毕业设计_周期性激振试验机液压_系统设计

通常，我们将混泥土泵车看做由六部第页共页分组成，分别是底盘部分臂架系统回转机构液压系统电气系统泵送系统。

混泥土泵车是混泥土机械近十年来发展最快的装备之，在混泥土机械所占比例较大，也是保证工程建设低成本高质量和高速度的重要手段。

混泥土泵车是种专门用来输送混泥土的机械，借助臂架系统可以将混泥土水平输送和垂直输送结合在起，并且能保证混泥土的均匀性和密实性。

混泥土泵车因为装备有汽车底盘，所以移动起来很方便，也有利于商品混泥土的发展。

底盘部分臂架系统回转机构液压系统电气系统泵送系统图型号混泥土泵车结构简图泵车主要用于建筑施工场地，能够满足施工现场各种混泥土输送要求。

泵车具有浇筑质量好浇筑速度快布料范围广机动灵活环境污染少等优势，受到建筑市场的青睐。

如今，泵车早已成为泵送混泥土施工机械的首选机械设备，在建筑施工过程中必不可少。

上世纪初，德国开始研制混泥土泵，并取得了些研究成果，奠定了基础。

上世纪年代中期，出现了划时代意义的产品混泥土输送泵车，并且装备了能够回转和伸缩的布料杆，大大提高了混泥土泵的机动性，使混泥土浇筑变得更加方便。

从此，车第页共页载式混泥土泵取代了传统的固定式混泥土泵，泵车成为发展的主流方向。

在年，全球爆发金融危机时，国家实行万亿救市政策，重点发展工程机械行业，许多大小工程机械企业进行了大规模的扩张，泵车技术也得到飞速发展，年月，三重工成功下线长度为的节臂架混泥土泵车，理论排量大，创造了泵送排量最大臂架长度最长和节数最多的三项世界纪录。

目前，在混泥土泵行业中，三重工中联重科都处于世界领先地位。

泵车的臂架系统是个典型的柔性多体系统。

臂架系统是混泥土泵车的主要组成部分之，该系统是由连杆，臂架，连接件，液压缸和输送管组成的可折叠和展开的多个平面四连杆机构，对泵车的性能影响很大如图所示。

臂架系统是在泵车工作过程中，输送管内部压力不连续以及混泥土浆体产生的冲击力作用，会使臂架系统产生周期性振动。

臂架振动主要有两方面的危害方面是振动会影响浇筑精度，另方面是产生振动疲劳。

臂架油缸臂架铰接轴连杆臂架油缸连杆臂架臂架油缸连杆连杆臂架臂架油缸连杆连杆臂架图混泥土泵车臂架简图第页共页混泥土泵车臂架系统激振试验背景及意义随着泵车在建筑施工上的广泛使用，泵车臂架系统的可靠性引起了有关人员的重视。

有兴趣的科技工作人员花费了心血和时间去研究臂架系统，目前他们研究泵车臂架系统主要在以下几个方向从泵车液压系统不同工况的的仿真分析中得到液压系统对臂架运动的影响臂架系统在虚拟样机上的振动分析运动学仿真分析和动力学仿真分析运用各种方法对泵车臂架进行稳定性分析，如有限元分析等。

长安大学的吕彭民汪红兵两位学者从液压系统对臂架运动影响的角度出发，详细分析了在不同峰值的液压缸冲击载荷作用下的臂架系统动态响应。

他们指出液压冲击峰值大小与泵车的振动有着密切的关系。

减小油缸液压冲击峰值可大大减小臂架结构的动应力，从而改善结构的疲劳寿命。

沈阳建筑大学高凤阳教授在混泥土泵车臂架振动分析文中对臂架系统进行了振动分析，他通过建模和采用软件仿真，分析臂架的振动特性，掌握了泵车臂架系统部分振动规律。

臂架姿态对振动的影响也较大，关节角度越小振动越大，为减小振动幅度提供了参考。

在长安大学的王海英和胡新杰两位学者在混泥土泵车结构应力场分析与试验研究文中，从有限元分析方面，通过有限元建模，用相关软件进行静强度分析，然后在实验台验证了有限元计算结果。

对比后，找出了臂架出现裂纹的原因并提出了改进方法。

管很多的学者研究了臂架系统的振动特性，并提出了可行的减振方法，例如等人提出的模态控制方法。

但是臂架系统的振动是不能消除的，臂架系统始终存在振动疲劳问题，而在疲劳试验这方面，大多数研究学者进行的是仿真实验，并没有设计试验机去测试。

第页共页目前，市面上也有很多类型的振动试验机供应。

大多数振动试验机测试的是中高频的小振幅振动，主要针对的是小型设备在生产制造，组装运输，工作使用过程中的振动试验。

例如市面上典型的型号振动试验台如图所示，振动频率为至，振幅。

虽然市面上也有改进版的型号，但其频率和振幅远远满足不了泵车臂架的振动试验需要。

图型号振动试验台生活告诉我们，只有实践才是检验真理的唯标准。

对于像臂架系统样的复杂振动系统，无论分析计算以及仿真多么精确，都必须要经过疲劳试验，以验证计算和仿真结果的正确性。

因此，设计台以型号泵车臂架系统为振动测试对象的周期性激振试验机是必不可少的，然而由于时间和作者水平的有限，本论文设计的是周期性激振液压机的液压系统部分。

本文的主要内容课题的任务包括完成激振试验机液压系统方案设计，参数指标激振频率，且频率连续可调系统驱动力不小于，试验机重量不大于可连续第页共页工作不低于分析驱动力与激振力以及各结构参数之间的关系完成液压系统方案设计，完成液压原理图以及关键元器件选型设计液压站主要零部件提出控制策略。

