液压履带起重机起升机构动力学分析

建立了液压履带起重机起升机构在起升平面内的三质量二自由度的质量弹簧系统动力学模型,并用模态分析法求解了系统方程得到升过渡过程系统动态响应,给出了液压履带起重机起升机构起升动载系数的计算方法。     

旋挖钻机回转缓冲平衡阀仿真与实验研究

缓冲平衡阀是旋挖钻机上车回转液压系统的重要组成部分,对旋挖钻机上车回转的启制动特性起决定作用。文章以某型旋挖钻机为研究对象,分析了缓冲平衡阀的主要结构和工作原理,建立了旋挖钻机回转液压系统的AMEsim仿真模型,研究了缓冲平衡阀的2个弹簧预紧力、锥阀的直径、阻尼孔直径等主要参数对旋挖钻机回转液压系统的影响。结果表明,缓冲平衡阀锥阀直径在9~10mm之间,阻尼孔直径在0.3~0.5mm之间,系统响应快,马达压力波动小,工作平稳。     

旋挖钻机钻进入岩判定与地层识别方法

为了提高旋挖钻机施工效率和持力层辨识准确度,采用旋挖钻机钻进过程实时监测系统,对钻进过程中的直测参数和派生参数进行采样和分析,根据钻机工作参数和地层岩土体物理力学参数的固有特性、统计特性,建立钻进过程地层识别系统模型,把地质条件和钻机的工况参数联系起来。研究结果表明:地层结构的变化必然使钻进参数发生变化,进而使旋挖钻机显示出与不同埋置深度地层相适应的动态特征,利用岩土层承载能力评价的特征值——地层比功可概括地反映各类地层的质量好坏,通过与一桩一孔勘察结果进行对比,证明基于随钻参数的持力层判定方法有效。     

船舶起重机的机电液一体化联合仿真

为了研究船舶起重机的消摆操纵控制策略,需建立起重机的虚拟样机.采用Pro/E三维设计软件建立起重机的几何模型,将其导入ADAMS软件中,定义构件的材料及相对运动关系,并采用由轴套力连接小圆柱体的方法,建立钢丝绳模型;在AMESim软件平台上建立起重机回转、起升和变幅操纵机构的液压系统模型;最后在AMESim Advanced高级建模与仿真平台上建立集机械、液压与控制系统的一体化仿真模型.利用静态理论计算对所建模型进行验证,结果表明:所建模型的静态和动态仿真结果能准确代表实际起重机结构和操纵系统,该模型可以用来开展下一步的消摆控制研究.     

汽车起重机变幅系统机液耦合动力学建模

用键合图法建立了汽车起重机变幅系统下降工况机液耦合动力学模型,用Matlab对模型进行了仿真,分析了变幅液压回路参数、变幅机构参数对系统的影响以及机械和液压系统的耦合效应．该方法对汽车起重机变幅系统的工程设计提供了理论依据,同时也对工程机械系统的动态特性研究有一定的指导意义．     

基于功率键合图的跳汰机交流液压系统建模与仿真

以圆形跳汰机交流液压系统为对象,建立了单相交流液压工作单元负载升程和回程工况下的功率键合图模型,推导了系统状态方程,并结合实际参数利用MATLAB/Simulink工具箱对其进行了仿真模拟,得到了工作液压缸负载速度和工作压力动态特性曲线,为交流液压系统优化设计和性能评估提供了一种新途径.     

轻量化桥式起重机小车动力学分析

由于轻量化桥式起重机起升机构与传统布置形式不同,因此其零部件受力状态、设计要求也与传统计算方法不同.本文构建了小车刚柔耦合动力学仿真模型,研究了吊重起升过程中系统的动力学特性,分析了机构的受力状况,提出了轻量化起升机构设计的重要环节及薄弱点.基于轻量化桥式起重机小车试验平台,根据小车结构特点,对小车部分零部件进行动态试验研究,分析在典型工况下动力学特性,通过与仿真模型进行对比,验证了仿真模型合理性.本文对轻量化小车的设计进行了动力学研究,对掌握轻量化桥式起重机小车设计方法具有重要意义.     

