新型液压延时装置的设计与仿真

摘要

煤炭作为我国重要的基础能源之一，其在国民经济中扮演着不可替代的作用。煤矿安全生产关系着我国经济建设的长久持续发展，为此必需重视煤矿安全生产，确保煤炭工业持续、稳定和健康发展。煤矿井下的作业安全因素涉及人、设备以及管理等方面，在保证对人的安全管理的条件下，机械设备的安全性能显得尤为重要。机械设备由动力系统、驱动系统和执行系统组成。井下工作时，动力系统的稳定性对整个作业环境的安全性起着举足轻重的地位。由于动力系统往往会涉及电气系统的控制作用，而设备在井下工作中对用电方面非常敏感，所以找到一种安全防护办法或直接找一种替代办法成为急需解决的问题。 以往设计的对液压阀延时控制的控制系统中，有电路延时控制系统和机械式延时控制系统。电路延时控制系统的优点在于：动作灵敏、控制精度高和操作方便等特点，因此被广泛用于现实生活中。但是在一些强磁场环境下工作时，常常会出现工作不稳定或异常动作等现象，且不可用于有防爆要求的环境中。机械延时虽然可以用于磁场环境中，但因其工作中不可避免的机械磨损和受力变形等问题，使得其准确度一直达不到人们的期望值。鉴于此，设计了一种纯液压的延时装置来实现对液压阀的控制作用，其特点是在没有电信号的控制作用下，可以实现对液压阀的延时控制，且其延时时间可以调整。 在对延时装置理论分析的基础上展开了对其结构的设计与研究，首先对延时回路的组成和工作过程进行了具体的分析，并对延时器在回路中的作用进行了描述。接着，对延时器的结构和工作原理展开详细的阐述，并对延时器的延时时间调整方法，以及其在具体操作中的可行性进行分析，确定了最佳的时间调整方式。根据设计所需满足的调整时间，对延时器中的一些零件进行了设计与校核，着重对延时器的节流活塞的结构进行了设计。最后，对延时器在实际应用中可能出现的故障问题进行了分类分析。建立了用于研究延时器的延时效果的仿真模型，并分别研究了几种影响延时时间的影响因素。

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新型液压延时装置的设计与仿真

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2延时方法的分类

1.2.1电气延时与机械延时

1.2.2液压延时

1.3课题研究意义

1.4研究内容、分析方法和创新点

1.4.1课题研究内容

1.4.2分析方法

1.4.3课题的创新点

1.5课题研究难点

第二章 液压延时器的结构及原理

2.1延时回路与工作过程

2.2延时器结构与工作原理

2.2.1延时器结构

2.2.2延时器工作原理

2.2.3推杆受力分析

2.3延时器的延时调整

2.3.1时间调整方法

2.3.2通过调节L的延时时间计算

2.3.3延时器的总时间T的计算

2.4单向阀的工作原理与选用

2.4.1单向阀的工作原理

2.4.2单向阀的选用

2.5本章小结

第三章 设计要求与节流活塞的设计

3.1设计要求与基本参数的确定

3.1.1设计要求

3.1.2基本参数的确定

3.2节流活塞表面节流槽的设计

3.2.1三种节流槽的形状

3.2.2三种节流槽的尺寸

3.3节流槽的确定

3.3.1节流槽的计算

3.3.2节流槽形状的确定

3.4本章小结

第四章 延时器各零件的设计与选用

4.1推杆的设计与校核

4.1.1推杆尺寸的确定

4.1.2推杆强度校核

4.2复位弹簧的设计

4.3压板弹簧的设计

4.4压板的设计

4.5调节螺杆设计

4.6其它零件的选用

4.6.1螺母的选用

4.6.2接头的选用

4.6.3高压堵头

4.6.4密封件

4.7阀体尺寸

4.8本章小结

第五章 延时器的使用、维护和故障问题

5.1延时器的使用

5.2延时器的维护

5.3延时器的故障问题

5.3.1延时器故障因素

5.3.2延时器故障解决方法

5.3.3解决方案

5.4延时器的延时精度分析

5.5本章小结

第六章 仿真实验

6.1 AMESim软件的介绍

6.2延时器节流槽直径对延时器的影响

6.3改变距离L的延时方法

6.4供油压力对延时器的影响

6.5节流槽长度对延时器的影响

6.6节流槽形状对延时器的影响

6.7仿真结果分析

6.8本章小结

第七章 总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文