Hydraulic Self Servo Swing Cylinder Structure Optimization and Dynamic Characteristics Analysis Based on Genetic Algorithm

The dynamic characteristics of hydraulic self servo swing cylinder were analyzed according to the hydraulic system natural frequency formula. Based on that,a method of the hydraulic self servo swing cylinder structure optimization based on genetic algorithm was proposed in this paper. By analyzing the four parameters that affect the dynamic characteristics, we had to optimize the structure to obtain as larger the Dm( displacement) as possible under the condition with the purpose of improving the dynamic characteristics of hydraulic self servo swing cylinder. So three state equations were established in this paper. The paper analyzed the effect of the four parameters in hydraulic self servo swing cylinder natural frequency equation and used the genetic algorithm to obtain the optimal solution of structure parameters. The model was simulated by substituting the parameters and initial value to the simulink model. Simulation results show that: using self servo hydraulic swing cylinder natural frequency equation to study its dynamic response characteristics is very effective.Compared with no optimization,the overall system dynamic response speed is significantly improved.

机器人液压旋转关节低速运动机理及实验

针对机器人液压旋转关节的死区和低速爬行,研究其产生机理并进行了实验分析。首先,论述了密封摩擦的机理,计算摆动缸各种密封机构的摩擦力矩,构建低速状态下的摩擦模型;然后,利用数值分析方法对电液位置伺服系统建模,对低速爬行现象进行仿真分析;最后,通过实验对死区和爬行现象进行验证和分析,并观察PID控制对爬行现象的改善作用。仿真和实验结果表明:在密封元件的摩擦下,液压摆动缸存在较大死区,且低速运行时,液压摆动缸出现明显爬行现象,在PID控制器下可良好的改善跟踪响应。

混凝土泵摆动液压系统性能分析及优化

摆动系统是混凝土泵送机械的核心单元之一,用于驱动分配阀的快速摆动。针对目前混凝土泵摆动慢、动作不到位、摆动冲击大等问题,通过运用理论和仿真分析,对摆动液压系统进行优化,有效降低压力损失,提高摆动驱动力,实现快速摆动;同时,针对快速摆动过程中的系统冲击问题,对摆动缓冲结构进行了分析和优化。结果表明,摆动系统压损降低28.5%,摆动速度提升20.8%,摆动冲击降低17.5%,各项性能相比原系统显著提升。

摆动油缸驱动式托盘交换机构设计

以卧式加工中心为母机,设计630 mm托盘交换机构。详细阐述了托盘交换机构的结构,包括安装底座、支撑腔体、上底座、齿轮中心轴、交换臂、液压缸体、液压活塞、花键轴等。摆动油缸驱动式托盘交换机构以液压为驱动力,实现交换机构升降旋转。采用活塞结构与轴承、摆动油缸相结合的结构方式,完成升降与旋转,升降过程由活塞结构完成,旋转过程由摆动油缸完成,具有安装简单、高稳定性、高效率等优点。

基于机器学习的液压摆缸叶片密封性能预测模型

液压摆缸运行时若液压油从叶片与缸体的间隙泄露,会导致压力下降,减少输出扭矩,无法实现预期操作效果;由此,提出一种基于机器学习的液压摆缸叶片密封性能预测模型;采用Morris方法计算敏感性指标,基于断裂力学角度,采用能量释放模式分析橡胶密封材料疲劳破坏过程,建立疲劳性函数;通过敏感性与疲劳性分析密封性能指标,确立评价标准,并划分性能等级,获取液压摆缸叶片密封性能的关键因素;根据密封磨损失效极限损伤的计算,确立泄漏率和密封环的热量样本数据;将泄漏率、密封环热量作为BP人工神经网络输入层单元的输入值将性能预测指标作为输出值,构建液压摆缸性能预测模型;实验结果表明:所建模型液压摆缸叶片密封性能预测精度高、效率快,为相关领域机械设计工作提供可靠参考。

