铝锭铸造机多执行元件液压系统设计及节能研究

【摘要】：本课题以22t/h铝锭铸造机生产线为研究对象，针对该液压系统执行元件多、工况复杂、负载随机变化大等问题，在满足液压系统功能的前提下，降低液压系统的运行、装机功率，最终使整条生产线用电量降低，提出了可行的节能设计方案。 本论文首先论述了国内外对于多执行元件液压系统节能技术的发展状况，明确了多执行元件液压系统节能设计的目的和意义，详细叙述了课题来源及研究内容以及22t/h铝锭铸造机生产线液压系统的能量损失形式，针对该液压系统不同原因引起的能量损失，分析比较了国内外多执行元件液压系统节能技术以及本液压系统自身特点，确定了以下几种节能设计方案：多泵数字控制回路节能设计方案、液压子系统+蓄能器节能设计方案、恒压泵控节能设计方案、负载敏感技术节能设计方案。 其次，根据22t/h铝锭铸造机生产线的功能，合理调整该液压系统执行元件动作时序表，结合节能设计方案，对该液压系统进行重新设计。分别实现了以数字泵控制回路液压系统、液压子系统+蓄能器液压系统、恒压泵控液压系统、负载敏感技术液压系统，并对这些节能设计方案的效果进行分析比较，得出液压子系统+蓄能器节能设计方案最佳。为了对最佳节能设计方案进行更深一步的研究，分别建立定量泵、阀控液压缸、蓄能器的数学模型并对其各自的动态特性进行了分析。 应用AMESim软件对液压子系统+蓄能器液压系统进行仿真分析，并研究蓄能器油液充放响应。仿真结果表明：应用蓄能器液压系统不但可以降低液压系统的运行功率、装机功率，而且使液压系统运行更平稳。最后对全文进行了研究总结，并对后续工作提出展望。 【关键词】：液压系统节能 皮囊式蓄能器 AMESim仿真
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TG233
【目录】：

• 目录5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10
• 1.2 国内外发展综述10-15
• 1.3 本课题来源、主要研究内容15-16
• 1.3.1 课题来源15
• 1.3.2 主要研究内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第2章 22t/h铝锭铸造机生产线液压系统能耗分析及节能方案概述17-26
• 2.1 22t/h 铝锭铸造机生产线概述17
• 2.1.1 22t/h 铝锭铸造机生产线功能17
• 2.1.2 22t/h 铝锭铸造机生产线工艺流程及液压系统概述17
• 2.2 22t/h 铝锭铸造机生产线液压系统能量损失分析17-21
• 2.2.1 液压系统机械损失19
• 2.2.2 液压系统流量损失19-20
• 2.2.3 液压系统压力损失20
• 2.2.4 液压系统卸荷时的能量损失20-21
• 2.2.5 液压泵与负载的匹配不当引起能量损失21
• 2.3 节能设计方案21-24
• 2.3.1 针对流量损失的节能设计方案21-22
• 2.3.2 针对压力损失的节能设计方案22-23
• 2.3.3 针对流量和压力损失的节能设计方案23-24
• 2.4 几种节能方案的比较24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 22t/h铝锭铸造机生产线液压系统节能方案的比较分析26-47
• 3.1 22t/h 铝锭铸造机生产线液压系统主要参数的确定26-29
• 3.1.1 执行元件主要尺寸26-29
• 3.2 22t/h 铝锭铸造机生产线液压系统的节能设计方案29-43
• 3.2.1 多泵数字控制回路节能设计29-32
• 3.2.2 应用液压子系统+蓄能器液压系统节能设计32-41
• 3.2.3 恒压泵控系统节能设计41
• 3.2.4 负载敏感泵控制液压系统节能设计41-43
• 3.3 液压系统节能设计方案经济分析43-46
• 3.3.1 液压系统节能设计方案经济可行性分析43-45
• 3.3.2 液压系统节能设计方案中卸荷能耗经济分析45-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 22t/h 铝锭铸造机生产线主要液压元件数学建模及动态特性分析47-59
• 4.1 液压系统建模方法与研究47-49
• 4.1.1 数学模型、数学建模及其过程47-48
• 4.1.2 液压系统建模方法48-49
• 4.2 液压系统动力元件数学模型及动态特性分析49-51
• 4.2.1 定量泵数学模型49-51
• 4.3 液压系统阀控执行元件数学模型51-56
• 4.3.1 四通阀控非对称液压缸数学模型51-56
• 4.4 蓄能器动态特性分析56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 基于 AMESim 蓄能器液压系统仿真59-75
• 5.1 AMESim 软件介绍59-61
• 5.2 AMESim 建模流程61-70
• 5.2.1 草图模式(Sketch)61-63
• 5.2.2 子模型模式(Submodels)63-64
• 5.2.3 参数化模式(Parameters)64-68
• 5.2.4 仿真模式(Simulation)68-70
• 5.3 蓄能器液压系统 AMESim 模型建立70-73
• 5.3.1 AMESim 模型的建立70-71
• 5.3.2 蓄能器液压系统的验证71-73
• 5.3.3 蓄能器容积选择的论证73
• 5.4 本章小结73-75
• 总结与展望75-77
• 论文总结75
• 工作展望75-77
• 参考文献77-80
• 致谢80-81
• 附表 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录81

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