōu)勢。 目前，國內(nèi)液壓市場的份額構(gòu)成，在自主的 65%份額中，有 10%出口。另外在各回路上加上減壓閥，來保證回路的安全。油泵還是采用汽車普遍使用的定量泵，然后在回路上使用分流閥將油平均的分配到兩個油箱中。當然回路上的電磁換向閥是控制三個缸的總流量及液壓缸的運動方向，回路上含有減壓閥的減壓回路是為了保證整個回路的安全運行。首先對于方案一和方案三，因為是無反饋式的，只是依靠定量泵泵出的流量和換向閥的調(diào)節(jié)來控制液壓缸的運動，這樣的控制方式，若是考慮到液壓油泄漏問題時，它們之間的誤差將會隨著泄漏的增加而越來越大，很難保證精度。進行一項設計，我們首先最基 本的要滿足規(guī)定的任務要求，其次我們的研究要有章可循，那么在進行詳細設計之前我們應該先確定一下與設計緊密相關的總體參數(shù)，便于為后續(xù)設計提供一個參照或是標準。之間））。 液壓缸鉸接位置點的優(yōu)化與型號的確定 傳統(tǒng)的確定自卸汽車液壓舉升機構(gòu)鉸支點位置的方法是根據(jù)整車的結(jié)構(gòu)參數(shù)先初定鉸支點的位置，再按此位置選擇合適的油缸，最后用作圖法求出各鉸接點的位置。當 ?OB OA時，取 ?OB ，其余取 ?OB 。 如圖 7 所示，對沿 O 點的力矩計算： ||||21|| OCFOAOAq ???? 。 C 2080 5011250 2? 介質(zhì)黏度 / smm/2 運動黏度 12513150 3? 最高運行速度 m/s 31518000 5? 表 1 根據(jù)其已知參數(shù)，代入到上述數(shù)學模型所得到的方程的解： KNFABABmmBBOBOBmmBBmmOB。 5 液壓泵的選擇 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 11 液壓泵選擇概述 在進行液壓缸的各項參數(shù)設計之后，就可以根據(jù)液壓缸無桿腔的壓強及其流量來選用合適的液壓泵元件。車輛用泵可選擇為泵額定壓力的 50%60%，以保證泵有足夠的使用壽命。在本次課題研究中，主要涉及到電磁換向閥、壓力控制閥、調(diào)速閥。普通調(diào)速閥是由節(jié)流閥和定差減壓閥串聯(lián)而成的復合閥，其中節(jié)流閥用于調(diào)節(jié)通流面積，從而調(diào)節(jié)閥的通過流量；減壓閥則用于壓力補償，以保證節(jié)流閥前后壓差恒定，從而保證通過節(jié)流閥的流量亦即執(zhí)行元件速度的恒定。為了研究液壓系統(tǒng)的可行性，需要對其進行驗證。對于這里的液壓系統(tǒng)，應該確定活塞桿和液壓油的彈性系數(shù)，但是我們應該首先知道他們的材料。具體步驟是： 進入 MATLAB 軟件界面，點擊進入 Simulink 子界面；然后點擊左側(cè)的simHydraulics，并新建一個界面；顯示如圖 9所示； 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 18 圖 9 在相應的模塊中選擇合適的模塊，用鼠標拖到新建的界面上。所以這個結(jié)構(gòu)動態(tài)圖由調(diào)速閥、液壓缸、負載構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 得 ?MT 。45 HHzfR ??? 由阻抗： lfR ?2? ，得 ?l ； 由分析可知，電放大器的增益、電液比例調(diào)速閥的流量增益其實都是閥的相關參數(shù)，而且由圖可看出，他們之間是乘積關系。 首先，在 Simulink 中的液壓模塊中，繪出液壓系統(tǒng)模型圖，并且將相應的模型圖中的液壓元件的參數(shù)修改為計算所得的參數(shù)，這樣就可以從整體上把握液壓系統(tǒng)的油路系統(tǒng)和控 制方案。 對于圖 13 所示的數(shù)學模型回路中，在每一個回路上均裝有示波器，點擊仿真開始按鈕，待界面左下角變?yōu)椤?ready”字樣時，說明整個數(shù)學模型沒有錯誤，可以進行仿真了，此時只需要在各個示波器圖案上雙擊鼠標，即可顯示該示波器所收集的波動信號。 當然這里只包括比例系數(shù)和微分時間常數(shù)，不包含積分時間常數(shù)。其振動形 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 27 式近似如下圖 16所示： 圖 16 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè)（設 計） 論 文 28 （ 4）前面提到關于液壓缸的傳遞函數(shù)的求解中，在負載不為零的情況下，需要加一個附加傳遞函數(shù)，這個傳遞函數(shù)表示的是一個比例微分環(huán)節(jié)，所以在MATLAB 的仿真環(huán)境下使用 PID 控制器。在這里，先求出處于反饋控制回路上的液壓元件的傳遞函數(shù)，在 MATLAB 環(huán)境中，構(gòu)成系統(tǒng)的數(shù)學仿