无蓄能器型液压冲击机构流量匹配关系研究硕士论文.doc

中图分类号：TH137.7 学校代码：10856 学 号：M060109118 上海工程技术大学硕士学位论文 无蓄能器型液压冲击机构 流量匹配关系研究 作者姓名：高军浩 指导教师：杨国平 业：车辆工程 学 院：汽车工程学院 申请学位：工学硕士 完成时间：2011 年 12 月 评 阅 人 ： 张建武教授 柴晓冬教授 答辩委员会 主席：张建武教授 成员：王岩松教授 柴晓冬教授 吴训成教授 徐兆坤教授  University Code：10856 Student ID:M060109118 STUDY ON FLOW MATCHING OF HYDRAULIC IMPACT MECHANISM WITHOUT ACCUMULATOR Candidate: Junhao Gao Supervisor: Guoping Yang Major: Vehicle Engineering Automotive Engineering College Shanghai University of Engineering Science Shanghai, P.R. China December, 2011  上海工程技术大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已 经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日  上海工程技术大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人 授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 必威体育官网网址□，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不必威体育官网网址□。 （请在以上方框内打“√”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日  无蓄能器型液压冲击机构流量匹配关系研究 要 液压冲击机械是一种靠液压驱动使活塞获得动能，通过撞击将岩石破碎的工程机 械。随着国家基础设施建设规模的扩大，液压破碎锤、凿岩机等冲击机械的应用越来 越广泛。而液压冲击机构是这些高速大功率冲击机械的共同且核心的部分。面对世界 范围的石油紧缺，工程机械必将朝着节能环保的方向发展。目前，液压冲击机械多数 装配在挖掘机上，由本来给铲斗油缸供油的泵给冲击机构供油。这种方式并未考虑到 冲击机构活塞速度变化十分剧烈的工作特点，因此不是最节能高效的匹配方式。对于 带蓄能器的液压冲击机构，蓄能器在冲击机构工作过程中起到适时吸收或释放油液的 作用。相关文献表明，即使不配置蓄能器，冲击机构的冲击能与带蓄能器时相比只有 微小降低。再加上蓄能器价格昂贵、寿命低等因素，取消蓄能器成为冲击机械的发展 趋势。因此，本文以无蓄能器型液压冲击机构为研究对象，以输出的冲击能最大为主 要目标，探讨液压泵与冲击机构的最佳匹配方式。 本文将无蓄能器型液压冲击机构的工作过程分为 5 个阶段，在深入分析工作原理 的基础上，建立了冲击机构活塞、氮气室、换向阀芯等元件的动力学方程及液压油路 的油液平衡方程。在 Matlab 中对简化的模型进行了求解，得出了活塞速度变化趋势 及所需流量变化趋势。 在冲击机构非线性数学模型的基础上，应用 AMESim 软件结合功率键合图思想 建立了冲击机构的活塞-缸体、氮气室、换向阀、变量泵的仿真模型，按照实际物理 结构组合成完整模型。将实测图纸得到的参数代入仿真模型进行仿真，得到了不同流 量大小和恒流、恒压、恒功率三种供油方式下的冲击性能曲线。通过仿真曲线的对比 分析，得出了“恒压泵为冲击机构的最佳供油方式，供油量越大冲击能越大”的结论。 为获得反映冲击机构性能的冲击能、冲击频率等数据，本文设计了基于虚拟仪器 的测试系统。测试系统软件由 LabVIEW 语言编写，硬件由传感器、NI 公司的数据采 集卡等组成。应用设计的测试系统对冲击机构进行了不同流量大小下的性能测试，获 取了液压系统压力、流量、活塞速度、冲击能、冲击频率等数据的变化曲线，证明了 I  仿真得出的结论。 本文的研究成果对现有冲击机构的选型、节能高效冲击机构的开发有一定的指导 意义。 关键词：冲击机构，流量匹配，AMESim，LabVIEW，性能测试 II  STUDY ON FLOW MATCHING OF HYDRAULIC IMPACT MECHANISM