罩式退火炉转角油缸自主修复与测试

文章分析了转角油缸夹紧功能失效的原因,阐述了自主修复转角油缸的必要性,研制了转角油缸测试装置,介绍了该测试装置的使用方法及其产生的经济效益。

改进蚁群算法的阀控液压缸模糊PID参数优化

阀控摆动液压缸工作时需要协调快、稳定性强的特点,但现有的控制系统还缺少针对性的研究方法,存在着隶属度函数参数不确定、Fuzzy规则库和隶属函数无法更新,缺乏自适应性以及精度不高等问题。针对上述问题利用改进后的蚁群算法对阀控摆动液压缸模糊PID的误差变化e、误差变化率ec、比例△Kp、积分△Ki、微分△Kd五个参数进行优化,确定出合适的伸缩因子,通过仿真和实验实现对其模糊PID控制器的完善,达到预期的控制效果。实验证明:改进后的蚁群算法优化后的模糊PID控制系统其相对误差明显减小,对于恒定转速,其误差在5.48%,对于线性转速,其误差在6.52%。

一种新型旋转直线组合式液压缸设计

随着制造业自动化的快速发展,市场对液压传动产品的要求也越来越高,而现有液压缸产品性能单一、运动模式少,日益不能满足市场的需求。针对此问题,设计了一种新型旋转直线组合式液压缸,该液压缸利用滚珠花键既能传递扭矩又能实现直线运动的特点,将双螺旋摆动液压缸与传统往复直线运动液压缸有机结合,不仅可以实现单一的往复直线运动和旋转运动,也可以实现复杂的旋转直线复合运动,技术功能完善,结构紧凑,输出载荷大,传动效率高,传动平稳,安装方便,能够满足市场对液压传动产品性能多样化的需求。

基于协同进化多目标遗传算法的复式液压摆动缸结构设计

针对舰船操舵过程中舵叶与水动力之间存在强力位耦合的问题,本文设计出一种新型复式液压摆动缸转舵机构,该机构由内外两层转子组成,内层转子控制舵叶转角,外层转子进行力矩解耦。为减小复式液压摆动缸的质量和体积,本文提出一种基于协同进化的多目标遗传算法,算法包含两类种群,一类用于进化决策解,并评价罚因子,另一类用于调整罚因子,并指导第一类种群进化,两类种群通过信息交换,来指导自身的搜索,从而使整个系统协同进化,以此求解复式液压摆动缸各几何参数的数值,直至获得满意解。最后,将该算法得到的参数数据,在三维软件中完成建模,并利用有限元软件进行应力应变分析。结果表明,相较于传统遗传算法,协同进化多目标遗传算法得到的复式液压摆动缸的质量减少了约25.5%,其得到的几何参数数据更为合理。

新型液压式间歇运动机构的研究与设计

用液压缸驱动的滑块摆杆机构,以滑块为主动件,摆杆可摆动设定的角度。通过安装在摆杆上的插销液压缸的插销和拔销动作,实现摆杆与转动平台的连接与否,从而实现转动平台的间歇圆周运动。该新型间歇机构将滑块摆杆机构和液压传动系统有机结合,可有效解决常用间歇机构不能适应的重载问题。该机构可通过液压控制系统实现自动控制,满足自动化生产需求,具有广泛的应用前景。

摆动液压缸内部结构改进设计

本文主要介绍摆动液压缸的内部结构,分析摆动液压缸内泄漏的原因和改进方法。从两种液压缸内泄漏的实验数据进行分析对比,选择比较合适的减少内泄漏的方法。

循环球动力转向器性能测试系统设计与实现

针对循环球动力转向器性能试验台架的功能要求,设计了循环球动力转向器性能测试系统。该系统选用伺服电机驱动转向器的输入端,电动伺服液压摆动缸对输出端加载模拟阻力,通过VB编程调取采集卡相关驱动函数进行试验台的数据采集。系统能实时监控数据,实时绘制曲线,并能依据评价标准对测试结果做出合格与否判断。试验结果表明:该系统性能良好、工作可靠,软硬件设计符合设计规范,其精度及实时性能达到了设计目标,避免了盲目进行实车试验造成的安全隐患。

