针对某大型设备起竖机构大角度快速起竖重型负载的需求,设计了包括起竖液压缸、插拔液压缸和缓冲液压缸3组执行机构共同组成的起竖液压系统。结合起竖机构特点对整个起竖过程中起竖运动关系进行了分析,采用负载敏感泵的功率控制功能结合变频调速控制实现了整个起竖阶段的恒功率控制,在起竖过质心后采用缓冲液压缸进行缓冲减速并继续翻转至最大起竖角度。通过实际使用和测试表明,系统的恒功率控制策略有效,所采用的缓冲液压缸具有很好的缓冲减速能力,提高了起竖过程的平稳性。

大型起竖装置普遍采用多级液压缸驱动,在缸体初始长度相同的情况下,多级缸较单级缸行程更长,但是其结构也更复杂。为得到多级缸的特性,基于容腔节点法建立了多级缸的运动模型,考虑润滑油膜的信息改进了Lu Gre摩擦力模型,采用迟滞因子的等效阻尼模型改进了接触力模型,完成了多级缸驱动起竖过程的仿真。多级缸换级时作用面积突变,导致压力和速度突变,产生过大的冲击,为减小换级冲击,在缸筒上布置多个缓冲小孔。仿真结果表明：采用缓冲结构后,换级时缸筒同步运动,将压力突变转化为缓变,提前将压力增大至下一级缸筒工作压力,大幅度减小了换级时的速度和加速度波动。