树脂锚固剂生产线胶泥管路系统流体脉动抑制研究

摘要

树脂锚固剂是一种广泛应用于隧道施工、建筑物加固、水电工程预应力锚杆加固等领域的材料。然而大部分锚固剂依靠手工生产，导致生产效率低、劳动强度大且质量不稳定。目前自动化的树脂锚固剂生产线正逐渐替代手工生产，但是也存在一些问题，例如在两挤压缸交替工作送料时，在衔接处会出现出料不连续问题，导致装袋质量不合格。造成该问题的根本原因是，两挤压缸在交替工作的衔接处出现压力脉动，从而导致流量脉动。
　　本文针对该问题，首先研究了流体脉动抑制理论基础，对流体脉动的机理、管路动态特性、滤波器滤波效果评价方法等做了深入研究，为滤波器结构设计以及滤波特性分析奠定了基础。其次，研究了现有脉动抑制方法，详细阐述了皮囊式滤波器、抗性滤波器和阻性滤波器等被动式滤波器的滤波原理。分析了各种被动式滤波器的优缺点，并在此基础上设计了一种新型的滤波器。该滤波器结合了皮囊式滤波器和H型滤波器的优点，通过改变滤波器细长孔的数目、直径和长度，既能衰减窄频的脉动波，又能对频率范围较宽的脉动波进行有效的衰减。再次，本文引入了电液比拟的建模方法，详细阐述了该方法的理论基础。运用电液比拟的建模方法，对针对窄频的滤波器进行了建模，并用MATLAB对滤波器各结构参数对滤波效果的影响进行了仿真分析。研究表明，适当增加滤波器的体积、减小细长孔的直径，或者增加细长孔的长度都有利于脉动的衰减。研究还表明，流体粘度对滤波器最佳细长孔个数有一定的影响。此外，根据树脂锚固剂生产线流体脉动特点，设计了一种宽频滤波器。文章还引入了功率键合图建模方法，用该方法绘制出了系统功率键合图，并且根据所绘制的功率键合图推导出了系统数学模型。最后，运用MATLAB软件仿真分析了滤波器的安装位置和流体粘度对滤波器滤波效果的影响。结果表明，为了使滤波器滤波效果达到最佳，在安装滤波器时，尽可能使滤波器靠近脉动源而远离负载端。研究结果还表明，流体粘度会影响滤波器脉动衰减效果。即在某些低频率范围内，流体粘度越小越有利于脉动的衰减;而在相对某些高频范围内却恰恰相反。总的来说，随流体粘度增大，滤波器所能衰减脉动波的频率范围更广。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 树脂锚固剂自动生产线概述

1．2．1 树脂锚固剂自动生产线系统简述

1．2．2 树脂锚固剂自动生产线送料系统工作原理

1．2．3 树脂锚固剂生产线存在的问题

1．3 流体脉动抑制国内外研究动态

1．3．1 流体脉动产生的原因

1．3．2 流体脉动抑制方法

1．4 本课题的主要研究内容

1．5 本章小结

第二章 流体脉动抑制理论基础

2．1 流体脉动波的传递和反射

2．2 管路系统动态特性

2．3 流体滤波器滤波效果的评价方法

2．4 二端网络

2．5 节流孔阻抗特性

2．6 本章小结

第三章 一种新型滤波器设计

3．1 常用滤波器滤波原理

3．1．1 蓄能器滤波原理

3．1．2 抗性滤波器滤波原理

3．1．3 阻性滤波器滤波原理

3．2 一种新型滤波器结构设计

3．3 新型滤波器滤波原理

3．4 本章小结

第四章 针对窄频的滤波器建模与仿真

4．1 窄频脉动系统

4．2 基于电-液相似的建模方法

4．2．1 电阻-液阻相似性

4．2．2 电容-液容相似性

4．2．3 电感-液感相似任

4．3 针对窄频的滤波器数学建模

4．4 基于MATLAB的滤波器滤波特性仿真分析

4．4．1 MATLAB软件简介

4．4．2 滤波器滤波特性

4．4．3 滤波器各个参数对滤波效果的影响

4．5 本章小结

第五章 针对宽频的滤波器建模与仿真

5．1 功率键合图建模方法

5．1．1 系统中影响动态性能的因素

5．1．2 功率键合图的构成元素

5．1．3 绘制功率键合图

5．1．4 推导数学模型

5．2 宽频滤波器建模

5．2．1 绘制功率键合图

5．2．2 宽频滤波器数学模型

5．3 宽频滤波器仿真分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的成果及发表的学术论文