珠海升降安装车路灯维修车专业租赁13928292824 改善吊篮车液压行驶驱动系统动态调速性能及提高其动态速度刚度的方法 吊篮维修车出租, 珠海斗门吊篮维修车出租, 珠海斗门吊篮维修车租赁 吊篮车在高空作业作业过程中,其高空作业速度的恒定性及行驶的直线性将直接影响高空作业作业质量,故要求其高空作业速度准确而且不随外负荷而变化。为满足要求,有必要对其行驶系统的动态性能进行研究。基于吊篮车行驶系统,采用由变量泵变量液压马达组成的液压系统,而且为双泵双液压马达组成的左右独立的驱动回路,建立了吊篮车液压行驶驱动系统的动态方程,再通过对吊篮车液压行驶驱动系统的动态特性进行分析,找出了其动态参数之间的关系,并对吊篮车的动态工作过程进行分析,最后得出改善吊篮车液压行驶驱动系统动态调速性能及提高其动态速度刚度的方法,为吊篮车液压行驶驱动系统的设计提供了理论依据。
动态方程的建立, 吊篮车的行驶系统采用的是由变量泵—变量液压马达组成的液压系统,而且为双泵双液压马达组成的左右独立的驱动回路,这样有利于吊篮车行驶速度的联动和分别独立控制。由于其行驶变量泵大多采用电子比例控制,行驶变量液压马达采用双排量两位电磁开关控制,即变量液压马达在高空作业作业工况时在最大排量状态,而在非作业工况时在最小排量状态。因此,在研究吊篮车液压行驶驱动系统的动态特性时,为方便研究,可将其液压行驶驱动系统简化为由2套独立的变量泵定量液压马达液压回路组成。 变量泵定量液压马达组合为简化分析,作如下假设:(1)忽略泵和液压马达之间管道的压力损失及动态;(2)泵、液压马达的泄漏为层流泄漏;(3)泵的转速ωp恒定,泵的排量Dp与其斜盘倾角Υp成正比; (4)补油系统的工作无滞后,低压管道压力与补油压力相等且恒定为Pr,只有高压腔的压力随负载变化;(5)不考虑液压马达摩擦力矩等非线性因素。
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当外负载转矩恒定不变,即TL(s)=0时,动态87方程式(9)可简化为ωm(s)=Kvφp(s)s/ωn2+2ξs/ωn+1(10)传递函数为H1(s)=ωm(s)Υp(s)=Kvs/ωn2+2ξs/ωn+1(11)其中,Kv为液压马达的速度增益系数,Kv=KpωpDm,表示液压马达的角速度随输入信号Υp而变化的比例系数。对应的频率特性为H1(jω)=Kv1-ω/ωn2+2ξjω/ωn(12)图2为式(12)的波德(Bode)图。图2式(12)的波德图Kv值越大,液压马达输出角速度的调节精度就越高,对响应速度的提高也有益处。在忽略泄漏和粘性阻尼的情况下,变量泵输入轴的角速度ωp越大,其排量梯度Kp就越大,液压马达的排量Dm越小,Kv值就越大。另外,为保证吊篮车在直线高空作业工作过程中两侧履带驱动液压马达的转速一致,在选用驱动泵及液压马达时,不仅要求有较大的Kv值,而且要求2个液压行驶驱动分系统的Kv值要一致。为此,应尽量选用品质好、质量高、性能稳定的同一型号的液压驱动泵及液压马达。对于二阶微分环节,其固有频率ωn的提高将有利于改善液压系统的动态调速性能。为了提高液压回路的固有频率,应尽量减小液压马达转动惯量Jm和高压腔容积V0,增大液体的等效体积弹性模量βe。液压马达排量Dm对ωn的影响比较复杂,它的加大有使ωn增大的一面,也有导致V0和Jm加大而使ωn减小的一面。阻尼系数ξ对系统的动态调速性能影响较为复杂。过小的ξ值,容易使吊篮车在调速过程中产生振荡现象,但过大的ξ值,对液压系统的快速响应性能不利。因此,选择ξ值时,应对系统的动态调速性能指标进行综合考虑。
外负载TL作用下的频率响应分析, 当变量泵的斜盘倾角固定不变,即φp(s)=0时,动态方程式(9)可简化为ωm(s)=-CtD2m1+sω1(s/ωn)2+2ξ(s/ωn)+1TL(s)(13)传递函数为H2(s)=ωm(s)TL(s)=-CtD2m1+sω1s/ωn2+2ξs/ωn+1(14)此时,动态速度刚度特性公式为L(s)=TL(s)ωm(s)=-D2mCts/ωn2+2ξs/ωn+11+(s/ω1)(15)由式(15)可知,动态速度刚度特性由比例环节、惯性环节和二阶微分环节组成,负号表示外负载的影响使液压马达的输出角速度减小。图3表示其波德图,它反映了动态速度刚度随外负载变化频率的变化情况,故称之为动态速度刚度幅频特性曲线。图3动态速度刚度幅频特性由图3可知,在ω<ω1的低频段,只有比例环节起作用。此时外负载TL(s)的变化频率对输出量ωm(s)没有影响,系统在这段的动态速度刚度不变,其数值等于稳态速度刚度,即-TL(jω)ωm(jω)ω=0=D2mCt(16)在ω1<ω<ωn的中频段,渐近线斜率为-20dBdec-1,系统在这段的动态速度刚度随外负载变化频率的增加而下降。在ω>ωn的高频段,渐近线斜率为+40dBdec-1。高频下惯性负载很大,抵消了外负载的作用,使得动态速度刚度反而随频率的二次幂而急剧增加。但系统一般很少在此频率范围工作。由此可知,吊篮车在高空作业作业过程中,由于外负载的变化将导致高空作业行驶速度发生波动。另外,两侧履带所受外负载不同时,也将导致两侧履带速度不同,使吊篮车的直线行驶性能变差。为保证高空作业作业质量,吊篮车必须具备足够的动态速度刚度。因此,在吊篮车液压行驶驱动系统的设计过程中,应尽量选用泄漏小的泵和液压马达,尽量选用最大排量较大的变量液压马达。
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