文 献 综 述 一．引言 搅拌混合设备是化工、冶金、医药、食品、饲料等各种工业反应所不可或缺的重要工具，搅拌器向搅拌介质中输入机械能量，使得搅拌介质获得适宜的流动场[1]。搅拌机是搅拌设备的心脏。在搅拌机设计及使用过程中，合理的选取搅拌机的结构，运动和工作参数，直接关系到混凝土等材料的搅拌质量和搅拌效率[2]。因此需要有专门的测试设备对搅拌机进行测试，而本课题所提到的搅拌测试平台是其中一种较好的设备。 本课题研究的搅拌测试平台液压升降系统的基本任务是垂直升降搅拌轴和支撑测试容器，并可实现桨叶在釜体内垂直方向上任意位置的停留，以满足搅拌测试平台的工作要求。 作为关键辅助设备，液压系统以其快速响应、大功率、高性能及易于远程操作控制等特点，作为一种主要传动装置被广泛应用于各种机械设备中。随着自动化和智能化程度的不断提高，液压设备传递的功率越来越大，结构和信息传递过程越来越复杂，已经成为机电液一体化的综合体，其状态测试、节能控制以及故障的早期预防和诊断成为亟待解决的技术难题[3]。 液压升降系统由油箱，液压油齿轮泵、单向阀、电磁阀及液压缸等组成。启动液压油齿轮泵将油箱液压油管路泵往液压缸不断增压，液压缸中的柱塞（连着床面）升起，停止泵液后，单向阀阻止回油，柱塞静止在上升途中；下降时，只需接通电磁阀打开回液路，油液返回油箱，液压缸减压，柱塞下降，从而控制物件上下移动。液压升降系统的质量、性能、可靠性会直接影响测试平台的性能和效率，因此设计合理的液压升降系统是非常有必要的。 二.工作原理 1.搅拌测试平台构成 搅拌器性能测试平台主要由釜体、 搅拌传动装置、搅拌轴与桨叶升降系统、 测试仪器与控制柜等几大部件组成， 并开发了专用软件对搅拌器进行各性能参数实时监测。该技术平台可用于更换不同规格的桨叶、容器及搅拌轴， 实现对搅拌混合时间、 混合效率及搅拌功率等性能指标的测定;亦可以利用仪器观察筒体内液体的流场及速度场。测试平台主体结构原理图如图1 所示： 测试平台的升降系统由传动装置与底座组成， 并由两台电动机提供动力， 其中一台电动机通过西门子变频器来实现需要的搅拌转速， 其功率也通过变频器传入软件;另外一台电动机利用液压原理实现搅拌轴的升降[4]。 2.1液压系统的分类 液压升降平台分为：固定式液压升降平台、剪叉式液压升降平台、移动式液压升降平台、铝合金式液压升降平台和登车桥液压升降平台等。 2.2液压升降原理 液压升降平台主要是通过液压油的压力传动从而实现升降的功能,它的剪叉机械结构，使升降机起升有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使高空作业范围更大、并适合多人同时作业。它使高空作业效率更高，安全更保障。剪叉机构如下图所示： 2.3一般升降台的简化结构分析 升降平台的起升机构一般由驱动装置，传动装置，制动装置以及安全辅助装置等组成。在起重量较大的起重机中，常设有两个或多个不同起重量的升降机构，其中起重量最大的为主起升机构，其余为副起升机构。其简化结构图[5]如下： 三.国内外关于液压升降系统的研究现状 一整套液压系统由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油组成。液压升降系统的核心部件在于液压缸（执行元件），因此国内外对液压缸主要进行动力分析和运动分析，确定液压缸的主要性能参数和主要尺寸。刘晓明和叶玮[6]对液压缸主要进行设计计算与强度校核，建立了液压缸往复运动过程活塞物理数学模型。根据数学模型进行仿真，求得液压缸活塞运动速度-时间特性曲线。王林鸿等[7]结合国外有关文献[8]研究出液压缸运动的非线性动态特征从而确定合理的性能参数。李晋山通过对影响液压缸工作总效率主要因素的分析,确定了选择液压缸配合公差的一种理论依据[9]。这样液压缸的尺寸参数便得到了保证。王占武[10]在他的研究中论述了液压油缸的设计方法及密封选用，装备及实验，简单，方便易懂。 液压系统的动力元件是指液压泵，其性能的好坏对整个液压系统操作的可靠性有着重要的影响，因此液压泵的性能检测及故障诊断方法在工业应用中具有重要意义[11]。其中液压泵的输出流量脉动是液压系统压力脉动的源头，是引起液压系统压力脉动的根本原因。刘大威[12]在他的研究中详细阐述了液压泵输出流量脉动控制及其应用。目前，应用于液压系统故障诊断的方法大都是鉴于用于机械系统故障诊断的方法。常用的诊断方法有通频振动均方幅值越限诊断法[13]。关于液压泵的选择，张宇[14]在其研究中给出了液压泵的选择、安装及调试。 液压系统的控制元件是是各种液压阀，它们控制和调节液体的压力、流量和方向，是液压系统无管化连接方式的一种常用方法，又称插装阀[15]。其中液压阀组是液压系统的关键部件，液压系统设计的主要工作就是液压阀组的设计，朱小明和胡传芳[16]详尽地介绍了液压阀组的分类、设计方法、加工方法及其试验方法。液压阀受到的外在干扰较多，针对这一点，黄伟[17]等专家对工程机械液压阀再制造及其效益进行了分析。 