基于AMESim的液压支架液压系统性能仿真分析

摘要

随着国民经济和现代工业的发展，煤炭作为国民经济建设的主要能源，越来越具有其战略地位。为提高煤炭高产高效、安全生产，作为煤矿井下综采工作面支护关键设备的矿用液压支架面临着一场巨大的改革。为了从根本上改善劳动和安全条件，提高采矿的产量和效率。为矿用液压支架液压传动与控制系统的性能和控制精度等提出了更高的要求，而运用计算机仿真技术对液压系统进行分析具有重要的意义。计算机仿真技术不仅可以预测系统性能，减少设计时间，还可以对所涉及的系统进行整体分析和评估，从而达到优化系统、缩短设计周期和提高系统稳定性的目的，这是当今煤炭工业对矿用液压支架设计的基本要求，模型化、模块化以及动态仿真是产品设计者对工具的最基本要求。国内对矿用液压支架液压控制系统的控制技术主要有阀控和泵控两大类，阀控液压系统存在节流损失大、能量效率低、对执行元件控制精度不高等问题;而采用无节流损失的泵控液压技术虽然能有效地解决节能问题，但动态响应性特别是执行元件的鲁棒性一直不能提高，这是泵控系统存在的严重不足，也是煤炭工业中矿用液压支架一直存在的问题。正是由于此问题的存在给矿用液压支架的使用带来一系列负面影响。
　　为了改善矿用液压支架液压系统的动态响应性，特别是对执行元件的速度的控制和执行元件的鲁棒性好坏对整个矿用液压支架液压系统的工作影响比较大。本文主要从以下几方面开展:
　　(1)为了更好的对液压支架进行了解，本文对液压支架的选型、设计和工作原理进行分析;
　　(2)利用仿真软件AMESim对液压支架的安全阀、液控单向阀、交替阀、操纵阀等进行模型的建立并与零件图对应;
　　(3)利用仿真软件AMESim对液压支架的安全阀、液控单向阀、推移千斤项、液压系统进行仿真，对其速度、加速度、压力、流量等进行分析，得到对系统鲁棒性较好的参数设置，为液压系统的整体工作性能的提高和改善提供理论依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 国内外液压支架发展现状与趋势

1．2 国内外液压支架发展情况比较

1．2．1 国外液压支架发展概述

1．2．2 国内液压支架的发展历程

1．3 国产液压支架与国外差距

1．4 液压支架研究发展趋势

1．5 本文主要研究内容

1．5．1 安全阀模型的建立与分析

1．5．2 液控单向阀模型的建立与分析

1．5．3 推移千斤顶模型的建立与分析

1．5．4 液压系统模型的建立与分析

第二章 液压支架模型构建

2．1 液压支架的性能与选型

2．1．1 液压支架的基本性能要求

2．1．2 支架的选型设计原则

2．2 液压支架主要技术特征确定

2．3 立柱柱窝位置确定与受力分析

2．4 ZY5000／18／41支架主要技术参数

2．5 液压支架的工作原理

第三章 AMESim仿真模型的建立

3．1 AMESim仿真液压系统的特点

3．2 AMESim仿真模型与实际元件结构对比

3．2．1 液控单向阀模型的建立

3．2．2 双向锁模型的建立

3．2．3 交替阀模型的建立

3．2．4 回液断路阀模型的建立

3．2．5 安全阀模型的建立

3．2．6 操纵阀模型的建立

第四章 AMESim仿真及特性研究分析

4．1 溢流阀仿真

4．1．1 溢流阀仿真模型

4．1．2 三组数据对比表

4．1．3 溢流阀的仿真曲线对比

4．1．4 分析结论

4．2 液控单向阀仿真

4．2．1 液控单向阀仿真模型

4．2．2 三组数据对比表

4．2．3 液控单向阀对比曲线

4．2．4 对比曲线分析

4．3 节流口仿真

4．3．1 节流口仿真模型

4．3．2 参数设置

4．3．3 仿真曲线对比

4．3．4 对比曲线分析

4．4 推移千斤顶控制回路仿真

4．4．1 乳化液泵模型选取及参数设置

4．4．2 推移千斤顶控制回路的AMESim模型

4．4．3 推移控制回路的仿真及结果分析

4．5 液压支架系统分析

4．5．1 液压支架系统仿真模型

4．5．2 参数设置

4．5．3 仿真曲线

4．5．4 分析结论

第五章 结论与展望

5．1 全文工作总结

5．2 工作展望

致谢

参考文献

学术成果