工程機械用液壓馬達介紹(一)
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工程機械用液壓馬達,低速大扭矩液壓馬達,現在的很多工程機械都在用液壓式的,所以用到液壓馬達的情況也很多,而液壓馬達的選擇性也有很多。

液壓馬達的詳細介紹

低速大扭矩液壓馬達而言,配流機構是決定其性能的關鍵部件之一,目前均采用徑向軸配流機構或端面配流機構。這兩種傳統的配流機構,不僅機械結構復雜和加工成本高,而且效率低。此外,傳統的配流機構功能單一,僅能實現配流功能。在需要調速的場合,另要增加額外的調速元件,比如電液伺服閥或者電液比例閥,因而增大了系統的復雜度和成本。

 

鑒于此種情況寧波泰勒姆斯液壓提出了一種采用高速電磁開關閥組來實現數字式配流與調速的液壓馬達方案,以裝有高速電磁開關閥組的閥塊來取代軸配流機構或者端面配流機構,借助于計算機控制技術,這種配流與調速方式在克服傳統機械式軸配流機構和端面配流機構結構復雜、加工難度大、存在機械磨損和效率低等缺點的同時,不僅能完成配流功能,還可以實現低速大扭矩液壓馬達的雙向速度調節功能。為了區別起見,本公司將這種帶有數字式配流與調速機構的液壓馬達稱為新型液壓馬達。 圍繞所提出的新型液壓馬達,我們在剖析傳統液壓馬達端面配流機構的基礎上分析了數字式配流與調速的機理;在分析液壓馬達本體柱塞運動學以及單個柱塞扭矩之后,建立了新型液壓馬達的靜態與動態數學模型,并且開展了配流特性、靜態與動態調速特性、低速特性的仿真與分析;此外,開發了新型液壓馬達樣機及其計算機測控系統,重點進行了配流特性、調速特性和低速特性等實驗研究。

所完成的具體研究工作有

1)研究了新型液壓馬達數字式配流與調速機理 對國產YLM型曲軸連桿徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達的端面配流機構進行分解,剖析柱塞腔油孔與配流盤油槽之間的尺寸約束,從而得出了端面配流機構的配流規律。在此基礎上,對比分析了兩種新型液壓馬達的實施方案,指出了各自的優缺點以及目前采用的方案,并以該方案為例建立了液壓馬達逆時針方向旋轉和順時針方向旋轉的配流狀態表以及液壓馬達本體各個柱塞腔的工作區間表。基于PWM (Pulse Width Modulation)的概念,提出了數字式調速的實現方式,為新型液壓馬達模型的研究以及樣機的開發打下基礎。

 

2)建立了型液壓馬達的靜態與動態數學模型 采用RBF(Radical Basis Function)人工神經網絡對所使用的高速電磁開關閥進行了模型辨識,建立了以PWM控制信號頻率、占空比為輸入,高速電磁開關閥流量為輸出的模型。結合液壓馬達本體柱塞腔的運動學與排量分析,得出了新型液壓馬達的靜態數學模型。在液壓馬達各個柱塞腔受力分析的基礎上,分角度區間研究了高壓油從通過高速電磁開關閥到最終形成合扭矩推動液壓馬達曲軸旋轉的動態過程,并使用Laplace極限定理法對模型中與液壓馬達相關的參數進行了辨識,最終建立了新型液壓馬達的動態數學模型,為新型液壓馬達特性的仿真與分析提供理論依據。

 

3)進行了新型液壓馬達配流特性及其影響因素的仿真分析 基于所建立的新型液壓馬達動態數學模型,以逆時針方向旋轉為例,詳細分析了新型液壓馬達配流特性的影響因素,主要包括柱塞腔初始控制體積,絕對值角度編碼器以及高速電磁開關閥三個方面。柱塞腔初始控制體積主要影響配流過程中各個切換區間內轉速波動的范圍;絕對值角度編碼器的分辨率對配流過程中角度切換點有著明顯的影響;絕對值角度編碼器初始安裝角度的偏差主要影響了配流過程中的總驅動扭矩,從而帶來新型液壓馬達帶載能力的變化;在高速電磁開關閥方面,研究了不同開啟與關閉延遲時間以及流量特性差異對配流特性的影響。最后對比了逆時針和順時針配流過程,并分析了配流狀態切換過程。配流特性的仿真分析結論為新型液壓馬達的樣機設計提供了依據。

 


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