基于大型液压系统举升系统设计

基于大型液压系统举升系统设计

液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。液压系统可分为两类：液压传动系统和液压控制系统。液压传动系统以传递动力和运动为主要功能 。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能） ，通常所说的液压系统主要指液压传动系统。

阵面天线工作时需要举升到一定的高度，并对其仰角有一定要求。通常的做法是设计一种举升机构，结合驱动控制来完成天线的举升俯下动作，就动力而 言主要有电机驱动和液压驱动两种。对大型天线来说，由于设备较重和风载荷较大，运动过程中需要的动力很大，而液压系统能实现大吨位的低速传动，且能在较大 范围内实现无级调速，可以利用体积小、重量轻的装置获得很大的功率，并且具有高响应性，因而重载大尺寸的天线举升动作一般都由液压系统来完成。

液压系统是由动力元件产生压力液体，经过控制元件和管道将压力液体输送到工作油缸或马达，再通过工作油缸或马达将液体压力能转变成机械功，驱动 和控制各种机械设备，完成预定工作。各种控制元件和执行元件用来保证液压传动与控制过程的平稳、精确、高效和安全。液压系统能传递的力和功率的范围很大， 只要管道足够长，液压系统可以实现大功率的远距离传递.

液压举升机构的结构形式主要有垂直升降式和平行四连杆式，垂直升降式举升装置的升降缸和升降套筒要精心设计，并有特殊的加工工艺，设计加工相对 困难。平行四连杆机构属于平面四杆机构，结构简单，精度易于保证。大多数的天线举升结构设计都采用平行四连杆机构或其衍生结构，但本方案中的天线尺 寸过于庞大，系统载荷和骨架应力都随之大幅增加，且在举升到位后要按一定的速度旋转工作，需要保证其稳定性。单单依靠平行四连杆的结构形式不足以满足其工 作要求，因而在采用四连杆举升机构的同时考虑增加辅助背部支撑机构，使其在天线旋转稳定工作时作为主要的受力结构件，减小主臂架的应力水平

整个举升机构分为主臂架和辅助背撑两个部分，主臂架是一种典型的桁架梁结构，既有足够的强度又减轻了自身重量，辅助背撑由多个连杆机构组成，在 天线稳定工作时保持其稳定性。举升动作时，驱动两根支撑臂架的多级油缸动作，臂架随之运动举升，辅助背撑上各个撑杆开始时跟随臂架随动，在下撑杆滑动到锁 定位置时，插销锁定，之后辅助背撑上各撑杆油缸开始动作，将辅助背撑展开到位，各撑杆油缸依靠机械自锁机构进行锁定。此时主臂架和辅助背撑形成一个由若干 稳定三角形单元组成的桁架系统。俯下动作时，各个撑杆油缸动作，解除自锁状态，之后辅助背撑折叠收回，在下撑杆插销解除锁定后，多级油缸开始动作收回，臂 架随之俯下，辅助背撑跟随动作收回。

由于辅助背撑各个撑杆在运动过程中状态不固定，既有随动动作又有主动动作，其轨迹不是唯一的，在运动到极限位置后，如果没有相互配合好就会运动 到死点位置，出现机构卡死或者运动不确定的现象。为了消除死点的不利影响，需要利用撑杆的分时运动来使其顺利通过死点，在运动过程中控制系统需要对背撑各 个撑杆油缸进行分时控制，协调各个撑杆的运动轨迹，以实现整个辅助支撑的顺利动作。控制系统主要由控制箱、液压泵站、电磁阀组及各种传感器组成。控制箱为 主控单元，按照操作指令控制液压泵站和电磁阀动作，带动各机械执行机构完成相应的动作。液压泵站和电磁阀组是液压动力来源和控制开关回路，直接驱动油缸动 作。传感器是检测单元，对机构的位置关系进行检测，回馈给主控单元。