虛擬樣機(jī)技術(shù)液壓沖擊器改進(jìn)設(shè)計

本文首先對機(jī)電控制系統(tǒng)及液壓沖擊器的結(jié)構(gòu)和特點進(jìn)行了介紹，然后對傳統(tǒng)液壓沖擊器調(diào)節(jié)方法和工作特點進(jìn)行了闡述，最后對機(jī)電控制系統(tǒng)在液壓沖擊器中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討，旨在表明機(jī)電控制系統(tǒng)在液壓沖擊中的應(yīng)用對提高液壓沖擊器工作效率、運行安全可靠性的重要作用。

針對液壓沖擊器密封泄漏問題,利用數(shù)值計算方法對活塞與中缸體的各種迷宮密封形式進(jìn)行仿真研究,確定其流場和速度場分布,計算出各種迷宮形式的泄漏量,從而找出最優(yōu)的迷宮設(shè)計方法以指導(dǎo)設(shè)計改進(jìn)。

在分析液壓沖擊器工作原理的基礎(chǔ)上,利用多學(xué)科領(lǐng)域復(fù)雜系統(tǒng)仿真平臺amesim搭建了氣液聯(lián)合式液壓沖擊器的仿真模型.通過設(shè)定不同仿真參數(shù),得到不同工況下活塞的位移、速度、加速度及前后腔壓力變化曲線.仿真結(jié)果可為液壓沖擊器元件的選型和參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù).

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，在一些領(lǐng)域內(nèi)，液壓沖擊器廣泛使用了機(jī)電控制系統(tǒng)。該篇文章就機(jī)電控制系統(tǒng)在液壓沖擊器中的應(yīng)用實施了研究和探索，主要剖析了其安全性與高效性。

提出一種新型無閥控自配流液壓沖擊器,分析了它的結(jié)構(gòu)原理及特點。分別建立了沖擊器回程和沖程時的數(shù)學(xué)模型;運用amesim建立仿真模型并進(jìn)行動態(tài)仿真,根據(jù)仿真曲線詳細(xì)分析了系統(tǒng)供液流量及氮氣腔初始充氣壓力對沖擊器工作性能的影響。結(jié)果表明:在氮氣腔初始充氣壓力一定時,供液流量必須達(dá)到一定值才能啟動沖擊器,在一定范圍內(nèi),會出現(xiàn)使沖擊性能最佳的流量值;當(dāng)供液流量一定時,氮氣腔初始充氣壓力較低時,沖擊能和沖擊效率較低;充氣壓力過高時,沖擊器無法開啟。該沖擊系統(tǒng)在供液流量為75l/min、氮氣腔初始充氣壓力為2.0mpa時,沖擊性能最佳。

混凝土濕噴機(jī)在油泵換向時,由于外載荷的突然變化,泵送油缸的油壓從高壓轉(zhuǎn)化為低壓,同時油液的流向也發(fā)生急劇改變,將會產(chǎn)生較大液壓沖擊,瞬間壓力超調(diào)達(dá)到40%以上.針對濕噴機(jī)泵送系統(tǒng)換向時存在較大液壓沖擊的問題,提出一種通過改變閉式泵換向時間,實現(xiàn)減小泵送換向過程液壓沖擊的方法.在綜合考慮液壓油的可壓縮性和油管的動態(tài)特性的基礎(chǔ)上,建立了泵送系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和amesim仿真模型,在不同液壓泵換向時間的條件下進(jìn)行仿真,得出泵送油缸壓力隨時間的變化曲線.仿真結(jié)果表明,增大閉式泵的換向時間,可以顯著地減小泵送過程的液壓沖擊,壓力超調(diào)量也明顯減小,從而驗證了此方法的可行性.

