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外文翻译挖掘机的机械学和液压学.doc外文翻译挖掘机的机械学和液压学.doc -- 5 元

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编号:201311171422376533    大小:82.00KB    格式:DOC    上传时间:2013-11-17
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南京大学毕业设计(论文)外文资料翻译系部:机械工程系专业:机械工程及自动化姓名:学号:外文出处:《ManufacturingEngineeringandTechnology—Machining》附件:1.外文资料翻译译文;2.外文原文。(用外文写)附件1:外文资料翻译译文多畴模拟:挖掘机的机械学和液压学概要:通过使用用于多体和液压系统的Modelica程序库,示范通过Modelica和Dymola如何模拟和仿真挖掘机。液压系统由“负载传感”控制器控制。一般,模型包含难以模拟的三维机械和液压组件。对于挖掘机将演示Modelica有效适用于这种系统的仿真。1.绪论一种新产品的设计在开始阶段需要一系列决定,这些决定对最终产品是否成功产生很大的影响。因此,今天在初始阶段使用数字模拟来检验不同的想法。这篇论文的目的是设计一台新的挖掘机并评估几个备选的液压系统。模拟包含三维机械和液压组件的系统是很难的,如挖掘机,一般,两个不同的模拟环境必须连结在一起,这一般很不方便,导致不必要的数字问题和破碎界面。在这篇文章中,将对挖掘机模型的开始进行演示以证明Modelica是适合这些系统的。挖掘机的三维组件由新近的,丰富的Modelica,联合体程序库来模拟,这使得可以使用铲斗运动循环的分析结论,并直接考虑液压缸(也就是动力元件)的质量。液压部分以详细的方法模拟,从一个用于Modelica的液压程序库中使用泵,阀和缸。在控制部分使用一个普通的负载传感器,由一简单方程组模拟。这种方法得到要求的结果,并使得分析问题所需的时间限制在合理的要求内。2.模型选择模拟一个系统有几种方法。根据任务的需要建立一个很精确的模型,包含系统的每一个细节,需要许多的信息,比如模型参数。建立这种模型很麻烦。但另一方面,如果一个定义系统的参数需要修正,建立这种模型是很有效的。挖掘机上平衡阀参数的优化就是一个特殊的例子。对一个系统的初步研究需要另外一个模型,在这种情况下,泵,阀和负载的容量是具体的,需要的是关于系统工作的信息,例如活塞的速度,泵轴所需的输入动力。从而判定这个设计是否符合此任务的原则要求。因此,这种模型必须是方便的,也就是,对特殊元件没有详细了解时能在短时间内建立起来。学者们打算建立第二类的一个模型,并运行它,但在最少的时间内得到第一类的结论,为了达到此目的,使用了建摸Modelica,Modelica模拟环境Dymola,用于三维机械系统的新Modelica联合体程序库,和液压组件的Modelica程序库Hylib,模型包含挖掘机的三维机械结构,动力液压学的详细描述和通用的负载传感控制器。它在Hylib的下一个版本中可应用为一种样本。3.挖掘机的结构图一给出了正在考虑中的特殊挖掘机的简图。它包含履带和液压推动装置,液压推动装置用于操纵机械,但通常不在一个工作循环的时候。它的上面是供操作者坐的车厢,厢体能相对于履带绕垂直轴旋转,柴油发动机液压泵和控制系统却在里面,另外转臂,动臂。在末端是铲斗,铲斗经由一平面运动回路连接到动臂上。特定的液压缸使转臂,动臂,铲斗旋转。图二表示出油缸所需的压力是根据位置确定的,当在伸展开来的情况下,动臂油缸中的压力比收缩的情况高60%。不仅位置,而且运动也必须考虑。