种比例溢流阀的测试系统设计及关键技术研究毕业论文答辩.pptx

本科学位毕业论文答辩 一种比例溢流阀的测试系统 设计及关键技术研究 chp.1 绪论 chp.2 系统方案设计 chp.3 关键元件 chp.4 溢流阀阶跃响应测试大纲 chp.5 关键技术分析 chp.6 总结 目 录 课题研究背景和现状 电液比例控制技术是从上世纪六七十年代开始逐步发展起来的流体传 动与控制领域中的一个具有旺盛生命力的新分支，其以开环传动为主要特 征的传统液压控制技术和以闭环控制为主要特征的电液伺服控制技术为基 础，主要分为三个阶段： 20世纪60年代末70世纪初 ：诞生阶段 1975年1980年：电液比例阀的工作频宽可达5-15Hz， 稳态滞环减 小到3%左右。这时电液比例阀的应用领域 逐渐扩大，既被应用于开环控制，也被应用于闭环控制 20世纪80年代至今：稳定性、稳态精度和动态响应都有 了进一步的提高，电液比例技术逐步形成了集成化趋势 课题研究背景和现状 液压测试系统从起步至今，主要经历了两个阶段： 手工测试、记录阶段和计算机辅助测试(简称CAT)阶段 电液比例元件测试系统总框图 测试系统主要分为八个功能单元 二. 系统方案设计 溢流阀特性分析 动力源部分分析 试验回路分析 设计思路分析 启闭特性 总排量、泵组合 压力阶跃的产生，管路直径 二. 系统方案设计 12为被试溢流阀 ，15、16、17为出 口压力和流量加载 装置。在试验过程 中用电液比例插装 阀11对被试阀进行 加载，以满足阶跃 压力试验的要求 系统方案原理图 三. 关键元件 1234 动力源元件 泵 储油元件 油箱 蓄能器 负载阶跃加载装置 三. 关键元件 1. 泵的选型 由于普通的电机的额定转速一般为750， 1000，1500 rpm ，3000rpm，考虑到液压泵的最高转速和最低转速的限制，液 压泵的工作转速设定为n=1500rpm 本系统中被试溢流阀的额定流量为200L/min，泵的最大 流量应达到250L/min，根据上式，可得泵组合后的总排量约 为V=167mL 为满足油源装置有一定范围的通用性和可切换性，选用 定排量泵和变排量泵相组合的方式，即满足流量可变又能达 到额定工作压力的要求。可确定泵的型号和数量为：两个变 排量泵，型号为A4VSO71；一个定排量泵，型号为A2FO40 三. 关键元件 2. 油箱 油箱的最主要功用是贮存供系统循环的所需的油液，所以油 箱的选择和所需的液压油的量有关，及确定油箱的容量是关 键。 液压泵的额定流量，单位L/min； 与压力有关的经验数据。低压系统=24，中压系=57， 高压系统=1012。 系统最大流量为250L/min，且为高压系统，取上式系数为 10，可算得油箱的容量为2500L，取油箱的公称体积为3000L。 三. 关键元件 3. 蓄能器 气囊式蓄能器贮存和释放能量的过程 系统的最高工作 压力 最低工作压力 蓄能器的容积 输出的油液体积 充气压 三. 关键元件 3. 蓄能器 蓄能器的容积 输出的油液体积 系统的最高工作 压力 充气压 最低工作压力 本系统选用折合型气囊式蓄能 器，取n=1.4可计算得蓄能器的容 积31.48L，取35L 三. 关键元件 4. 负载阶跃加载装置 在关闭节流阀16时，被试溢流阀12出口 压力可以由压力加载装置15与快速切换阀17 组合；或者调高比例溢流阀15作为安全阀， 比例节流阀16与快速切换阀单元17组合，两 者都可以实现被试阀12出口的压力阶跃功 能。 由于比例溢流阀15的输出压力对输入电 信号阶跃响应时间比较慢（一般80300ms 范围），达不到快速切换阀单元17的切换速 度（小于10ms），所以不能直接采用比例溢 流阀15的输入电信号阶跃来产生被试阀12出 口压力的负载阶跃信号。 四. 阶跃响应测试大纲 电液比例元件的输入电信号阶跃响应特性是在系统的参数 不变的条件下，触发信号发生仪的阶跃函数发生器，产生的阶 跃输入信号作用在测试系统上，被控输出量相对于一定幅值的 控制输入电压信号节约变化时的过渡过程响应特性 负载干扰信号阶跃响应特性是在控制输入电压信号为某一 调定值时，被控输出量相当于一定幅值的负载干扰信号阶跃变 化时的瞬态响应特性 相对于负载干扰阶跃信号而言，电压阶跃信号是个较为理 想的阶跃信号，而理想化的负载干扰阶跃信号很难实现。 一. 阶跃响应特性介绍 四. 阶跃响应测试大纲 （1）延时时间 （2）上升时间 （3）峰值时间 （4）瞬态恢复时间 （5）最大超调量 二. 输入信号阶跃响应特性的技术指标 四. 阶跃响应测试大纲 X时间 Y压力（百分比表示） 1稳态压力 2初始点 3响应时间 4调整时间 溢流阀的阶跃响应特性改变P口压力 四. 阶跃响应测试大纲 t1 延迟时间 t2 调整时间 t3 卸荷时间 瞬时压力超调量 输入电信号阶跃响应特性曲线图 五. 关键技术研究 液压测试试验平台仿真模型 五. 关键技术研究 信号源:UD1 020s为0.78; UD2 020s为71 ; UD3 05s为0, 510s为40, 1015s为0, 1520s为40； UD4 020s为315 参数的设置是利用AMESim软件建模的重要环节，根据物理 试验数据在参数模式（parameter mode）下进行参数设置，仿 真时间为20s，运行类型为单独运行。 主要参数设置 AMESim仿真环境可以进行完成系统仿真模型图的建立、模 型的选择、参数的设定、仿真和动态性能的分析等，可以使用 已有模型和建立新的子模型元件，来构建优化设计所需的实际 原型，可修改模型和仿真参数进行稳态及动态仿真、绘制曲线 并分析仿真结果，截面比较友好、操作方便。 五. 关键技术研究 仿真结果1 ：溢流阀1口流量曲线 五. 关键技术研究 仿真结果2：溢流阀P口压力曲线 五. 关键技术研究 影响阶跃响应的因素 管道动特性的影响 插装阀开关快慢的影响 电磁换向阀的影响 五. 关键技术研究 影响阶跃响应的因素 管道动特性的影响 插装阀开关快慢的影响 电磁换向阀的影响 插装阀阀芯直径 17mm 插装阀阀芯直径 27mm 五. 关键技术研究 影响阶跃响应的因素 管道动特性的影响 插装阀开关快慢的影响 电磁换向阀的影响 A、T口通流量 都为1L/min A口为10L/min T口为1L/min 六. 总结 本课题包括两大部分：溢流阀测试系统设计与利用辅助软件 对该溢流阀的关键技术进行仿真并分析。试系统设计部分主要对 动力源部分和测试回路部分进行了分析，流阀的关键技术分析部 分利用了工程系统仿真建模环境AMESim中液压仿真建模部分， 对溢流阀测试系统进行简单建模，通过改变元件参数可对比不同 参数对溢流阀阶跃特性的影响。 影响被试溢流阀阶跃响应特性的主要因素有：（1）