高空作业平台升降机构设计与仿真

目录

目录 (1)

第1章绪论 (3)

1.1 课题背景 (3)

1.2设计内容 (3)

1.3 AMESim (4)

1.3.1 AMESim简介........................................................................................... 错误！未定义书签。

1.3.2 AMESim操作简要： (4)

第2章液压系统的设计计算及选型 (11)

2.1液压系统的计算 (11)

2.1.1四个支腿液压缸的计算 (11)

2.1.2梯架支承缸 (12)

2.1.3 工作压力的复算 (13)

2.2液压缸的选择 (14)

2.3拟定液压系统原理图 (14)

2.4液压系统动作顺序 (15)

2.5选择液压元、辅件 (16)

2.5.1执行器工作压力列表 (16)

2.5.2单个液压执行器实际所需流量 (16)

2.5.3液压泵的选择 (17)

2.5.4液压阀的选择 (17)

2.5.5液压油 (19)

2.5.6油管 (19)

2.5.7油箱容积 (19)

2.5.8过滤器 (19)

第3章液压系统的仿真 (20)

3.1支腿回路的仿真及结果。 (20)

3.1.1支腿回路图 (20)

3.1.2各元件设置 (21)

3.1.3运行结果及其分析................................................................................. 错误！未定义书签。

3.1.4其他工况分析 (32)

3.2梯架回路 (39)

3.2.1梯架回路图 (39)

3.2.2回路各元件设置 (39)

3.2.3运行结果 (45)

致谢 (55)

参考文献 (56)

第1章绪论

1.1 课题背景

现有的升降台系统，应用最多的就是以汽车作为载体的升降台，在汽车上安装梯架，梯架可以绕着固定的轴在液压缸的作用下抬升，现有的升降台是以汽车马达作为动力，定量泵提供液压油，其梯架和汽车支腿的运动是匀速的运动，到达一定高度后停止运动，下降的期间也是匀速运动，虽然运动的速度平稳，但是在液压系统的速度是恒定的，不能实现加速和减速，因而灵活性降低，效率也会受到影响，同时，在启动和换向的时候会带来刚性冲击，对液压元件的寿命也会产生影响，并且安全系数降低，鉴于此，我们在现有的液压系统中，增加一个调节速度的元件调速阀，这样就可以实现梯架在升起和降落时的速度调节，在梯架运动过程中实现速度的变化，同时在换向和启动时的刚性冲击也就变为柔性冲击，对整个液压系统的灵活性、效率和使用寿命都将是一次巨大的改进。

1.2设计内容

本课题为高空作业平台升降机构设计与仿真。液压系统为各个机构提供动力。它分为动力装置、控制调节装置、执行元件、辅助装置、工作介质五部分。液压系统具有传送能量大、布局容易、结构紧凑、换向方便、转动平稳均匀、容易完成复杂动作等优点，因而广泛应用于工程机械领域。

经过老师的指导及成员间的讨论，本次设计的创新之处在于在梯架的进口管路中，加入调速阀，从而梯架液压缸在运动过程中实现速度的调节，视情况而加速或者减速，同时减小刚性冲击，以实现运动的更加平稳。确定在车架下部设四个支承液压缸以保证平稳运行；在梯架上安装两个液压缸以实现梯架的上升。另外，为了防止梯架在空中静止时因自重而缓慢降落，于是要设定平衡回路。

1.3 AMESim

1.3.1 AMESim简介

AMESim 为多学科领域复杂系统建模仿真解决方案（英文缩写：Advanced Modeling Environment for Simulation of engineering systems），引领着世界协同仿真之路。AMESim提供了一个系统工程设计的完整平台，使得用户可以在一个平台上建立复杂的多学科领域系统的模型，并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。用户可以在AMESim平台上研究任何元件或系统的稳态和动态性能。例如在燃油喷射、制动系统、动力传动、机电系统和冷却系统中的应用。面向工程应用的定位使得AMESim成为在汽车、液压和航天航空工业研发部门的理想选择。工程设计师完全可以应用集成的一整套AMESim应用库来设计一个系统，所有的这些来自不同物理领域的模型都是经过严格的测试和实验验证的。AMESim 使得工程师迅速达到建模仿真的最终目标：分析和优化工程师的设计，从而帮助用户降低开发的成本和缩短开发的周期。工程师在一个基于工程应用的AMESim友好环境下可研究任何元件或者系统的稳态和动态性能。AMESim的图形化用户界面使得用户可以在完整的应用模型库中选择需要的模块来构建复杂系统的模型。建模仿真过程分为四个步骤：构建方案的模型；选择模型复杂程度；设定模型的参数；仿真计算分析。简便易用的操作使得用户可以迅速有效地进行产品的设计开发。

AMESim专门为液压系统建立了一个标准仿真模型库，如图1所示（部分元件）：

图1 标准液压元件库

鉴于液压系统的元件多式多样，标准库无法满足所有的建模要求，AMESim提供了一个基本元件库设计HCD(Hydraulic Component Design)，利用HCD，用户可以建立标准库中没有的液压模型，当然也可以建立标准库中提供有的模型。如图2所示（部分元件）：

图2 HCD元件库

1.3.2 AMESim操作简要：

一：左边栏

进入界面后单击“File”可新建或打开一个AMESim的文件。如下图

打开一个文件后界面如图

1：在左边栏上部有四个带有颜色的标签，当前第一个标签处于按下的状态，表示软件处于建模状态，这时可以编辑回路。

2：第二个标签是在建好模以后，系统会在自己的模型库内选择以便与已建好的模型相匹配。注意必须在已经确定第一步已经完成的情下点按第二个标签，如果第一步的模型没有建好，比如还有原件没有连接正确，模型有开路等情况下都按不下第二个标签，系统会提示有错误。如果是新建的模型或对打开的原文件有改动，按下第二个标签后，模型内还没有匹配的元件会反色显示出来，这时一般按下第五个标签即可，系统会自动匹配最近的模型

3：第二部完成后再点第三个标签，此时双击模型中的任一原件，会弹出一个对话框，在对话框中可以对各元件的参数进行编辑修改

4：第三部完成后就可以点第四个标签了。此时左边栏的最下面三个标签也带有颜色

了，表示可以点击运行了。如下图（向左旋转90度）