通過對液壓鑿巖機(jī)沖擊器活塞用35crmov鋼熱處理工藝的改進(jìn),使活塞的表面具有很高的硬度,并形成連續(xù)表面硬化層,同時活塞整體具有很高的強(qiáng)韌性和抗沖擊疲勞性,受沖擊工作端具有高硬度與高強(qiáng)韌性,使沖擊活塞在高頻率強(qiáng)烈沖擊過程中不出現(xiàn)塌陷和崩裂。

應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù),對煤礦副井操車系統(tǒng)中的托罐閘機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造設(shè)計,使其操作方式由手動改為液動,以滿足《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的閉鎖關(guān)系,并克服其耗時耗力、安全可靠性差的缺點。設(shè)計過程以pro/e為三維虛擬環(huán)境,進(jìn)行機(jī)構(gòu)運動原理分析、零件三維實體造型、虛擬裝配以及運動仿真,最終為托罐閘的技術(shù)改型提供了合理的設(shè)計參數(shù)。

液壓沖擊錘施工應(yīng)用與推廣

提出一種錨桿鉆機(jī)用新型無閥自配流液壓沖擊器,分析其結(jié)構(gòu)原理及特點。分別建立了沖擊器各行程的數(shù)學(xué)模型,運用amesim建模與仿真,根據(jù)仿真曲線分別分析了沖擊活塞速度和活塞位移的變化情況。利用amesim批運行功能分別分析了活塞質(zhì)量、溢流閥調(diào)定壓力及前后腔活塞直徑比等對沖擊器性能的影響,為沖擊器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計和沖擊特性研究提供了理論基礎(chǔ)。

突破計量泵傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,利用調(diào)節(jié)套封堵活塞中心孔的補(bǔ)油方式,采用四連桿機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)方式和安全閥內(nèi)置的設(shè)計方案,有效地控制了進(jìn)入泵頭的液壓油的體積變化量,從而提高排出流量的精確度,減少了泄漏點。本文利用pro/e強(qiáng)大的三維造型功能,建立隔膜計量泵的各個零部件并根據(jù)設(shè)計方案進(jìn)行精確裝配,然后導(dǎo)入adams分析軟件形成計量泵虛擬樣機(jī)模型。通過仿真檢查干涉有無,并按照仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行零件強(qiáng)度的校核。試驗結(jié)果證明,液壓隔膜計量泵的該種設(shè)計方案及其實現(xiàn)技術(shù),提高了工程圖紙的準(zhǔn)確性,降低了生產(chǎn)成本,為同類產(chǎn)品的開發(fā)研制提供了可行性依據(jù)。

對挖掘機(jī)虛擬樣機(jī)中使用的數(shù)字液壓伺服缸進(jìn)行仿真分析。介紹數(shù)字液壓系統(tǒng)的工作原理,給出數(shù)字液壓伺服缸的原理圖和組成結(jié)構(gòu)。建立數(shù)字液壓伺服缸的靜態(tài)模型方程和其靜態(tài)剛度的求解方程。在此基礎(chǔ)上,對建立的虛擬模型進(jìn)行仿真分析,得出螺旋槽截面尺寸對靜態(tài)剛度的影響曲線圖。

本文對混凝土輸送泵常用的閉式液壓系統(tǒng)泵送回路進(jìn)行了簡化,并對此簡化了的泵送回路進(jìn)行了建模和仿真,分析了影響液壓系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的液壓沖擊現(xiàn)象的因素,并探討了減小其沖擊峰值降低其對整個液壓系統(tǒng)造成損害的途徑和方法。

針對300mn模鍛水壓機(jī)加壓-提升過程中提升管道液壓沖擊較大的問題,建立水壓機(jī)水路系統(tǒng)的amesim仿真模型,設(shè)定加壓-提升過程主分配器軸角度由170°～5°的變化時間t為1、0.5、0.3、0.1s,仿真分析提升管道中液壓沖擊值為27.8、89.6、100.5、146.8bar,并得出加壓-提升過程主分配器軸角度由170°～5°的變化時間、提升管道壓力、以及工作缸壓力之間的關(guān)系。分析結(jié)果表明:加壓-提升過程主分配器軸角度由170°～5°的變化時間縮短將使工作缸卸壓不充分,引起提升管道較大的液壓沖擊。

本文針對目前客戶集中反映液壓錨桿機(jī)在使用過程中支腿油缸下降速度慢,論述了出現(xiàn)此種問題可能的原因,并確定主要原因為調(diào)壓凸輪的行程短,同時更改了凸輪結(jié)構(gòu),增大行程,以達(dá)到客戶需要。

改進(jìn)了遺傳算法的適應(yīng)度、交叉算子及變異算子,即依據(jù)統(tǒng)計規(guī)律求概率適應(yīng)度;對交叉算子的改進(jìn),將在隨機(jī)配對交叉基礎(chǔ)上引入人工干預(yù)思想;在處理變異算子時引入了人工誘變的思想.采用這種改進(jìn)的遺傳算法優(yōu)化液壓錨桿鉆機(jī)沖擊結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù).通過優(yōu)化設(shè)計計算結(jié)果表明,該改進(jìn)方法在鉆機(jī)其他結(jié)構(gòu)理想設(shè)計的情況下能使鉆機(jī)的工作效率從70.8%提高到75.6%,同時這種改進(jìn)遺傳算法也為鉆機(jī)的其他結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了一種很好的優(yōu)化方法.

