混凝土喷射机组电液控制系统及关键元件的研究

摘要

混凝土湿喷机广泛应用于我国市政、隧道、岩土等工程领域，但是目前我国自主研发的湿喷机基本都存在机械自动化程度低、效率低、配套性低等问题，难以满足高铁隧道等工程领域的发展需要，大部分先进的混凝土湿喷机组都引自国外。本课题主要负责大型混凝土喷射机组电液控制系统的研究，应用于实际工程需求。喷射机组喷射头摆动电液控制系统中，用一种双螺旋结构液压摆动马达来实现摆动功能，该马达具有体积小，结构紧凑，输出力矩大等优点，广泛应用于大型机械设备的摆动需求上。该马达在结构上和国内自主研发的摆动马达存在着很大的差异，针对这一类别的马达进行深入理论研究，为日后国内自主研发产业化提供一定参考价值。
　　第一章介绍混凝土湿喷机组现状，阐述课题研究背景和意义。
　　第二章设计喷射机组电液控制系统，并介绍电液控制系统各个部分内容。
　　第三章研究双螺旋液压摆动马达结构，分析工作原理，设计结构参数，螺旋角选定，模型设计及强度校核。
　　第四章研究摆动马达运动理论，从输出摆角、排量、流量与角速度关系及动力学等角度进行理论分析。
　　第五章总结本课题所做工作及存在不足之处，对混凝土电液控制系统以后的研究提出展望。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 混凝土湿喷机简介

1．2 国内外混凝土湿喷机现状

1．3 研究背景及意义

1．3．1 湿喷机研究意义

1．3．2 双螺旋马达现状及研究意义

第二章 混凝土机组电液控制系统设计

2．1 混凝土机组工作原理

2．2 闭式泵送系统

2．3 机械臂动作系统

2．3．1 喷嘴运动系统

2．3．2 喷嘴运动数学建模分析

2．3．3 基于SIMULINK仿真分析

2．4 底盘移动系统

2．4．1 行驶和驻车系统

2．4．2 基于AMESim仿真分析

2．4．3 转向系统和制动系统

2．5 电控系统

2．6 现场实物

第三章 双螺旋马达结构研究

3．1 国内外摆动马达现状

3．1．1 双螺旋马达特点

3．2 工作原理

3．3 结构分析

3．3．1 结构原理

3．3．2 结构特征

3．3．3 结构参数设计标准

3．4 螺旋角选定

3．4．1 双螺旋角关系

3．4．2 螺旋角与液压固有频率关系

3．4．3 螺旋角与阻尼比关系

3．4．4 螺旋角与传动效率关系

3．4．5 螺旋角与轴向力关系

3．4．6 自锁分析

3．5 模型设计

3．6 主要零部件强度校核

3．6．1 输出齿轴强度校核

3．6．2 活塞齿轴强度校核

3．6．3 基于ANSYS Workbench齿轴应力分部研究

第四章 双螺旋马达运动分析

4．1 输出摆角分析

4．1．1 推导公式验证

4．2 排量分析

4．2．1 推导公式验证

4．3 角速度与流量关系分析

4．4 动力学理论推导

第五章 总结和展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献