液压油体积弹性模量综合实验台设计与实验研究

摘要

弹性模量是液压油的一个重要物理参数，与液压油的物理性能、工作状态和系统参数等有关，表征液压油的刚性直接影响系统固有频率和阻尼比，随着液压系统对控制精度和动态响应要求的不断提高，液压油弹性模量对系统动态性能的影响逐渐显现而变得不可忽视，精确的测量获取油液的体积弹性模量值、揭示液压油体积弹性模量的变化规律、分析弹性模量对系统特性的影响规律已经成为进一步提高液压系统性能的基础。
　　 本论文分析了以往弹性模量检测装置的缺陷，在此基础上设计出一种油液体积弹性模量综合实验台，实验系统集成了抽真空除气装置、弹性模量检测装置和伺服阀控缸系统，论文对该综合实验台进行了原理方案设计，结构设计、测控系统设计，并对所设计的检测装置进行了误差分析，利用该实验台进行相关实验，研究油液温度、含气量、压力等因素对油液体积弹性模量值的影响，弹性模量对伺服系统动态特性的影响，通过实验验证了所设计的实验系统的有效性和正确性，本论文的主要研究内容如下：
　　 第一章先对液压油体积弹性模量的基本概念和理论进行了介绍，阐述了弹性模量的影响因素，随后介绍了常见的油液体积弹性模量测量方法，详细介绍了国内外关于油液体积弹性模量理论及其测量方法的研究现状，阐述了课题的研究背景，针对以往检测装置的不足提出了本课题的研究意义和主要的研究内容，第二章对油液体积弹性模量综合实验台进行了原理设计、液压系统设计．设计了闭式压力油箱系统，并对抽真空除气设备和伺服阀控缸系统进行了原理和方案设计，完成了元件选型，根据所提出的设计要求，对所设计的伺服阀控缸系统进行了性能分析，对系统特性不能满足要求之处进行了控制校正，第三章提出了弹性模量检测装置的设计要求，根据设计要求，对油液体积弹性模量检测装置进行了原理、液压系统和结构设计，并对检测装置的密封进行了设计，为了节省空间，将大多数元件集成在液压阀块上，对阀块的原理和结构进行了设计，最后分析了可能引起检测误差的原因，计算可能引起的误差大小，第四章根据实验台测控功能要求，统计数据采集控制点数，选择数据采集控制卡，以工业控制计算机为上位机，使用Labview软件开发油液体积弹性模量综合实验台的测控界面，完成了实验台测控系统的软硬件结构设计，第五章利用所设计的油液体积弹性模量综合实验台进行相关实验研究，对油液体积弹性模量值与油液压力，含气量、温度之间的关系进行实验研究，研究弹性模量变化对伺服阀控缸动态特性的影响，通过实验结果验证了所设计的综合实验台的有效性与设计的合理与成功性。对弹性模量检测装置进行重复性测量实验，实验结果表明了所设计的检测装置有着很高的重复性检测精度。
　　 第六章总结了本论文的主要研究内容与成果，对今后需要进一步研究的方向和工作进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 油液体积弹性模量基本理论

1.2 体积弹性模量测量方法

1.3 国内外研究历史与现状

1.4 课题研究的背景和意义

1.5 课题主要研究内容

1.6 本章小结

2 油液弹性模量综合实验台设计

2.1 综合实验台原理设计

2.2 动力源和抽真空除气系统设计

2.2.1 动力源和抽真空除气系统设计要求

2.2.2 动力源和抽真空除气系统原理设计

2.2.3 抽真空除气处理过程

2.2.4 油箱系统主体结构设计

2.2.5 抽真空除气参数的选取

2.2.6 动力源和抽真空系统元件选型

2.3 伺服阀控缸系统设计

2.3.1 伺服阀控缸系统设计要求

2.3.2 伺服阀控缸系统原理和结构设计

2.3.3 伺服系统阀块设计

2.3.4 伺服阀控缸系统主要元件选型

2.3.5 伺服阀控缸系统性能分析

2.4 综合实验系统整体结构设计

2.5 本章小结

3 体积弹性模量检测装置设计

3.1 检测装置设计要求

3.2 检测装置原理和结构设计

3.2.1 检测装置工作原理和结构

3.2.2 检测装置特点

3.2.3 检测装置工作过程

3.2.4 主体结构尺寸设计与校核

3.3 检测装置密封和阀块设计

3.3.1 检测装置密封设计

3.3.2 检测装置集成阀块设计

3.4 检测装置主要元件选型

3.5 弹性模量检测装置误差分析

3.5.1 测试腔体和活塞杆变形

3.5.2 传感器精度影响

3.5.3 密封圈体积变化和测试腔泄漏影响

3.6 本章小结

4 综合实验台测控系统设计

4.1 实验台测控系统硬件组成

4.2 实验台测控系统软件设计

4.2.1 参数设置界面设计

4.2.2 系统监控界面设计

4.2.3 弹性模量检测界面设计

4.3 本章小结

5 油液体积弹性模量综合实验台实验研究

5.1 实验内容和目的

5.2 油液弹性模量随压力、温度、含气量变化实验

5.2.1 油液弹性模量随压力变化实验

5.2.2 含气量变化对油液弹性模量影响实验

5.2.3 温度变化对油液体积弹性模量影响实验

5.3 弹性模量对阀控缸系统动态特性影响实验

5.4 系统重复性检测实验

5.5 本章小结

6 总结和展望

6.1 论文总结

6.2 工作展望

参考文献

作者简历及在学期间所取得的成果与荣誉