液压系统的液压油常被比喻为液压系统的血液在液压系统中液压油起着传递能量、润滑、密封、冷却等关键作用。陈惠卿综述了液压油的分类标准、产品标准及不同类型的液压油的性能特点，同时分析了工程机械液压系统与工业设备液压系统的差异，并对工程机械液压油的选择提出了相关建议[18][19]。 液压传动系统的辅助元件有：油管和油管接头、密封件、滤油器、油箱、冷却器和加热器等。辅助元件虽然在液压系统中只起辅助作用，但也是不可缺少的，否则，一些主要元件如泵、阀、油马达就无法工作[20]。陈兰刚[21]等人通过重点分析液压系统辅助元件在工作状态下出现的常见故障，并对其典型故障提出具有针对性的解决措施。 结合本课题，对于液压系统控制升降，研究生潘柳萍[22]在其论文中详细阐述了液压系统控制升降设计的步骤及计算说明。 四.课题意义 搅拌反应在工业生产中占有重要的地位，目前研究搅拌器性能所用的实验平台较少，且存在一些问题。本课题的搅拌测试平台可更换不同规格的桨叶、容器搅拌轴，实现对搅拌混合时间、混合效率及搅拌功率等性能指标进行测定。平台在其更换的途中就需要一套稳定、性能优良的液压升降系统支持其升降轴和容器的工作，加之，现在液压系统的种类、尺寸规格较多，所以我们研究设计这样一套系统是非常有必要的。 参考文献. [1] 韩丹，李龙，程云山，徐峰，现代搅拌技术的研究进展[J]，南京:食品与机械，2004,20（4）：31-34 [2] 向再励，搅拌机设计和使用中主要参数的选取[D]，长安大学，2008 [3] 谷立臣，刘沛津，陈江城，基于电参量信息融合的液压系统状态识别技术[J]，西安：西安建筑科技大学机械电子技术研究所，2011，47（24）：142-150 [4] 周勇军等.新型实验教学装置#8212;搅拌器性能测试平台的开发[J] .实验室研究与探 索，2012,31(12)：37～39 [5] 倪素环等.一种新型液压升降台的研制[J].工程机械,2011，1(42):59～61 [6] 刘晓明，叶玮，液压缸结构设计及运行特性分析[J], 沈阳：沈阳工业大学, 2013，7：17-21 [7] 王林鸿，吴波，杜润生，杨叔子，液压缸运动的非线性动态特征[J], 华中科技大学,南阳理工学院 2017，43（12）：12-19 [8] CAO Jusheng．Existence for periodic solution of forced Lienard equition[J]．Journal of Nanjing Normal Univer-sity (Natural Science)，1997，20(4)：14-19 [9] 李晋山，液压系统设计中液压缸配合公差选择的理论依据[J], 开封：开封大学, 2005，2：73-75 [10] 王占武，液压油缸的设计方法[J], 阜新市液压公司 , 2014，1：69 [11] 高英杰，孔祥东，Zhang Qin，基于小波包分析的液压泵状态监测方法[J]，燕山大学河北省重型机械流体动力传输及控制重点实验室, 2009，45（8）：80-88 [12] 刘大威，液压泵输出流量脉动控制及其应用研究[D], 吉林大学, 2013 [13] WANG Taiyong, HE Huilong, WANG Guofeng, et al. Rolling-bearings fault diagno sisbased-on empirical mode decomposition and least square support vector machine[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2007, 43(4)：88-92 [14] 张宇，液压泵的选择、安装及调试[J],大庆石油化工设计院,2004，111（12）:29-30 [15] 杨宾峰，宁李谱，液压阀设计方法的研究[J], 河南科技学院, 2008，36（2）：99-102 [16] 朱小明，胡传芳，液压阀组的设计与制造[J], 2007，1（3）：84-86 [17] 黄伟，杨军，洪旗，江代祥，许桂伟，吴慧，工程机械液压阀再制造及其效益分析[J], 广西：广西大学, 2013，26（2）:108-111 [18] 陈惠卿，工程机械用液压油的选择[J]，北京：中国石化长城润滑油公司, 2012，1（12）：46-51 [19] Satoshi ohkawa ect.,A new hydraulic fluid specification[D].HK:The 11th The Annual Fuels and Lubes AsiaConference,2005 [20] 沈凤鸣，谢文蔚，液压传动基础知识[M], 渔业现代化, 1979 [21] 陈兰刚，王曙光，王守龙，徐淑美，吴士杰，浅谈液压辅助元件的故障分析与解决措施[J], 2013,1（25）：129-181 [22] 潘柳萍，液压连续升降系统关键技术研究[M]，同济大学，2006 | 
