升降车平衡回路研究情况??     东莞石排升降车出租,  东莞石排升降车,  东莞升降车出租       对于具有升降功能的执行机构，上升时，重力的方向与运动方向相反，称为正向负载；下降时，重力的方向与运动方向相同，称为负向负载，负向负载在实际应用中非常常见。当液压缸承受负向负载时，若回油腔无背压或背压过小，负载就会在重力作用下快速下落，严重时会导致安全性事故的发生。工程应用中通常采取在液压缸回油路设置平衡阀或节流阀，以便在液压缸的回油腔形成足够的背压，来防止“失速”现象的发生，这种设置了背压装置来平衡负向负载的液压回路称为平衡回路。平衡回路是液压系统中最常用的回路之一，在升降车、起重机等工程机械臂架举升系统中应用广泛。  某型号升降车是我所独立研发的新型产品。其臂架举升机构由臂架、底盘、举升液压系统等组成，其中举升液压系统由举升液压缸、平衡阀、电磁换向阀、比例流量阀等构成。系统平衡回路使用SUN公司的CBCG平衡阀作为负负载平衡元件。 在进行整车调试过程中，臂架下放时出现振动现象，严重影响了操作者的安全。现场对举升液压缸有杆腔和无杆腔的压力进行了测试，结果显示，在75°～35°之间，臂架的振动现象十分明显，当角度低于30°后，随着举升液压缸的载荷越来越大，振动的现象逐渐消除。之后对平衡阀进行了更换，更换为性能更好的布赫公司CINDY系列平衡阀，振动问题减弱，但整车成本增加很多，严重影响了产品的盈利能力。通过对现有研究成果的调研，提高臂架下降时平稳性的办法有两种：一种是优化举升结构，这需要投入大量的人力和物力，并且需要充足的时间和资源进行验证；另一种办法是优化平衡回路，对回路的平衡性能进行优化，只需改变平衡阀件的性能参数大都可以解决问题，与结构优化相比，该方法更加简便，能较方便的解决工程实际问题，缩短周期。平衡回路在我所产品中应用广泛，但至今未有成熟技术规范以指导平衡回路的参数匹配，导致平衡阀性能浪费和无法满足要求的情况并存，给产品-3-的研制工作带来不利影响。为了能够得出具有实际指导意义的成果，提高系统系统研制的效率、减低成本、提高市场竞争力，以该升降车臂架举升机构的参数为基础，开展平衡回路的匹配性研究，旨在得到更具工程意义的仿真模型和技术成果，以便为现有型号的改进和后续产品的研制提供指导。其它工程机械中，例如起重机、水泥泵车等，其臂架举升与升降车的使用工况非常类似。

        举升平衡回路是升降车、起重机和水泥泵车臂架等工程机械的重要机构，其举升性能的好坏直接影响整机的性能，在工程应用中由于回路不匹配造成振动的问题十分常见，研究人员也进行过研究，主要集中在平衡阀特性优化、臂架举升平衡回路仿真及振动问题分析与控制研究等方面。

     平衡阀研究情况,   平衡阀按照安装方式的不同可以分为板式和螺纹插装式。板式平衡阀结构复杂、尺寸大、动态性能好、成本高，主要用在起重机等惯量较大、动作速度较快、对平衡性能要求很高的场合。螺纹插装式平衡阀自出现以来，以体积小、集成度高、价格低等优点应用越来越广泛。板式平衡的动态性能比螺纹插装平衡阀好的主要原因如下：(1)主阀芯阀口根据阀芯位移量进行阶梯设置，阀芯开口相对于阀芯位移的n次方成线性，位移量小时开口更小，位移量大时开口更大，能够兼顾大流量和小流量；(2)主阀芯的行程长，相同的位移量下流量变化小，流量的分辨率高，有利于阀芯开口与系统需要相匹配；(3)控制口采用阻尼桥路设置，能够有效削弱回路中的压力波动，降低对主阀芯开口的影响。