悬臂式掘进机悬臂水平摆动机构的建模与仿真

根据悬臂式掘进机水平摆动机构液压系统的原理特点,分析了主要运行参数之间的数学关系,建立了悬臂水平摆动机构的静态和动态数学模型.利用所建立的数学模型,采用计算机模拟的方法,得到了主要参数间的静态关系曲线,并分析了系统动态特性.为进一步改进系统静态性能和系统动态响应特性提供理论分析的数学基础,同时为实现程序控制或自动控制提供了实用的简化模型.     

变频液压调速系统的一种磁场定向解耦控制方法

通过改变液压泵的驱动器以调节液压马达转速, 并建立了变频液压调速系统的数学模型和仿真模型, 设计了3个PI调节器, 在此基础上研究液压系统的主要参数对变频液压调速系统动态特性的影响. 仿真结果表明: 该解耦方法可以改善变频液压调速系统的动态响应;液压马达速度响应的稳态时间为0.5 s, 超调量小于10%;控制腔容积的变化对系统动态特性影响最大, 控制腔容积增加, 系统的调整时间延长, 超调量和振荡次数增加;液压元件的泄漏系数增加将使系统的调整时间延长;负载取值的变化对系统没有明显影响.     

速比变化过程中CVT液压系统动态性能仿真

以金属带式无级变速器(continuously variable transmission,CVT)液压系统为研究对象,建立了CVT液压系统的传递函数和AMESI M环境下的CVT液压系统动态仿真模型,进行了CVT液压系统速比响应特性仿真计算。分析了弹簧刚度、阀芯阻尼系数及衔铁组件质量对液压系统上升时间、调整时间及超调量的影响关系,验证了所建立的CVT液压系统动态模型的正确性,并为CVT液压系统动态特性的优化提供了依据和方法。     

动臂变幅工况下旋挖钻机工作装置的动力学特性

为研究和提高旋挖钻机工作装置的力学性能,对动臂变幅工况下工作装置的动力学特性进行分析。基于动静法建立动力学模型,在Simulink仿真平台上构建基于MATLAB函数的仿真模型并进行仿真分析。研究结果表明:动臂变幅时,无论动力头和钻杆处于钻桅的什么位置,对动臂变幅液压缸提供的主动力都没有影响;当钻桅倾角为0°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最小,当钻桅倾角为95°时,动臂变幅液压缸提供的主动力的变化最大。     

齿轮齿条钻机起升系统多体动力学建模与分析

齿轮齿条钻机可以利用齿条齿轮技术带动顶部驱动装置直接起下钻具,是目前国内较为先进的新型石油钻机。建立了井架的等效模型和起升系统的等效模型,利用能量法,建立拉格朗日方程,对齿轮齿条钻机的起升系统进行多体动力学分析。利用ADAMS建立虚拟样机,对数学模型的分析结果进行验证。由于井架刚度很大,研究齿轮齿条钻机起升系统的动力学特性时,可忽略其柔性的影响。考虑钻柱运动所受阻尼作用,开钻初始时刻钻头有较为明显的振动,但不影响向下钻进的速度,且逐渐趋于平稳钻进。     

煤矿钻机自动防卡钻电液控制系统研究

由于松软煤层地质条件复杂多变,钻机在钻孔施工时,经常发生卡钻事故,这极大降低了工作效率,并严重威胁到工人人身安全。为解决以上问题,分析了引起卡钻的各影响因素,采用钻机回转压力表示卡钻状态,并设置回转压力卡钻阈值。根据钻机工作原理与卡钻机理,建立基于负载流量独立分配系统(LUDV)的防卡钻液压回路;采用PID与信号选择器建立自动防卡钻控制器,并采用人群搜索算法(SOA)整定PID参数。采用AMESim进行系统仿真试验,结果表明：回转压力达到20 MPa时,钻机自动回退;达到22 MPa时,钻机回转压力维持稳定,保持较大的回转动力克服外负载阻力,避免发生卡钻事故,验证了自动防卡钻电液控制系统的有效性。     

动力定位船矢量推进器回转动力学响应分析

为研究全回转矢量推进器回转动力学系统的响应特性,对瓦锡兰某型矢量推进器的液压回转系统的组成进行深入分析,研究了泵控液压马达驱动齿轮减速机构带动推进器进行回转的工作原理,建立了矢量推进器回转动力学系统的数学模型,提出了一种全回转矢量推进器实现目标方位角快速跟踪的改进控制方法,构建了一种矢量推进器回转动力学异步控制频率仿真系统,分析了不同目标方位角时推进器的方位角、角速度、液压系统的动态响应特性,建立了矢量推进器回转响应的物理约束条件.仿真结果表明,建立的动力学模型可模拟真实矢量推进器的回转运动响应过程,同时可实现矢量推进器回转方位角的快速、准确控制,对全回转矢量推进器和动力定位船舶推力分配方法的研究具有较重要的指导意义和工程价值.      

