3-pSS并联机构液压伺服系统的设计与研究

摘要

自动对接连接器作为运载火箭推进剂加注的重要装置，其执行元件3-PSS并联机构是发射任务的主要环节。在对接和主动随动过程中，箭体由于受到风载的干扰会出现一定幅度的摆动，给连接器面板与箭体的对接、随动造成困难。为了保证连接器与火箭箭体快速、准确的对接以及加注过程中的精确随动，设计一套能在恶劣条件、复杂工况下持续稳定工作的液压伺服系统作为3-PSS并联机构的动力输出就非常必要。
　　分析运载火箭自动对接连接器系统总体方案，确定其工况条件以及各种性能指标，得到液压伺服系统的主要设计技术参数。初步设计出该液压伺服系统并进行压力损失和油液温升的性能验算，校核系统设计的合理性。
　　针对液压伺服系统的特殊工况，设计一套合理的伺服液压缸，并在防尘、动摩擦密封等方面进行特殊研究，对伺服缸缸体、活塞杆结构的刚强度进行校核计算。其次，由于对接连接器安装在火箭发射塔架上，需要对液压系统的液压泵站在安装布局、隔振降噪以及防尘去污等方面进行重点考虑。
　　对长液压管路中存在的管道效应进行数学建模，并在AMESim平台里搭建液压伺服系统仿真模型，通过仿真分析，得到液压系统相关的压力、流量曲线，验证了液压伺服系统设计的合理性、稳定性。最后针对液压系统工作效率较低的缺点，在液压系统中引入负载敏感技术，对原液压系统进行结构改进，分析负载敏感系统的工作特性以及经过结构改进后液压系统的功耗情况。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 论文研究背景和意义

1．2 连接器国内外发展概述

1．3 液压传动及控制技术发展历程和未来趋势

1．4 本文研究的主要内容

2 连接器液压伺服系统方案设计

2．1 自动对接连接器总体方案及工况分析

2．1．1 自动对接连接器总体方案

2．1．2 自动对接连接器液压系统工况分析

2．2 液压系统方案及原理设计

2．2．1 液压系统主要技术参数计算

2．2．2 拟定液压系统原理图

2．2．3 液压元件的选型

2．3 液压系统性能验算

2．3．1 液压系统压力损失计算

2．3．2 液压系统油液温升验算

2．4 本章小结

3 伺服液压缸及液压泵站的设计研究

3．1 伺服液压缸的设计研究

3．1．1 伺服液压缸结构、尺寸设计

3．1．2 伺服液压缸密封设计

3．1．3 伺服缸液压结构方案图

3．2 液压泵站的设计和布局分析

3．2．1 液压泵站的组成及类型

3．2．2 油箱的尺寸、结构设计

3．2．3 液压泵站的安装布局

3．3 本章小结

4 自动对接连接器液压系统建模仿真分析

4．1 液压系统AMESim建模理论分析

4．1．1 AMESim建模理论

4．1．2 液压长管路中管道效应分析

4．2 液压伺服系统建模及参数设置

4．2．1 液压特性元素模型

4．2．2 伺服液压缸模型

4．2．3 液压伺服系统整体模型

4．2．4 液压元件参数设置

4．3 液压系统仿真结果分析

4．3．1 液压系统动静态特性仿真分析

4．3．2 长液压管路仿真分析

4．3．3 蓄能器仿真分析

4．4 本章小结

5 基于负载敏感的液压系统结构改进

5．1 泵控式负载敏感系统分析

5．1．1 泵控式负载敏感系统的工作原理

5．1．2 负载敏感泵建模理论

5．1．3 结构改进液压系统原理图

5．2 系统结构改进后的仿真分析

5．2．1 带负载敏感结构的液压系统建模

5．2．2 参数设置及仿真结果分析

5．3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和出版著作情况