弧门开度与启闭机行程的函数关系推导

通过对弧门和启闭机在联动过程中闸门开度和启闭机行程的变化规律的分析,推导出弧形闸门开度与启闭机行程变化的函数关系。采用编码器测量出启闭机的行程后,可利用该函数准确转换为对应的实际开度值,从而提高弧形闸门开度的测控精度,它适用于所有采用摇摆式启闭机(液压启闭机、螺杆启闭机等)操作弧形闸门的场合。

大型低速风洞多通道电液伺服阵风发生器协同驱动控制策略研究

为在FL-10大型低速风洞开展飞机模型阵风影响相关试验研究,建立了4通道电液伺服马达驱动的摆动叶片式阵风发生器。4个通道独立控制方式,简化了系统结构,使发生器具备了多频率与多波形阵风模拟能力,但对多通道同步性也产生了更高的要求。针对4通道电液同步伺服控制,提出了一种改进的共反馈同步误差校正控制方案。共反馈同步误差校正控制方案利用主反馈误差来实现对跟踪误差的控制,并通过同步误差完成马达控制系统的反馈补偿,以达到更高的同步控制精度并提升运动性能。通过仿真和试验验证了同步控制算法的有效性。风洞流场校测结果表明:电液伺服摆动马达驱动能力强,动态高,生成的正弦波精度高,研制的发生器在来流风速70 m/s下可稳定工作,叶片最大摆动频率为16 Hz。

螺旋缝埋弧焊管生产线开卷机活动辊轮的加装

螺旋缝埋弧焊管生产过程中经常出现开卷机的铲刀油缸摆臂断裂故障,严重影响了焊管机组的作业率。分析认为:该故障产生的原因是当卷板板尾脱离锥头后,在较大的反弹力作用下板尾对铲刀形成严重的冲击而造成。提出在开卷机处加装活动辊轮,以减小板尾的反弹半径,从而避免板尾反弹时对铲刀的冲击,降低设备故障率,提高焊管机组作业率。

FL-51风洞阵风发生器电液伺服控制系统

针对FL-51风洞的阵风模拟需求,研究了电液伺服摆动缸独立驱动叶片的阵风发生器,通过结构解耦、控制同步的方式,简化了发生器结构,从而降低了运动过程中与叶片及洞体的耦合振动。研究了高频同步位置伺服控制算法,提高了发生器叶片的摆动幅度和频率,实现了发生器不同振幅、不同频率、不同波形的组合运动。通过装置测试与阵风流场校测,结果表明:电液伺服摆动马达驱动能力强、动态高、生成的正弦波精度高,在来流风速70 m/s下可稳定工作,能产生符合测试要求的高品质单频和多频阵风。

滚珠丝杆式摆动液压缸设计

针对螺旋式摆动液压缸密封困难,制造成本高等问题,结合单活塞式双作用液压缸和滚珠丝杆副的传动特点,设计了一种基于滚珠丝杆副的新型摆动液压缸,分析了其结构原理,给出了输出扭矩和摆角计算公式。新型摆动液压缸利用滚珠丝杆的传动可逆性将活塞杆的推力直接转化为扭矩输出,结构简单紧凑,传动效率高,响应迅速,输出摆角范围大,与现有同类装置相比,密封性能好,设计制造成本低,可以实现数字化精确控制,为智能制造时代摆动执行机构的数字化、智能化设计与控制提供了一种思路。

液压摆动缸扭矩控制模式验证方法

目前,试验室普遍采用的液压摆动缸为ARP25/180型液压摆动缸。某工程操纵系统操作试验驾驶盘需要扭矩传感器的加载控制,为满足后续试验需用,特设计本试验以验证液压摆动缸和扭矩传感器的闭环控制方式是否正确,为后续试验提供借鉴。

液压摆动缸输出角度验证方法

目前试验室内液压摆动缸为ARP25/180型液压摆动缸,其使用量程为±90°,某工程操纵系统操作试验驾驶盘需要旋转0°~110°,为了满足后续试验需要,特设计本试验,以验证该型液压摆动缸可以实现0°~110°旋转。

液压扳手摆动油缸机构方案分析

通过对摆动油缸式液压扳手执行机构位置参数的分析推导 ,给出其位置参数的计算公式和设计条件。在给定的摇臂单程转角及紧固件拆装力矩等条件下 ,可使所需液压缸的推力最小。