铜板自动包装生产线液压系统的节能设计与研究

【摘要】：本课题以铜板自动包装生产线为研究对象,针对其液压系统执行元件多、工况复杂、负载随机变化大及效率不高的问题,在保证系统功能的前提下,为降低系统的运行功率和装机功率提出可行的节能设计方案。 本文首先介绍了铜板自动包装生产线液压系统的功能和现状,论述了国内外液压节能技术的发展概况,明确了其节能改造的目的和意义。在这之后详细分析了铜板自动包装生产线液压系统的能量损失形式。针对由不同原因引起的能量损失,分析比较了国内外先进成熟的液压节能技术并结合本液压系统自身特点,确定了四种节能设计方案:应用蓄能器设计方案、应用恒压变量泵设计方案、液压子系统设计方案和应用负载敏感技术设计方案。 其次,本文根据铜板包装工艺流程结合各种设计方案原理,对铜板自动包装生产线液压系统进行了节能设计。实现了以蓄能器节能为基础的铜板自动包装生产线蓄能器液压系统,以恒压变量泵为基础的铜板自动包装生产线恒压泵控液压系统,以定量泵为基础的铜板包装生产线液压阀控子液压系统以及以负载敏感技术为基础的铜板包装生产线负载敏感液压控制系统。并对这些方案改造结果进行分析比对,得出铜板包装生产线负载敏感液压控制系统为最优节能方案。 最后,对最优方案进行仿真研究,建立了负载敏感泵、液压缸、液压马达等液压元件的数学模型并对其响应性进行了分析。之后应用AMESim软件对负载敏感控制的多执行元件系统进行仿真分析,仿真结果表明:采用负载敏感控制能够实现液压系统提供压力与流量与负载所需压力与流量的时时匹配,降低了铜板自动包装生产线液压系统的运行功率,达到了节能目的并为同类大功率多执行元件液压系统提供了节能依据。 【关键词】：节能 负载敏感 仿真
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TB486.3
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外发展综述11-13
• 1.3 本课题来源、主要研究内容13-15
• 1.3.1 课题来源13
• 1.3.2 主要研究内容13-15
• 第2章 铜板包装生产线液压系统概述及其能耗分析15-22
• 2.1 铜板包装生产线概述15-16
• 2.1.1 铜板包装生产线的功能15
• 2.1.2 铜板包装生产线的工艺流程及工位简介15-16
• 2.2 铜板包装生产线液压系统概述16
• 2.3 铜板包装生产线液压系统能量损失分析16-18
• 2.3.1 液压系统流量损失16-17
• 2.3.2 液压系统压力损失17
• 2.3.3 液压系统卸荷时的能量损失17-18
• 2.4 节能设计方案18-20
• 2.4.1 针对流量损失的节能设计方案18-19
• 2.4.2 针对压力损失的节能设计方案19
• 2.4.3 针对流量和压力损失的节能设计方案19-20
• 2.5 几种节能方案的比较20-21
• 2.6 本章小结21-22
• 第3章 铜板包装生产线液压系统的节能设计与研究22-35
• 3.1 铜板包装生产线应用蓄能器节能设计23-27
• 3.1.1 蓄能器回路分析计算23-27
• 3.2 铜板包装生产线液压阀控子液压系统节能设计27-29
• 3.3 铜板包装生产线液压系统恒压泵控系统节能设计29-32
• 3.4 铜板包装生产线液压系统负载敏感节能设计32-34
• 3.5 各种节能设计方案结果的比较34
• 3.6 本章小节34-35
• 第4章 液压元件数学建模及动态特性分析35-52
• 4.1 数学建模的基础概念35-37
• 4.1.1 数学模型、数学建模及其过程35-36
• 4.1.2 液压系统建模常用方法36-37
• 4.2 铜板包装生产线液压管道数学建模及动态特性37-38
• 4.3 铜板包装生产线液压缸数学建模及动态特性38-39
• 4.4 铜板包装生产线液压马达数学模型及动态特性39-41
• 4.5 负载敏感泵自动调节原理及数学建模及动态特性41-47
• 4.5.1 负载敏感泵自动调节原理41-42
• 4.5.2 负载敏感泵数学建模42-46
• 4.5.3 建立 AMESim 图形化模型46-47
• 4.6 高压优先梭阀网络47-50
• 4.6.1 高压优先梭阀网络原理47
• 4.6.2 负载压力补偿器47-48
• 4.6.3 高压优先梭阀网络的 AMESim 建模48-49
• 4.6.4 高压优先梭阀网络动态特性分析49-50
• 4.7 本章小节50-52
• 第5章 铜板包装生产线负载敏感泵控液压系统仿真52-66
• 5.1 液压系统仿真技术52-53
• 5.1.1 液压系统仿真技术的发展与现状52-53
• 5.1.2 液压仿真技术的应用53
• 5.2 AMESim 仿真软件53-55
• 5.2.1 AMESim 仿真软件简介53-54
• 5.2.2 AMESim 仿真软件特点54-55
• 5.2.3 AMESim 提供了丰富的与其他软件的接口55
• 5.2.4 AMESim 包含的系列软件55
• 5.3 铜板包装生产线负载敏感液压控制系统仿真研究55-64
• 5.3.1 AMESim 仿真的四个步骤56-63
• 5.3.3 仿真结及果分析63-64
• 5.4 本章小结64-66
• 结论66-68
• 主要结论66
• 研究展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录72

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