基于有限元的旋挖钻机动力装置减速器分析

对比分析几种旋挖钻机动力装置减速器的结构形式,利用SolidWorks软件建立液压驱动动力装置三维实体模型,结合Simulation软件对几种减速器结构进行有限元静力仿真分析,从理论上分析减速器在正常钻孔作业工况下应力、应变的情况,为旋挖钻机动力装置实际的开发和应用提供依据。     

利用旋挖机实时钻进参数判定持力层的方法

旋挖钻机作为当前嵌岩桩成孔的一种重要的快捷施工方式,优势显著。其钻进过程中在线监控系统实时监测的随钻参数不仅仅可作为施工操作的主要依据,还可为嵌岩桩持力层的判定提供基础性数据。鉴于施工场地赋存环境的复杂性,钻进中必然导致钻进率、钻杆钻速、给进力、动力头扭矩等随钻参数的时空演化。根据采集的随钻参数数据库及理论分析,建立随钻参数随钻进深度的变化曲线,结果表明单因素变化曲线不能准确识别持力层。在此基础上,进一步提出基于多因素协同控制的持力层判定方法,建立岩体荷载强度模型进行基于随钻参数综合指标的持力层判定。采用该模型分析旋挖钻进过程中持力层岩体的强度和承载力,与地质勘测中的岩体强度测试结果对比,所判定的持力层特征符合实际。由此可见,基于随钻参数的持力层判定方法进行钻进过程中的岩层特性确定及持力层判定是可行的,可用于不同赋存环境下钻进过程中的持力层辨识。     

DZ450/9-S钻机底座静态及动态特性

根据DZ4 5 0 / 9 S钻机底座的实际结构特点 ,建立了三维有限元模型。应用有限元分析程序分别对底座进行了静、动态特性分析。在静力分析中 ,按两种工况给模型加载 ,并获得了可靠的计算结果。通过分析DZ4 5 0 / 9 S底座结构的模态 ,得出底座结构前 15阶固有频率和模态振型。分析结果表明 ,三角架前、后腿和后立柱是底座结构在动力特性上存在的 3个薄弱环节 ,在此基础上 ,提出了改进DZ4 5 0 / 9 S钻机底座结构的措施     

齿轮齿条钻机相似样机研制

齿轮齿条钻机取消了传统钻机的绞车、钢丝绳和大钩等结构,而利用齿轮与齿条的相互啮合带动顶驱上下运动,进行钻进作业,是更先进的钻机。论文对齿轮齿条钻机的相似模型样机的设计方法进行了研究,按照功能和动力相似的相似理论建立了相似准则,并研制了齿轮齿条钻机的相似模型样机。该相似样机具有完整的控制和检测系统,通过该相似模型样机仿真平台,对钻井作业进行了模拟仿真,实现了自动送钻等现代化钻井作业工艺的控制方法研究,为以后研发齿轮齿条钻机提供了理论基础和确切的实验数据。     

XXJ300/500液压蓄能修井机管柱起升速度特性分析

根据达朗伯原理 ,建立了XXJ30 0 / 5 0 0液压蓄能修井机在各力挡下起升管柱时的动力学方程式。通过求解动力学方程式 ,分析了各力挡下的管柱起升速度随管柱位移变化的动态特性。分析结果表明 ,XXJ30 0 / 5 0 0液压蓄能修井机在各力挡下所能起升的最大管柱重力不同 ;在各力挡下 ,随着管柱重力的减小和节流阀开口长度的增大 ,管柱起升速度增大。     

液压机分配阀芯驱动凸轮升程曲线优化设计

为方便控制由凸轮驱动分配阀芯的液压机速度,提出一种阀芯开启度与凸轮转角成线性关系的凸轮升程曲线,导出凸轮升程曲线方程及其压力角的数学模型。在分析液压机分配阀芯驱动凸轮工作特征的基础上,以凸轮升程曲线最大压力角为目标函数,对凸轮升程曲线进行优化设计,并将其成功地应用于300 MN模锻水压机,结果表明优化效果十分显著。