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       布赫公司Cindy系列平衡阀代表了当今的最高水平，其板式平衡阀的稳定性非常高，并且阻尼特性可以根据需要进行调整，以达到最佳的控制效果，是目前各种平衡回路的最佳解决方案，但缺点是体积大、价格超过其他公司的10倍以上。哈威公司平衡阀的基本原理与布赫一致，但适应性略差，不能根据需要进行调整阻尼，价格也较高，目前应用不多。Sun和威格士是螺纹插装阀的代表，其生产的螺纹插装阀小巧、价格低，性能也较好，对于绝大多数工况能够适应。由于螺纹插装平衡阀的突出优点，国内外出现很多对平衡阀应用场合进行拓展的研究，大都是通过仿真的方法，找出影响平衡回路稳定性的多个因素，通过对某一个因素的改变而达到运行平稳的目的，这也推动螺纹插装平衡阀的应用越来越广。60、70年代，我国开始引进螺纹插装平衡阀技术，但应用很少，引进后也未进行再开发。改革开放后，随着工程机械对平衡阀的需求加大，国内有许多院校和研究所结合工程实际情况，对平衡阀进行了许多理论和实验研究，也有许多企业研制出了具有自主产权的平衡阀。如北京华德公司生产的FD系列平衡阀，永嘉良科公司生产的KPF型平衡阀，上海高桥阀门公司生产的WS型平衡阀等，虽然各家公司的阀件结构不同，但工作原理基本相同。然而与其他液压阀件相比，平衡阀的发展相对滞后，现阶段国产平衡阀的应用很少，且存在产品动态性能不好、密封性能差、使用寿命短等问题。 在原平衡阀的基础上研制出了带旁通的平衡阀，其改进点是平衡回路大流量回油时，通过旁通油路来解决回油阻力过大的问题；他们对不同的平衡阀进行了仿真研究，得出了流场特性，为后续研究提供了参考。国内有学者对不同阀芯槽口对流量的影响进行了仿真分析，得出了多种槽口的流场曲线。近年有学者提出了负载敏感平衡阀，其设定压力不用进行人工调整，完全根据负载需要自动设定，使液压缸的回油压力基本与负载的载荷相匹配，能够有效降低系统能耗。负载敏感平衡阀目前尚处于样机研制阶段，各公司都未推出标准化产品，尚不能工程应用。

           平衡回路的应用方式有很多种，核心目标都是在液压缸的回油腔增加节流元件以便形成背压。最常用的形式主要有三种：液控单向阀、节流阀组合式平衡回路，顺序阀式平衡回路和平衡阀式平衡回路。液控单向阀和节流阀组合式平衡回路节流口大小是固定，不能适应宽负载的应用场合，速度调节也存在困难，大多用在载荷不大、速度固定的场合；顺序阀式平衡阀回路因顺序阀的开启需要较高的压力，造成系统中大量的能量损失，应用也很少。平衡阀式平衡回路因其阀口能随负载需要而进行自动调整，调速性能好而被大量应用，升降车臂架举升回路采用平衡阀式平衡阀回路。举升液压缸；2-平衡阀；3-电磁换向阀；4-比例流量阀，控制器向油源发出电流控制指令i；油源输出压力P1、流量Q1的压力油推动举升液压缸，同时压力P1作用于平衡阀的控制口，打开平衡阀；举升液压缸运动推动负载运行，举升液压缸的无杆腔回油Q2通过平衡阀、换向阀后流回油箱；为了防止负载快速下落，平衡阀的开口较小，对回油Q2起到节流作用，在液压缸无杆腔形成压力P2，P2与负载的重量相平衡。油源、举升液压缸、平衡阀三者形成一个闭环控制系统。油源举升缸负载平衡阀P1F、V、Q1P1Q2P2、Q2控制器i.   平衡阀是举升平衡系统中最重要的元件，当负载特性与平衡阀性能不匹配时，系统就可能产生振动现象，进而导致整机性能不佳。传统的平衡阀普遍存在着阻力大、功率损失严重等问题，如何优化平衡阀的节流性能、提高效率是目前研究的热点。目前对平衡回路的研究大多是针对某一应用进行的，进行了泵车臂架系统的运动学分析，得出了液压缸的长度与臂架举升角度和角速度之间的关系，得到了臂架角度对应液压缸长度的函数，得出了通过优化平衡阀的阻尼孔提高泵车臂架下放稳定性的方法。  通过ADAMS仿真、MATLAB遗传算法的方法对升降车、起重机举升缸的载荷进行优化，降低了液压缸载荷，提高了安全性。对于臂架下放振动问题，也有学者提出采用力士乐FD型平衡阀和对平衡阀结构进行优化的措施。有学者通过建立了起重机吊臂运行轨迹仿真模型，并使用该模型来分析如何抑制举升过程中的振动；还有提出基于通用控制器、比例阀和角度编码器的闭环控制方案，并通过升降车臂架举升回路，对控制系统的性能进行检验和验证。

      以SUN公司CBCG平衡阀为研究对象，通过仿真和试验相结合的方法对其性能以及与回路的匹配性进行研究，对引起负载振动的原因进行仿真分析，提出提高平衡回路稳定性的优化方案，并在升降车的臂架举升机构上进行验证。主要研究内容如下：(a)对当前平衡阀和平衡回路的研究成果进行分析研究，明确课题的研究方向。分解CBCG平衡阀，详细研究其工作机理，建立数学模型和仿真模型，并通过试验验证模型正确性。(b)建立举升平衡回路的数学模型，求解出影响回路稳定性能的因素，从工程应用角度进行分析，提出能够优化回路稳定性能的因素，并逐一进行仿真分析，总结提炼出提高平衡回路稳定性的通用方案。(c)建立升降车臂架举升平衡回路的仿真模型，在通用优化方案的基础上，提出适用于抑制升降车臂架下降时振动的方案。(d)在升降车上进行实车试验，对采集到的的数据进行分析，验证-8-优化措施的可行性和有效性。(e)对研究成果进行总结，提出今后的研究方向。

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