提升钢丝绳模拟试验平台的研究

摘要

结合机械传动系统中驱动机构及防跑绳装置的动作要求，完成了液压控制系统的方案设计。利用Automation Studio软件对液压控制系统进行了钢丝绳由于具有承载大、卷绕性好、运动平稳的特点，被广泛应用于多种行业。而提升钢丝绳作为矿井提升系统重要的组成构件，其可靠性直接影响到矿井提升系统的安全。为了防止由于提升钢丝绳使用过程中因失效、断裂等问题造成的各种安全事故的出现，对于钢丝绳张力、振动、弯曲疲劳、断丝等运行特性的研究非常必要。因此，设计一种提升钢丝绳模拟试验平台具有十分重要的意义。
　　本研究在分析传统钢丝绳试验平台不足的基础上，提出了提升钢丝绳模拟试验平台的设计功能与要求，研究了提升钢丝绳模拟试验平台机械传动系统的总体方案与工作原理。借助Adams动力学仿真软件对提升钢丝绳在驱动机构不同运行工况下的动态特性进行了研究，结果表明提升钢丝绳在运行过程中其速度与加速度会有一定波动，但在合理运行范围内；同时，系统的运行速度及提升载荷重量越大，其运行的平稳性有所下降，运行时需根据实际情况选择合理参数。利用LMS Test.Lab软件对垂直导向架进行了模态试验，得到了其各阶振动频率，为避免其在平台运行过程中产生共振奠定了基础。仿真模型的建立，分别对两液压回路在不同系统压力及不同电液换向阀额定流量下运行的动态特性进行了仿真研究。通过仿真结果分析对比，综合考虑系统运行需求，确定液压控制系统的系统压力为13MPa，防跑绳控制回路电液换向阀额定流量为90L/min。针对驱动机构利用上、下两电机进行驱动的特点，提出了一种基于PLC的矢量变频调速控制的双电机同步方法。利用MatLab/SimuLink软件进行了控制系统的仿真分析，结果表明该双电机同步控制方法具有良好的同步传动效果，以及优良的调速性能与抗干扰能力。依据提升钢丝绳模拟试验平台所需进行的张力、振动、断丝探伤、弯曲疲劳等性能试验的设计要求，研究了其测试系统的总体方案；对钢丝绳振动性能进行了试验，在得到试验数据的同时，验证了试验平台的可行性。测试系统引入无线传输技术避免了现场布线的混乱；并对其PLC通信系统及上位机组态软件进行了设计，可实现提升钢丝绳模拟试验平台的远程控制及试验数据实时显示。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题的研究背景与意义

1.2课题研究现状

1.3课题主要研究内容与技术路线

1.4本章小结

第二章 钢丝绳试验平台机械传动系统研究

2.1机械传动系统整体结构

2.2驱动机构

2.3防跑绳装置

2.4改向轮组

2.5运行过程中钢丝绳动态特性仿真

2.6垂直导向架模态分析

2.7本章小结

第三章 钢丝绳试验平台液压控制系统研究

3.1液压控制系统设计目的与要求

3.2液压控制系统方案

3.3液压控制系统仿真与分析

3.4本章小结

第四章 钢丝绳试验平台驱动机构调速控制研究

4.1异步电机矢量控制理论及基本方程

4.2双电机同步传动控制系统

4.3本章小结

第五章 钢丝绳试验平台测试系统研究

5.1测试系统总体方案

5.2振动性能试验

5.3无线传输方案

5.4远程处理系统

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文