图三表示动臂下降的情况,如果车厢没有旋转,油缸则需要一个拉力,当旋转时,挖掘机旋转通常能达到每分钟12转,则动臂油缸中的受力改变方向,此时需要一个推力。这个改变是非常重要的,因为此时活跃的油缸内箱转变,这必须由控制系统加以考虑。两幅图都表明一个仿真模型考虑挖掘机四个自由度相互之间的联结,每个油缸和回转驱动使用连续载荷的简单模型将导致错误结果。4.负载传感器挖掘机通常具有一台柴油发动机,两台液压马达和三台油缸,为这些消耗机器提供所需的液压油源的液压线路上不同的。一种特殊的设计是负载传感线路,它能有效控制能量,使用方便。这种想法是使泵有一个流体速率控制系统,因而能准确传递所需的流体速率。在传感器中,使用经过节孔而产生压降的方法,孔的阻力是参考值。图四给出了简图,关于这个话题的更好的介绍已经给出。泵控制阀,使得泵出口的压力通常比负载传感器中的压力高15MPA,如果方向阀关闭,则泵因此有15MPA的压力。如果方向阀打开,泵输出一流体速度导致通过方向阀时产生15MPA的压降。注意:方向阀不是用做泵流体,而是作为一个流体仪表(反馈的压降)和作为一个参考(阻力)。此线路对能量是有效率的,因为泵只输出所需的流体速率,相对其他线路,油管的损失很小。看图五,如果不只一个油缸使用这种线路,则变得复杂。如果转臂需要300MPA的压力,铲斗需要300MPA的压力,则泵输出的压力高于300MPA,这会使转臂油缸产生一个不要的运动。因此,使用补偿器来约束油流体,因此达到通过特殊定向伐时产生15MPA的压降,这些补偿器可以安装在定向阀的前面或后面。如果达到最大泵流体速度或泵最大压力,则附加的阀减少容许压力差。5.机械部分的模型图六为机械部分的一个Modelica简图,履带不是模拟的,也就是,假设履带为不动的,组件“rev1…rev4”是使得相互联系的部分运动的旋转关节,长黑色线的图象是实质是的闩,用于标明机械部分上的特别的关节。特别是液压油缸的固定关节,淡蓝球是有质量和惯量张量的球体,是用于模拟挖掘机的相应部分,“cy11f.cy12f和cy13f”三个部分是线性力部件,描述两个连接之间沿着线的力相互作用,这些部件中的小绿方格表示Modelica机械翻译程序库中的一维翻译连接器,他们用于表示两连接关节之间的一维力法规。这里,将在下一部分中介绍饿液压油缸是直接连接的。“cy11f.cy12f和cy13f”部件图象上的两个小球表示有选择的考虑两点的质量,在沿连接线上的连接点之间的已定距离上,这方便于模拟,只有少计算液压油缸的质量部分(质量和作用中心)关节RRR组件(图六右边)是包含三个旋转关节的装配元件,其中旋转关节在连接动臂时一起形成一片面回路。图七为挖掘机这方面的一张图片,在相应的Modelica简图的一张电子放大图象和动画制作图。当移动旋转关节“rev4”(图七下面部分中的大红油缸,表示关节RRR装配部件中三个旋转关节的小红缸),关节RRR部件中左右旋转关节的连接点的位置和定位是已知的,关节RRR部件中有非线性代数回路用以计算连接点运动时产生的3个旋转关节的角度。这非线性方程系统在关节RRR中分解解决,如,一种快速有效的方法。第一步,在没有液压系统独立测试时,模拟挖掘机的机械部分,通过连接转换弹簧和代替液压油缸的合适弹簧惯量来完成。当动力制作看起来不错,节点上的力和扭矩达到要求时,弹簧以下将介绍的液压系统代替。新的联合体程序库的所有组件有内部的默认定义,也就是,默认部分都是通过联合体系统中的已知定义读用推导的,例如连接两旋转关节的闩被错误的理解为油缸,油缸的直径d相对油缸的长度很小(d=L/40)。长度反过来是由两旋转关节之
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淘宝运营上传于2013-11-17

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