自装卸集装箱拖车起重装置设计研究

摘要

近年来，随着我国经济的飞速发展，以经济为基础的物流行业如雨后春笋般蓬勃发展。集装箱侧面自装卸运输车（侧面吊）作为我国公路及港口运输的重要工具，在集装箱装卸作业过程中会出现前后吊臂运动不同步现象，即集装箱装卸过程中的侧偏现象。本文以此为开题依据，由集装箱装卸车的类别及各类车型的适用范围和国内外发展现状，探讨目前侧面吊主要面临的技术瓶颈，在其发展历程中说明液压同步系统研究状况，寻求解决不同步问题的最佳方案。
　　在结构部分，本文首先对侧面吊基本结构组成进行简要介绍，分析了三种典型作业工况和侧面吊铰接点的布置形式，随后对上臂和下臂油缸组进行简化并进行受力分析；在液压系统部分，首先明确液压系统的总体性能要求，然后分别从动力元件、执行元件和控制元件三个功能模块分析液压系统的工作原理，通过对系统基本结构及液压元件工作原理的分析，发现引起作业偏载的主要原因是由串联在回路中的平衡阀造成的，随后对液压元件进行选型、校核和匹配计算。
　　在系统仿真部分，应用 AMESim仿真软件搭建液压系统模型，进行参数设置并运行仿真，由仿真结果分析偏载质量和液压执行机构的位移之间的规律，执行机构不同步现象随着偏载质量的增大而增大，在偏载质量较小时，前后吊机液压缸活塞杆的位移差值基本满足作业要求，因此在偏载不严重的情况下，液压系统的设计满足要求。为改进设计本文引入 PID控制理论，在液压缸上臂安装位移传感器，在回路中安装PID控制器，对比分析不同偏载质量情况下，引入PID控制和无PID控制液压执行机构的运动同步现象。仿真结果显示，引入 PID控制可有效控制不同步现象，改进后的方案能够满足设计要求。
　　最后，由改进后的液压回路对机械操纵手柄进行改进，明确液压系统不同工况下各电磁铁和继电器动作顺序，设计了液压回路的电路控制系统，利用无线遥控开发板设计了侧面吊无线信号控制系统。通过机—电—液系统参数的合理匹配，设计出了具有稳定性强、同步性好、自动化程度较高的侧面吊液压系统，解决了工程中的前后吊机的不同步问题，为实际应用提供了理论依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 集装箱装卸车发展概况

1.3 课题研究主要内容

1.4 本章小结

第2章 侧面吊结构及液压系统分析

2.1 侧面吊结构分析

2.2侧面吊液压系统分析

2.3液压元件的选型计算

2.4 本章小结

第3章 侧面吊液压同步系统AMESim仿真

3.1 PID控制理论简介

3.2 仿真软件AMESim简介

3.3 上臂缸组液压同步系统仿真

3.4 上、下臂缸组液压同步系统仿真

3.5 本章小结

第4章电液同步系统机械手设计

4.1 电液控制系统设计

4.2 侧面吊机械手

4.3 本章小结

第5章 总结与展望

5.1全文总结

5.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