混凝土泵车泵送液压系统故障仿真研究-机械设计及理论专业论文.docx

原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。 作者签名 日期：鱼生年』月j 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 日期：塑年』月』日 亟土j金塞 亟土j金塞 摘要 摘要 混凝土泵车是工程机械中技术含量最高、维护难度最大、价格最昂贵的复杂 装备之一，因其灵活、高效率、高自动化程度及良好的机动性能而广泛应用于道 路、桥梁、建筑等施工过程中。混凝土泵车泵送液压系统因系统复杂、流量大、 换向频率高、液压冲击剧烈等原因，在工程施工时常发生故障，并且很难通过故 障现象直接判断故障原因与故障位置。由于液压系统的液压泵、液压阀等大多都 成本昂贵，若通过试验来获得训练用的数据样本，成本昂贵、周期长，而且很多 故障样本很难通过试验来获得，而通过建立液压系统的虚拟仿真模型，对液压系 统的分析及故障样本的获取具有重要意义。 本文首先介绍了混凝土泵车的发展历史，对泵车的构造、工作原理以及发 展趋势进行了简要分析，对泵送液压系统的基本回路和工作原理进行了详细分 析，并对泵送液压系统的工作过程进行了详细讲解；推导了液压基本元件的动态 建模过程，研究了仿真软件AMESim的功能和特性，对泵送液压系统主要液压元 件的工作原理、特性以及数学模型进行了详细地分析，利用AMESim仿真软件建 立了叠加式溢流阀、二通插装阀、液控换向阀等元件的模型，并利用样本数据和 试验数据对模型进行了优化，根据优化后的元件模型建立了整个液压系统的仿真 模型，并分析了系统的特性；收集和整理了近两年来反馈的故障样本，找出泵送 液压系统常发生的故障位置和原因，并对其进行了分类统计，在仿真模型里注入 了几种典型故障，分析了各种故障对系统动态特性的影响，为后续的诊断模型提 供了充足的训练样本；通过逻辑分析得出了几种典型故障的故障树并通过仿真或 试验验证，为故障诊断提供理论指导。通过试验测试了泵送液压系统中关键节点 的压力以及液压泵的振动信号，并通过物理模拟方法对主油缸泄漏、液压泵斜盘 磨损、配流盘磨损以及轴承损坏等多种故障进行了测试与分析。 通过研究表明，数字仿真方法是分析泵送液压系统动态特性有效的途径， 通过AMESim建立的仿真模型与试验测试相辅相成，解决了试验成本高、周期长 甚至难以实现的问题，为故障样本的收集提供了便携有效的方法。 关键词：泵送液压系统，AMESim，仿真，故障模拟，故障树 ABSTRACTConcrete ABSTRACT Concrete pump truck iS one of the most highly-technical，the most difficult to maintain and the most expensive equipment．It iS widely used in construction of roads， bridges and buildings because of their flexibility,high efficiency,high automation and good mobility．However,because of complex structure，high flow,high reversing frequency and severe impact suitered by hydraulic pump system of concrete pump truck，fault often OCCURS during working time of pump system．And it is often hardly to locate the bug and determine the reason for the fault through analysis of extemal phenomenon of fault．Because hydraulic pump and hydraulic valve of hydraulic system