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中涌現(xiàn)出越來越多的先進(jìn)技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計技術(shù)，機(jī)械設(shè)計中的虛擬樣機(jī)技術(shù)有著十分突出的優(yōu)勢。其實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計的智能化，利用仿真分析，通過圖形來對系統(tǒng)特性與缺陷進(jìn)行反映，并據(jù)此對設(shè)計進(jìn)行修改，最終實現(xiàn)設(shè)計方案的優(yōu)化。本文對虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行簡單介紹，并分析起特點，最后舉出實例以闡述其應(yīng)用，以供參考。

為解決液壓挖掘機(jī)反鏟裝置作業(yè)時,工作范圍尺寸與挖掘力出現(xiàn)的問題,首先,運用pro/e軟件,建立液壓挖掘機(jī)的三維實體模型,并導(dǎo)入虛擬樣機(jī)分析軟件adams,合理地添加約束與驅(qū)動;然后,在adams中進(jìn)行運動學(xué)仿真,獲得液壓挖掘機(jī)的主要工作范圍尺寸,并經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗,驗證了系統(tǒng)設(shè)計的合理性;最后,在特定工況下,對反鏟裝置各鉸點的受力情況進(jìn)行動力學(xué)仿真,獲得其變化規(guī)律,較精確地得到反鏟裝置各鉸點所受的最大載荷,并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施,為進(jìn)一步進(jìn)行有限元分析與優(yōu)化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。

挖掘機(jī)在采石工況下,部分斗桿使用過程中發(fā)生開裂,為分析開裂原因并進(jìn)行設(shè)計改進(jìn),本文采用野外實測載荷譜,基于虛擬樣機(jī)技術(shù)建立挖掘機(jī)的剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型,模擬挖掘機(jī)在野外作業(yè)時的強(qiáng)度及耐久壽命。提取關(guān)鍵部位的應(yīng)力時間歷程曲線,并結(jié)合疲勞分析結(jié)果,提出了改進(jìn)方案并驗證了改進(jìn)設(shè)計的有效性。

簡要介紹了虛擬樣機(jī)技術(shù)的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)。將虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)階段,并闡述了利用pro-e三維建模功能對機(jī)械零部件進(jìn)行實體建模和樣機(jī)虛擬裝配的過程;利用ansys和adams軟件對建立的虛擬樣機(jī)中的關(guān)鍵零件和機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)仿真分析。結(jié)合實例說明了虛擬樣機(jī)的建模和仿真過程。

隨著市場經(jīng)濟(jì)不斷的全球化發(fā)展，使得企業(yè)之間進(jìn)入到激烈的企業(yè)競爭環(huán)境中，為了更好的提升自身的競爭實力，企業(yè)不斷的將產(chǎn)品的設(shè)計技術(shù)進(jìn)行研發(fā)。虛擬樣機(jī)技術(shù)就是在這樣的背景中應(yīng)運而生。虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用可以有效的提高了產(chǎn)品設(shè)計的效率降低了成本投入，促進(jìn)了企業(yè)競爭力的提高。本文通過對虛擬樣機(jī)技術(shù)的了解，探究了其在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中的具體應(yīng)用。

企業(yè)為適應(yīng)市場需求，提高產(chǎn)品的競爭力，必須快速更新設(shè)計，提出創(chuàng)新性設(shè)計產(chǎn)品，而虛擬樣機(jī)技術(shù)是一種新型的產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計方法，它的出現(xiàn)給機(jī)械設(shè)計一個全新的改變。本文首先介紹了虛擬樣機(jī)技術(shù)的概念和優(yōu)點，然后介紹了虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中需要的相關(guān)軟件，最后談了虛擬樣機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計的應(yīng)用。