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根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論,針對高空作業(yè)平臺臂架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)合影響高空作業(yè)平臺臂架結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能的基本因素,提出高空作業(yè)平臺臂架動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的八個(gè)基本原則:門架各階模態(tài)頻率*高原則、高空作業(yè)平臺臂架結(jié)構(gòu)重心*低原則、高空作業(yè)平臺臂架各階頻率均勻分布原則、高空作業(yè)平臺臂架等剛度原則;高空作業(yè)平臺臂架結(jié)構(gòu)固有頻率下低上高原則、高空作業(yè)平臺臂架固有頻率避免與激勵(lì)頻率重合原則、高空作業(yè)平臺臂架主要受力方向與主剛度方向重合原則、高空作業(yè)平臺臂架結(jié)構(gòu)質(zhì)心靠近約束原則。用提出的高空作業(yè)平臺臂架結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化基本原則,對高空作業(yè)平臺臂架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),仿真結(jié)果表明,優(yōu)化效果良好。提出勢能回收效率影響因素試驗(yàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)方案。分析了勢能回收效率的影響因素試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果,得到結(jié)論如下:勢能回收效率隨著動(dòng)臂負(fù)載的增大而增大,隨著動(dòng)臂下降速度的減小而增大,隨著動(dòng)臂下降加速度的減小而增大。試驗(yàn)結(jié)論與仿真分析結(jié)果完全一致,驗(yàn)證仿真模型的合理性及仿真結(jié)果的正確性。對比分析傳統(tǒng)電動(dòng)和能量消耗試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果,得到的結(jié)論如下:勢能回收系統(tǒng)對超級電容器組的充電量占能量源鉛酸蓄電池組和超級電容器組總放電量的,勢能回收效果明顯;帶勢能回收系統(tǒng)可延長工作時(shí)間:。分析兩種試驗(yàn)動(dòng)臂上升試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果,得到的結(jié)論如下:可以避免鉛酸蓄電池組大電流放電,有效延長鉛酸蓄電池組的使用壽命,降低的使用成本。
建立勢能回收系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和勢能回收效率模型,研究了勢能回收效率與高空作業(yè)平臺臂架動(dòng)力學(xué)性能參數(shù)及勢能回收系統(tǒng)零部件參數(shù)之間的關(guān)系,結(jié)果表明:勢能回收效率隨著臂架負(fù)載的增大而增大,隨著動(dòng)臂下降速度、動(dòng)臂下降加速度的減小而增大;勢能回收效率隨著液壓馬達(dá)排量的增大而增大,隨著液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、升降油缸活塞面積、升降油缸運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量的減小而增大。為勢能回收系統(tǒng)參數(shù)匹配設(shè)計(jì)及控制策略制定提供依據(jù)。提出了基于雙能量源鉛酸蓄電池組和超級電容器組、變轉(zhuǎn)速容積調(diào)速的勢能回收系統(tǒng)方案。雙能量源滿足勢能回收系統(tǒng)對高功率密度和高能量密度能量源的需求;變轉(zhuǎn)速容積調(diào)速實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)輸入功率與負(fù)載所需功率的完全匹配,無節(jié)流損失和溢流損失,提高了系統(tǒng)效率。提出了基于節(jié)流輔助調(diào)速和變轉(zhuǎn)速容積調(diào)速復(fù)合控制的勢能回收系統(tǒng)方案,解決了動(dòng)臂下降速度波動(dòng)問題。
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