液压振动平板夯参数优化及液压激振器仿真研究

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当前,随着国民经济的快速发展,国家对公路、水利等基础建设也越来越重视,基础建设的加快迫切需要大量高质量的压实机械。振动平板夯作为重要的小型压实设备,因其结构简单、体积小、转场方便、压实效果好等优点,被广泛应用于公路、建筑、水利等领域狭窄空间的压实作业。 平板夯分为上下板两部分,电机或发动机固定在上板,偏心块激振器与下板固定在一起,两者之间通过三角带传递功率。在平板夯工作的时候,上下板之间的距离不固定,从而引起三角带传动比不稳定,传动效率下降。 针对上述缺点,本文结合国内外振动平板夯的工作原理,提出了液压振动平板夯的方案,把激压激振器固定在下板上,直接驱动平板夯工作。结合200kg振动平板夯,本文分别对振动平板夯和液压激振器进行动态仿真研究,主要工作如下: 1.对国内外振动平板工作原理进行分析,结合液压激振器线性运动特点,得出液压振动平板夯的整体方案,并简化为数学模型。 2.对振动平板夯模型进行matlab动态仿真,得出如下结论:上下板质量比适当增大有利于提高平板夯的压实能量,比值为1.5时压实能量提高了68%;振动频率与压实能量成正比关系,考虑平板夯的固有频率,取为50Hz;激振器竖直夹角越大平板夯水平行走速度越大,最优值为30度。 3.通过对配流方式的分析,得出液压激振器的方案,对相关参数进行研究,利用AMEsim进行仿真研究,对换向阀换向超前和滞后两种情况对振动活塞运动的影响进行了分析;换向阀中位时正开口量对后腔压力峰值有直接关系,正开口量越大,后腔压力峰值越小,但开口量增大到一定程度压力峰值下降缓慢;系统压力与激振器振动频率正成比,压力升高振动频率和振动能量均增加。 4.对液压振动平板夯进行实验研究,从竖直加速度,系统压力与振动频率关系和水平行走速度三方面,验证本文所提出的方案的正确性。 本文的研究提高了振动平板夯的性能,丰富了振动平板夯的种类,无论是在工程应用,还是在理论研究方面都有重要的意义。
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