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液压功率封闭系统设计及加载特性研究

张峥明  
【摘要】: 对机械传动部件或系统进行加载试验是确保其性能的重要生产环节。实验室常采用开放功率式加载方式,由于加载的能量只能以热量的形式耗散,这不但导致能量消耗大,有时还不满足实际的负载工况要求(如液压马达的试验);而对于一些大功率的传动系统来说(如风电齿轮箱),受功率输入和耗散的限制,进行加载试验或寿命试验几乎是不可能的。为此,必须采用功率回收的方式来进行加载试验。功率回收也称功率封闭,机械功率封闭、电功率封闭和液压功率封闭是其主要的三种形式。和前两种相比,液压功率封闭具有结构简单,布置灵活,通用性强,动态加载方便等优点,必将成为功率封闭传动试验台的主要形式。目前,国内对液压功率封闭的组成结构、工作原理以及调节特性等研究还处于起步阶段,在加载扭矩的建立和调节,以及系统功率回收效率的提高等方面尚存在一系列的技术问题亟待解决。因此,对液压功率封闭进行研究具有十分重要的实际意义。 本文主要对液压功率封闭的基本原理以及工作特性进行了详细理论分析与实践研究,力求为其进一步深入地研究提供较有价值的理论指导,完成的工作主要有几下几个方面: 1.综述了液压功率封闭的基本理论。基于现有的研究成果,对液压功率封闭的类型、工作原理以及结构特点等进行了系统地总结,对液压功率封闭系统扭矩的建立、压力的调节等主要技术问题进行了全面地分析,并明确了液压功率封闭系统的设计原则和方法。 2.设计液压功率封闭系统方案。机械补偿和液压补偿是液压功率封闭两种主要的类型,在组成结构和调节特性等方面各具特点。为对液压功率封闭进行系统的研究,分别设计了机械补偿型和液压补偿型两种系统方案,并对系统的流量匹配、扭矩匹配以及能量回收效率等工作特性进行了详细的计算分析。 3.建立了系统的仿真模型,进行动态的仿真研究。采用功率键合图法和MATLAB软件的Simulink工具箱建立系统相对应的仿真模型,通过代入仿真参数,对系统的各种可能工况进行动态的仿真研究。 4.搭建液压功率封闭实验台。通过对加载调节特性以及能量回收效果等进行实验,进一步验证液压功率封闭理论的正确性与可行性。


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