论文的主要内容如下方案设计周期性激振试验机激振原理，液压系统回国的西门子公司和日本的三菱公司，西门子公司的网络通信便利开放性好，适合较大的控制系统。

日本三菱适合设备的控制，并且学习和操作容易，非常适合新手，在价格方面比西门子有定的优势。

比较后认为选用三菱公司的设备为宜，考虑到输入输出点数和设备工作需求，选择的型号为，还需个特殊功能模块，型号为和为用于模拟量的输入输出。

第页共页图系统设计流程图当电磁铁，同时得电时，液压缸复位下行当电磁铁，同时得电时，液压缸复位上行当电磁铁得电时，液压缸工作下行当电磁铁得电时，液压缸工作下行当只有得电时，系统处于卸荷状态。

根据液压系统电磁铁的动作顺序，建立分配表，如表所示第页共页表系统分配表编号输入点编号输出点电动机启动按钮电动机交流接触器电动机停止按钮电动机交流接触器液压缸移动按钮电磁换向阀电磁铁液压缸复位下行按钮电磁换向阀电磁铁液压缸复位上行按钮电磁换向阀电磁铁位移传感器比例换向阀电磁铁振动频率值比例方法阀的内置比例放大器会接收来自特殊功能模块的模拟输出量，其内置放大电路如图所示。

内置放大器会根据输入信号的极性判断是电磁铁得电还是得电，并且电磁铁移动阀芯的距离与信号的大小成比例关系。

图比例方向阀内置放大器电路第页共页根据分配表就能够绘制外围接线图如图，般会配合电脑使用，电脑除了本身带有信息处理和交换能力外，也是人们最习惯的人机交流界面电脑就成了的上位机，跟电脑也通过电缆连接，接收来自电脑的指令。

开关量的输出电路上，因为自身没有保险结构，为了防止设备被高电流损坏，最好在输出电路配备个保险盒。

的模拟量输出为的电压信号。

图外部接线图当接好线后，简单的系统就可直接编写程序，对于复杂的系统或是编程水平般的，应先绘制系统工作流程图。

根据液压系统的实际情况，其流程如图所示。

第页共页图控制系统流程图液压缸的复位运动当活塞杆前段不在振动的中间位置时，需要先用电磁换向阀调节活塞杆的位置，移动速度可以通过节流阀截止阀调节。

当到达指定位置是，会根据位移传感器的反馈信号，使和输入无效，并发出信息让操作者关掉和的开关液压缸的工作运动当液压缸在频率振动时，计算机会更根据振幅和频率计算出液压缸活塞杆的运动速度，并且以电信号的方式从模拟量模块输出，控制通过比例方向节流阀油液的流向和流量，进而使臂架振动。

液压缸活塞杆的运动控制是个闭环反馈，其原理图如下控制系统初始化状态监测是否停留在指定位置液压缸复位运动液压缸工作运动第页共页图液压系统闭环控制系统第页共页结论泵车是种重要的机械设备，在建筑施工中发挥着不可替代的作用。

臂架系统是泵车关键的组成部分之，臂架系统在工作时会产生疲劳振动。

为了保障施工的安全，有必要对臂架系统的振动疲劳寿命进行测试。

由于市场上没有对臂架系统这类大柔性结构进行振动试验的产品，并且多数科技工作者对臂架系统的振动疲劳寿命进行的是理论分析和仿真试验，因此有必要设计台可以实际对臂架系统进行测试的试验机。

通过分析臂架振动的特性，采用液压激振的原理设计液压系统。

设计液压系统时，先分析各个简单液压回路的功能，然后将他们有机组合成复杂的液压系统回路，实现对臂架系统的振动。

本设计液压系统的关键部分是比例方向阀和压力补偿器组成的调速回路，由孔口节流公式知道它们能稳定的控制油液的流量，进而控制振动频率。

液压零部件的设计和选型上标准化零件，严格按照其额定参数选取标准件。

在零部件设计上，作者参考机械设计手册详细认真地设计双作用单杆液压缸，校核了重要组成部分。

保证执行元件能够满足负载的振动疲劳试验。

油箱设计上，考虑了油箱储油冷却以及安装转运等方面，设计上比较全面。

在液压站的装配上，采取卧式液压站结构，可以很好地操纵变量泵的调节，在控制方面，采用技术成熟的控制，控制功能强大，能够满足系统的控制需要。

本次设计的液压系统能够满足臂架系统疲劳振动试验要求，也能为同类型的振动设备设计提供参考。

当然限于时间和作者的水品，本设计还有些不周之处。

本次设计没有编写具体的控制程序，液压站控制阀集成的具体装配要求及尺寸尚不清楚。

第页共页结束语当初大三开始学习液压传动课程时，就对液压系统产生了浓厚的兴趣。

所以，在大四毕业设计中，特地选择了个液压方向的课题。

本科毕业设计论文题目周期性激振试验机液压系统设计学生姓名指导教师学院专业班级本科生院制年月周期性激振试验机液压系统设计摘要自国家大力推行预拌混泥土以来，混泥土机械随着混泥土行业快速发展。

混泥土泵车已经成为我国建筑工地必备的机械设备之。

但混泥土泵车臂架系统的振动会使臂架产生疲劳，若不清楚臂架系统振动疲劳寿命，会导致安全事故。

因此研制模拟臂架系统实际工况的振动试验机是非常重要的。

运用数量分析与经验分析相结合的方法，运用液压激振原理，以型号臂架实际工作的振动情况为例，