绞吸式挖泥船绞刀机构液压系统设计及仿真

摘要

绞吸式挖泥船工作环境恶劣、作业强度高，广泛应用于港口基建工程、水利疏浚等施工领域。绞刀机构作为绞吸式挖泥船的最主要工作机构，其传动与控制主要借助液压技术，因此液压系统性能的优劣直接影响到绞吸式挖泥船的工作性能。本课题源于参与企业研发的一艘绞吸式挖泥船，根据挖泥船绞刀机构对液压系统的性能要求和技术指标，开发设计适应于该绞吸式挖泥船绞刀机构的液压系统，并通过AMESim仿真软件对所设计的液压系统进行仿真分析，研究绞刀机构在常见工况条件下液压系统的动态特性和响应。
　　本论文主要研究内容包括:
　　(1)绞刀机构液压系统设计。分析了绞刀机构的基本组成、工作原理和它的功能性要求，结合其工作特点及对液压系统其它方面的性能要求，确定了液压系统传动方案，初步设计出绞吸式挖泥船绞刀机构液压系统原理图，并依据绞刀机构的主要技术指标对液压系统主要元件进行了选型计算。
　　(2)绞刀机构液压系统仿真分析。运用AMESim仿真软件分别对所设计的绞刀旋转液压系统和绞刀桥架升降液压系统进行建模，对于液压库中没有的元件子模型，则通过HCD库里的最小基本模块单元来搭建完成;将经数值计算选择的液压元件主要参数设置到仿真元件模型中，依据绞刀和绞刀桥架工作时的实际工况，拟定出绞刀机构液压系统的仿真工况;基于拟定的仿真工况，研究负载变化下绞刀旋转液压系统的运行分析，及绞刀桥架启制动时，升降液压系统的流量—压力特性分析。
　　(3)绞刀桥架液压系统的调整。在满足绞刀机构对液压系统的性能要求和技术指标的条件下，对初拟定的绞刀桥架液压系统进行重新调整，设计出对应的闭式液压系统;并在与开式系统相同工况条件下进行仿真分析，通过与开式液压系统的仿真结果进行对比分析，进一步明确了开、闭式液压系统在绞刀桥架工作过程中的性能差异。
　　本文的仿真分析预先验证了所设计液压系统的工作性能，为绞刀机构中绞刀旋转液压系统方案的拟定和绞刀桥架开、闭式液压系统的选用提供了有益的指导参考价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的目的和意义

1．2 国内外挖泥船液压系统及液压仿真技术的发展与现状

1．2．1 国内外挖泥船液压系统的发展与现状

1．2．2 液压仿真技术在国内外的发展与现状

1．3 本论文主要研究内容

第2章 绞刀机构液压系统方案选择

2．1 绞吸式挖泥船绞刀机构

2．1．1 绞刀机构基本组成和工作原理

2．1．2 绞刀机构工况分析

2．2 绞刀机构液压系统的组成及性能要求

2．2．1 绞刀机构液压系统组成

2．2．2 绞刀机构液压系统设计要求

2．3 绞刀机构液压系统方案设计

2．3．1 开闭式液压系统的拟定

2．3．2 系统调速方案的选择

2．4 本章小结

第3章 绞刀机构液压系统设计

3．1 拟定绞刀机构液压系统原理图

3．1．1 绞刀旋转液压回路设计

3．1．2 绞刀桥架升降液压回路设计

3．1．3 绞刀机构液压回路整合

3．2 主要元件的计算和选择

3．2．1 绞刀机构主要技术参数

3．2．2 液压马达的计算及选择

3．2．3 液压泵及发动机的选择计算

3．2．4 补油泵的计算和选择

3．3 本章小结

第4章 绞刀机构液压系统建模

4．1 绞刀机构液压系统建模

4．1．1 平衡阀HCD建模

4．1．2 绞刀旋转液压系统回路建模

4．1．3 绞刀桥架升降液压系统回路建模

4．2 模型参数设置

4．3 AMESim模型验证

4．4 本章小结

第5章 液压系统工作回路仿真特性分析

5．1 绞刀旋转液压系统回路工况仿真

5．1．1 回路负载缓变工况仿真

5．1．2 回路负载突变工况仿真

5．2 绞刀桥架升降液压系统回路工况仿真

5．2．1 仿真工况的拟定

5．2．2 仿真结果分析

5．3 绞刀桥架升降液压系统的调整

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献