矿用液压扒装机液压控制系统设计及动态性能仿真

摘要

随着我国煤炭综采技术的高速发展，传统的人工采煤技术逐渐被机械自动化所取代，其中矿用液压扒装机因为其强大的功能优势，近年来逐渐展露头角，究其原因液压传动与控制技术在矿用液压扒装机中的应用起着举足轻重的作用，该项技术也是该类设备最为关键技术，其设计合理性直接关系到机器的工作效率及能量利用率，甚至关系到矿用液压扒装机设计功能的实现。而目前矿用液压扒装机的液压控制系统设计，大多采用参照其它工程机械的液压控制系统设计方法或原理的类比法来进行设计的，缺乏系统设计与研究理论，在一定程度上存在极大的盲目性和风险性。故对矿用液压扒装机的液压控制系统设计及仿真研究是一项有效解决该类机械设计问题的最基础工作，具有极高的应用价值，本课题的研究主要完成以下工作:
　　1.通过调研和综合现有的有关文献，综述矿用液压扒装机的发展现状，分析现行矿用液压扒装机的组成结构和应用工况特点。
　　2.利用流体传动原理及液压控制理论，结合矿用扒装机机的实际工况特征，依据该类机械液压控制系统设计要求，给出矿用液压扒装机的液压控制系统设计方法，采用工况负载图方式，确定液压控制系统的主要参数，提出计算和选择主要液压元件理论依据。
　　3.利用Solidworks软件对矿用液压扒装机进行三维建模。根据实际工况对模型进行科学合理的简化，有效地将三维模型导入仿真软件ADAMS中并进行参数设置，得出工作机构的动力学仿真结果，较好地解决矿用液压扒装机典型工况仿真应用问题。在AMESim软件中进行液压控制系统仿真，利用ADAMS和AMESim软件对矿用液压扒装机的工作机构和液压控制系统进行联合动态拟合，得出其工况特点下系统压力及各油缸受力计算方法。
　　4.利用上述所建立的相关模型及计算分析方法，分析与研究矿用液压扒装机在扒装过程中，机器的功率消耗及挖桩机构各油缸液压参数的变化情况。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 矿用液压扒装机介绍

1．1．1 矿用液压扒装机结构特征

1．2．1 矿用液压扒装机发展前景

1．2 相似机型液压控制系统设计及仿真的研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 课题来源及工作内容

1．3．1 课题来源与设计理念

1．3．2 课题主要工作内容

2 矿用液压扒装机结构及液压控制系统特性分析

2．1 矿用液压扒装机液压控制系统组成及分析

2．1．1 机器动作分析

2．1．2 液压控制系统组成及分析

2．2 矿用液压扒装机的典型工况分析

2．2．1 挖装工况分析

2．2．2 运输工况分析

2．2．3 行走机构工况分析

2．3 矿用液压扒装机液压控制系统特性分析

2．3．1 矿用液压扒装机液压控制系统类型

2．3．2 矿用液压扒装机液压控制系统基本回路分析

2．4 本章小结

3 液压控制系统设计

3．1 矿用液压扒装机液压控制系统设计要求

3．2 绘制液压控制系统原理图

3．3 液压元件的选择

3．3．1 液压泵的选择

3．3．2 电机的选择

3．3．3 液压换向阀的选择

3．3．4 行走马达的选择

3．3．5 油路管径的选型

3．3．6 冷却系统设计

3．3．7 其它外购液压元件选择结果

3．4 液压集成块设计

3．5 油箱设计

3．6 液压控制系统安装

3．6．1 绘制液压控制系统安装图

3．6．2 绘制橡胶管零件图

3．6．3 绘制冷却降尘系统安装图

3．6．4 液压控制系统现场装配

3．7 本章小结

4 基于AMESim和ADAMS矿用液压扒装机联合仿真

4．1 机器仿真虚拟样机的建立

4．1．1 SolidWorks三维模型建立

4．1．2 设置ADAMS环境变量

4．1．3 设置模型零件属性、约束及验证

4．1．4 仿真过程设置

4．1．5 获得仿真结果

4．2 AMESim模型建立

4．2．1 挖装机构AMESim建模

4．2．2 AMESim模型参数设置

4．3 联合仿真

4．3．1 油缸负载仿真模拟

4．3．2 挖桩机构液压仿真模拟

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果