aalto1 untyped-item.component.html
Development of a loading system for a differential electro-hydraulic cylinder
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Language
en
Pages
44
Series
Abstract
Traditionally, the control of hydraulic actuators has been done with control valves. The throttling of control valves causes a pressure loss across the valve, which results in reduced efficiency. A modern energy-efficient alternative is a pump-controlled direct drive hydraulic system, where the pump rotation directly controls the actuator, instead of control valves.
The purpose of this thesis was the development of a hydraulic loading system for a direct-driven hydraulic cylinder (DDH). A simulation model was used as proof of concept. The loading system was constructed by integrating it into a DDH laboratory test bench by using readily available components. An external power unit was used to provide the necessary volume flow and pressure to the loading system.
The loading system enables testing of the DDH cylinder in all four operating quadrants, where the load force can act in either direction when the cylinder is either extending or retracting. The upward loading force is generated with two parallel hydraulic cylinders. The downward loading force is generated with a pressure accumulator. Optional steel plates can be added for additional load.
Performance of the loading system was tested by running the DDH cylinder in manual, step, and sinusoidal operating cycles. The loading system operated successfully in all four quadrants, and the load force magnitude and direction could be adjusted during movement.
Hydraulitoimilaitteen säätö on perinteisesti toteutettu venttiileillä. Venttiilissä oleva kuristus aiheuttaa painehäviön, joka heikentää järjestelmän hyötysuhdetta. Nykyaikainen energiatehokas vaihtoehto on pumppuohjattu suorakäyttöhydraulitoimilaite, jossa toimilaitetta säädetään suoraan pumpun pyörimisellä venttiilien sijaan.
Tämän diplomityön tarkoitus oli toteuttaa hydraulinen kuormitusjärjestelmä suorakäyttöhydraulisylinterille. Konseptin toteuttamiskelpoisuus validointiin simulointimallilla. Kuormitusjärjestelmä rakennettiin integroimalla se laboratoriossa olevaan suorakäyttösylinterin testipenkkiin käyttämällä helposti saatavilla olevia komponentteja. Ulkoista hydraulikoneikkoa käytettiin tuottamaan kuormitusjärjestelmälle tarvittava tilavuusvirta ja paine.
Kuormitusjärjestelmä mahdollistaa suorakäyttösylinterin testaamisen neljässä toimintakvadrantissa, joissa kuormavoima voi vaikuttaa kumpaankin suuntaan sylinterin liikkuessa joko ulos tai sisään. Ylöspäin suuntautuva kuormavoima toteutettiin kahdella rinnakkain olevalla hydraulisylinterillä. Alaspäin suuntautuva kuormavoima toteutettiin paineakulla. Lisäkuormana voidaan käyttää lisäksi irroitettavia teräspainoja.
Kuormitusjärjestelmän suorituskykyä testattiin ajamalla suorakäyttösylinteriä manuaalisesti, askelsyklillä ja siniaaltosyklillä. Kuormitusjärjestelmä toimi kaikissa neljässä kvadrantissa, ja kuormavoiman suuruutta ja suuntaa voitiin säätää liikkeen aikana.
Description
Supervisor
Vepsäläinen, JariThesis advisor
Calonius, OlofKajaste, Jyrki