流速仪检定车的驱动及车身设计文献综述

 2022-09-18 17:08:42

  1. 文献综述(或调研报告):

整个检定系统分由水槽槽体、轨道组件、馈电系统、检定车及其控制系统组成。杨宝成指出,在测速前,应先按规定安装仪器,再在固定的测速垂线上按下列流程测速:测深→选取测速方法→在待测点上安放流速仪→待一、二个讯号发出且仪器正常运转后开始测速→测完后记录讯号数与其历时→利用流速仪检定公式算得测点流速,注意如果运转异常,要求停止测速,并提出仪器和查明原因。其次,测点测速历时要求ge;100s。

本次设计主要研究检定车的驱动和车身设计,首先要解决的问题便是检定车的驱动问题,流速仪检定车驱动系统是流速仪检定车的关键环节,拖曳式驱动使检定车加减速时不易控制,且拖曳式又引入拖曳端打滑可能性,使得实验的误差可能性上升,增大试验测试难度。且《滑轮对绳拉力损耗影响的分析研究》指出拖曳式引入的滑轮将对拖曳绳的拉力产生影响,使电机施力与车辆受力的大小而不同产生误差,故选择自推进式驱动方式。过去由于受客观条件的制约,驱动系统几乎全都采用直流电机驱动。南新元指出直流调速电机故障较多,维护量大,所以应采用交流变频器对检定车进行技术改造。在使用交流变频器对电机进行控制后,车速稳定,变化率控制在国家标准之内。《流速仪检定车的同步电机驱动设计》指出随着新技术新设备的出现,交流异步和同步电机驱动已能选择使用。由于同步电机只能采用变频调速,变频器的相关参数对同步电机驱动的影响较大;交流同步电机驱动不同于直流电机和交流异步电机,双电机不允许有转速差,因此电机力矩传递方式设计很重要;采用同步电机驱动,耗能制动成为流速仪检定车制动的优先选择,为此要对检定车进行同步电机驱动设计。

本次设计要求车速实现在高达600倍的范围内变速,且需要控制启动加速段的行程不超过40m。张新书选用一台Y系列30kW的三相交流同步电动机驱动,电机的轴与减速箱的输入轴直接相联,减速箱的输出轴两端装有开式齿轮,开式齿轮驱动车体运动。并通过智能调节器和旋转编码器构成检定车速度闭环,在计算机的控制下实现无级变速。实现了控制系统自动运行,用户可选择检定车运行速度,实时检测车速等功能,由此实现了车速的可测可控。为防止车辆蛇形,各车轮速度应相互匹配,《差速传动机构在流速仪检定车上应用的理论论证》一文指出分别驭动的检定车上通过电气同步的方式,保证两个电机分别驱动的车轮同步运行,达到自动走直的目的。《A Four-Wheel-Drive Fully Electric Vehicle Layout with Two-Speed Transmissions》提出应以两电机来控制四驱,这使得速度可控性更好。而在通常,集中驱动检定车两侧车轮行车不能自动同步,若在集中驱动传动系统中增加差速机构,则能改变这一状况。在集中驱动的传动系统中增加 了差速器首先不会于扰检定车的正常运行,其次检定车出现异常走偏时,会自动调整,保证两侧主动轮同步。在外部对车的直线行驶进行约束的设计方面,南新元指出同一轴上的两个车轮采用圆锥形结构,在直线轨道上运行的两个圆锥车轮能够自动调整,使圆锥车轮与轨道接触的位置始终保持车轮半径一致。《Wheel/rail contact geometry parameters in regard to vehicle behaviour and their alteration with wear》与《Wear behavior and work hardening of high strength steels in high stress abrasion》均指出与普通轮相比,圆锥轮更易磨损,且磨损后对其运动精度影响更大,且实际上圆锥轮胎制造要求较高,所以实验采用增设导轮的方法。袁秀峰指出导轮的安装中首先将水平导轮装配在偏心轴上,装配好的水平轮和轴沿支架槽口安装到支架下底板的轴座中,装上轴套和2个半圆摩擦型压板,套上压盖,拧上压紧螺栓组,当起重机安装到轨道上时,松开压紧螺栓组,转动偏心轴调整导轮与轨道侧面的间隙到合理数值后紧固压紧螺栓,该结构形式的导向轮使用效果良好。导轨的铺设是流速仪检定车使用的又一个重要问题,《流速仪检定系统-水槽轨道调整方法》指出根据水利部颁布的中华人民共和国行业标准SL/1T5o-95《直线明槽中转子式流速仪的检定方法》规定,轨道沿检定槽长度方向应平直,轨道顶面与水平面保持平行,两轨道顶部任一侧面应相互平行,轨道接头处应保证光滑平直;轨道底座应有调整装置;轨道应保持清洁,无锈迹。

