液压支架电液换向阀试验台及其测控系统研究

摘要

实现煤炭工业的安全、高效、集约化生产，对综采工作面生产装备的自动化程度的要求越来越高。电液换向阀是液压支架电液控制系统中的核心控制部件，其性能的优劣直接关系着整个综采工作面的安全和生产效率。为配合电液换向阀的研制和满足其高效的出厂或维修后性能试验，本文研制了一台高效率、高精度、智能化的电液换向阀性能测试试验台。本文主要进行了以下几个方面研究:
　　 根据煤炭行业关于液压支架电液换向阀的试验标准，结合实际需要，确定了电液换向阀的试验内容、方法及要求指标，提出了试验台的性能要求，制定了试验台的总体设计方案。
　　 应用模块化的设计思想，把试验台的液压系统化分为液压源、增压、试验和被试阀四个模块进行设计，并设计出液压系统原理图。对液压系统中的增压缸、双作用指示缸的进行了结构设计和主要参数的计算。对液压系统的压力损失和液压冲击进行了分析和验算，并采取了相应的解决措施。
　　 对试验台测控系统的硬件部分做了详细设计，对工控机、传感器、数据采集卡等关键元件做了选型分析;设计了信号调理电路，包括:I/V转换电路和电压脉冲信号衰减电路设计。设计了系统接口与执行元件间的驱动和隔离电路。分析了系统干扰的产生机理和类型，并对系统进行了抗干扰设计。
　　 本文以LabVIEW软件为开发平台，采用模块化的设计思想，完成对虚拟仪器测控系统软件的开发与实现，完成了数据输入和输出、数据处理、数据存储与显示、试验报表生成及打印和人机界面设计等功能模块的设计。设计了多通道循环数据采集(VI)，实现对试验压力信号采集;详细分析对比计数器输入和模拟输入两种测量电压脉冲信号的方法，并制定了用计数器输入测量电压脉冲的方案;研究了应用剔出粗大误差、平均值滤波和LabVIEW自带滤波器进行数据处理的方法。采用面向对象的设计思想，进行虚拟仪器软面板设计，制定了虚拟仪器测控系统人机界面的设计方案。
　　 最后，对试验台及其测控系统进行了试验验证，证明其满足要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究背景和意义

1．3 液压试验技术概述与研究现状

1．3．1 液压试验技术概述

1．3．2 研究状况

1．4 课题研究内容

第二章 试验台试验内容与总体设计

2．1 液压支架电液控制系统及电液换向阀概述

2．1．1 液压支架电液控制系统概述

2．1．2 液压支架电液换向阀工作原理

2．2 试验台试验内容及方法

2．2．1 试验内容

2．2．2 试验方法及要求指标

2．3 试验台总体设计

2．3．1 试验台的组成

2．3．2 试验台性能参数确定

2．4 本章小结

第三章 试验台液压系统设计

3．1 液压系统模块化设计

3．2 液压系统工作原理

3．3 液压缸的设计

3．3．1 双向增压缸设计

3．3．2 双作用指示缸设计

3．4 液压系统分析与验算

3．4．1 压力损失分析与验算

3．4．2 液压冲击分析与计算

3．5 本章小结

第四章 虚拟仪器的硬件设计与构建

4．1 硬件设计基本原则

4．2 测控系统硬件总体设计

4．3 关键硬件选型分析

4．3．1 工控机

4．3．2 数据采集卡

4．3．3 传感器

4．3．4 行程开关

4．4 硬件系统部分电路设计

4．4．1 信号调理模块的设计

4．4．2 系统接口与执行元件间电路设计

4．4 抗干扰设计

4．4．1 干扰的来源类型和形成条件

4．4．2 干扰类型

4．4．3 抗干扰措施

4．5 本章小结

第五章 虚拟仪器的软件设计与开发

5．1 软件开发平台

5．1．1 LabVIEW软件简介

5．1．2 LabVIEW软件特点

5．2 软件的总体设计

5．2．1 软件设计基本原则

5．2．2 软件系统的基本结构

5．2．3 软件模块化设计

5．3 软件功能实现的关键技术

5．3．1 数据采集

5．3．2 数据处理

5．3．3 试验报表生成及打印

5．3．4 虚拟仪器软面板设计

5．4 本章小结

第六章 试验台验证与调试

6．1 试验条件

6．2 试验操作过程

6．3 验证结果分析

第七章 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 展望

参考文献

致谢

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