液壓連續(xù)升降系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本論文來源于上海市教育委員會(huì)重點(diǎn)學(xué)科資助項(xiàng)目“液壓同步連續(xù)提升(下降)機(jī)器人技術(shù)研究” 。在大型構(gòu)件同步升降的工程中，變間歇式升降方式為連續(xù)式，可縮短作業(yè)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，保證大型構(gòu)件以較恒定的速度升降，改善在此過程中構(gòu)件的受力狀況，避免間歇式運(yùn)作時(shí)的停頓，消除大型構(gòu)件因頻繁啟停產(chǎn)生的附加慣性載荷和沖擊，使施工的安全可靠性進(jìn)一步得到保證。此課題的研究成果對于提高液壓整體提升技術(shù)的總體水平，增強(qiáng)我國在該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的競爭力，有著十分

2、重要的現(xiàn)實(shí)意義。 論文綜合了國內(nèi)外大型構(gòu)件整體液壓提升方面的文獻(xiàn)和工程實(shí)踐，以間歇式液壓提升器為基礎(chǔ)，首先從運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)角度對連續(xù)式液壓提升器實(shí)現(xiàn)連續(xù)升降的機(jī)理進(jìn)行了深入的研究。指出間歇式提升器在負(fù)載轉(zhuǎn)換時(shí)，由于結(jié)構(gòu)和控制的原因不可避免地存在著停頓和下降過程中的復(fù)雜動(dòng)作；連續(xù)式提升器有兩個(gè)主液壓缸，利用兩者的速度差，靠計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)不停頓的負(fù)載轉(zhuǎn)移，同時(shí)可減少下降過程中的操作環(huán)節(jié)，從而進(jìn)一步提高工作效率和安全可靠性。

3、 連續(xù)式液壓提升器由上、下穿心式主液壓缸和各自的錨具機(jī)構(gòu)組成。其中，頂錨機(jī)構(gòu)的脫錨方式和主液壓缸與錨具液壓缸活塞桿之間的安裝定位方法至關(guān)重要。將錨具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成錨片加套筒式改善了錨片的受力狀況，有利于錨片均勻脫離錨環(huán)；錨具液壓缸活塞桿利用定位銷和卡鍵與主液壓缸固定，克服了螺紋聯(lián)接定位不準(zhǔn)確、容易松動(dòng)的缺點(diǎn)。本文用有限元方法對兩個(gè)重要的承載零件錨環(huán)和頂板進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)，利用APDL開發(fā)的宏文件不但可以完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建模，還可以對主

4、要尺寸進(jìn)行調(diào)整。 負(fù)載轉(zhuǎn)換行程△L的大小對主液壓缸的工作性能——速度穩(wěn)定性和有效行程利用率有很大的影響。當(dāng)主液壓缸總行程一定時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)換的速度差與負(fù)載轉(zhuǎn)換行程之間相互約束。運(yùn)用多目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)化方法，以提升速度穩(wěn)定和提高有效行程長度為雙重目標(biāo)，在優(yōu)先保證前者重要性的前提下，協(xié)調(diào)兩者數(shù)量級關(guān)系，用加權(quán)組合法得出了實(shí)用的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳值。 有效的控制策略左右著連續(xù)提升方法的實(shí)現(xiàn)。電液比例調(diào)速系統(tǒng)能完成升降和負(fù)載轉(zhuǎn)換

5、的功能，運(yùn)用數(shù)字控制理論建立的比例控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，反映了新型提升器閥一缸一傳感系統(tǒng)在一定的控制算法下的動(dòng)態(tài)性能，通過仿真，得出了連續(xù)式液壓提升器實(shí)現(xiàn)同步和連續(xù)運(yùn)行的可能性。 最后，設(shè)計(jì)以MSP430單片微機(jī)為核心的硬件電路，通過組態(tài)王軟件與VB之間的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換建立上位機(jī)與單片機(jī)的通信聯(lián)系，利用泵站液壓系統(tǒng)和傳感裝置，采用PID歸一參數(shù)整定算法，編寫控制軟件，對連續(xù)式液壓提升器進(jìn)行臺架試驗(yàn)，得出了連續(xù)升降和雙缸同步的位移曲線