有限元分析是本次项目的一大难点,《基于ADAMS和ANSYS的动力学仿真分析》指出要精确模拟整个系统的运动,取得动力学仿真结果,可以将ANSYS与ADAMS两个软件结合使用。通常,ANSYS不适合进行机构的动力学分析,而ADAMS不适合进行有限元分析,将二者结合,有利于取长补短。《考虑轮对柔性的车轮疲劳寿命研究》一文在分析车轮的疲劳寿命时,建立考虑轮对柔性的车辆系统动力学模型以获取车轮动载荷时间历程,是非常有必要的。得出车轮首先发生疲劳破坏的部位发生在辐板和轮辋以及轮毂过度处,该处为车轮的最薄弱部位,属非比例多轴疲劳破坏,并首先在辐板表面形成裂纹并逐渐向内扩展。这为本次项目的有限元分析提供了宝贵的参考经验。

杜兵武指出,水文测量时,应对测量仪器与测量环境进行优化 ,由此减少流速仪检定车使用时的误差。试验中的水文保护也是关键,贺玉林指出应该大力加强水文测验的巡测工作和水文调查工作力度,合理开发利用水资源,保持水量平衡,保护生态与环境,由此在未来的水资源开发利用和保护、防灾减灾中创造更加巨大的经济效益和社会效益。

参考文献:

  1. 杨宝成. 浅述灌溉渠道流速仪测流[J]. 农业科技与信息, 2018(2).
  2. 江子扬, 冀洋锋, 林麒, et al. 滑轮对绳拉力损耗影响的分析研究[J]. 机电技术, 2015(2).
  3. 南新元, 梁岚珍, 陈志军, et al. 变频器在流速仪检定车中的应用[J]. 华北水利水电大学学报(自然科学版), 2001, 22(4):40-41.
  4. 金玉虹, 褚泽帆,顾倩 et al. 流速仪检定车的同步电机驱动设计[J]. 水利信息化, 2015(2):49-54.
  5. 张新书. 流速仪检定车速度控制系统设计[J]. 科技信息, 2011(10):335-336.
  6. 何生荣. 差速传动机构在流速仪检定车上应用的理论论证[J]. 水利信息化, 1996(4):22-23.
  7. Pinto S D , Camocardi P , Sorniotti A , et al. A Four-Wheel-Drive Fully Electric Vehicle Layout with Two-Speed Transmissions[C]// 2014 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC). IEEE, 2015.
  8. Polach O , Nicklisch D . Wheel/rail contact geometry parameters in regard to vehicle behaviour and their alteration with wear[J]. Wear, 2016, 366-367:200-208.
  9. Lindroos M , Valtonen K , Kemppainen A , et al. Wear behavior and work hardening of high strength steels in high stress abrasion[J]. Wear, 2015, 322-323:32-40.

[10] 袁秀峰. 新型起重机水平导向轮的设计[J]. 起重运输机械, 2015(7).

[11] 王慷, 牛福义. 流速仪检定系统--水槽轨道调整方法[J]. 东北水利水电, 2003, 21(7).

[12] 侯红玲, 赵永强, 魏伟锋. 基于ADAMS和ANSYS的动力学仿真分析[J]. 现代机械, 2005(4):62-63.

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

发小红书推广免费获取该资料资格。点击链接进入获取推广文案即可: Ai一键组稿 | 降AI率 | 降重复率 | 论文一键排版