由于煤礦井下地質(zhì)條件較為復(fù)雜,掘進(jìn)機(jī)在截割作業(yè)過程中會(huì)受到頻繁且不穩(wěn)定的交變載荷的影響,給液壓控制系統(tǒng)造成了極大的壓力沖擊,同時(shí)由于掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)的驅(qū)動(dòng)功率極大,造成系統(tǒng)在啟動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生巨大的壓力波動(dòng),嚴(yán)重影響了液壓系統(tǒng)相關(guān)元器件的使用壽命。利用AMESIM仿真分析軟件對(duì)掘進(jìn)機(jī)液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化研究,提升其工作時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性,分析表明,優(yōu)化后掘進(jìn)機(jī)的最大載荷波動(dòng)比優(yōu)化前減小了約25%,掘進(jìn)機(jī)從開始執(zhí)行截割作業(yè)到截割載荷趨于穩(wěn)定的時(shí)間與優(yōu)化前差異性不大,截割穩(wěn)定后的載荷比優(yōu)化前減小了約25%,有效延長了掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)的使用壽命,極大地提升了液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。 

【文章來源】：自動(dòng)化應(yīng)用. 2020,(11)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

掘進(jìn)機(jī)機(jī)液聯(lián)合仿真分析原理圖

利用聯(lián)合仿真分析軟件，對(duì)掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)工作時(shí)搖臂的載荷變化情況進(jìn)行仿真分析[4]，結(jié)果如圖2所示。由仿真分析結(jié)果可知，優(yōu)化前的最大載荷波動(dòng)約為200 000N，波動(dòng)時(shí)間約為3.7s，初始時(shí)刻的載荷波動(dòng)是由于在截割機(jī)構(gòu)啟動(dòng)的情況下截割巖壁造成了載荷的突然增加，同時(shí)截齒在初始狀態(tài)下未完全進(jìn)入截割作業(yè)狀態(tài)，因此在開始時(shí)截割載荷隨截齒切入巖壁的深度不同而產(chǎn)生了劇烈的波動(dòng)。隨著時(shí)間的推移，掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)速度、巖壁截割硬度分布等都逐漸趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定時(shí)的載荷約為80 000N，在第2s和第3.7s處產(chǎn)生波動(dòng)的原因在于電控閥換向產(chǎn)生了壓力沖擊，當(dāng)在掘進(jìn)機(jī)工作3.7s后截割載荷達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定截割作業(yè)。

針對(duì)掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)在啟動(dòng)階段和換向階段產(chǎn)生嚴(yán)重載荷沖擊的問題，經(jīng)過對(duì)掘進(jìn)機(jī)液壓控制系統(tǒng)的分析，提出了在系統(tǒng)中使用比例溢流閥替代普通的單向閥，同時(shí)在系統(tǒng)中加入蓄能器來增加系統(tǒng)工作阻尼的方案[5]，實(shí)現(xiàn)滿足工作平穩(wěn)性的要求。根據(jù)系統(tǒng)需求，設(shè)置蓄能器的容積為0.03m3，工作時(shí)的公稱壓力為20 MPa，蓄能器的阻尼比為0.35，新增的阻尼段管路長度不超過1m，避免過大的沿程阻力損失影響工作穩(wěn)定性，在相同的情況下同樣對(duì)優(yōu)化后的控制系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性進(jìn)行分析，其工作時(shí)的載荷沖擊變化曲線如圖3所示。由仿真分析結(jié)果可知，優(yōu)化后掘進(jìn)機(jī)的最大載荷波動(dòng)約為150 000N，比優(yōu)化前減小了約25%，極大地提升了在啟動(dòng)階段的穩(wěn)定性。在掘進(jìn)機(jī)換向的過程中同樣會(huì)出現(xiàn)載荷沖擊，但載荷沖擊的波動(dòng)量要遠(yuǎn)小于優(yōu)化前的沖擊波動(dòng)量，優(yōu)化后掘進(jìn)機(jī)從開始執(zhí)行截割作業(yè)到截割載荷趨于穩(wěn)定，其經(jīng)歷的實(shí)際時(shí)間約為4s，與優(yōu)化前差異性不大，說明在經(jīng)歷載荷沖擊后能夠盡快進(jìn)入平穩(wěn)狀態(tài)，滿足截割穩(wěn)定性的需求。截割穩(wěn)定后的載荷約為60 000N，比優(yōu)化前減小了約25%，提升了截割機(jī)構(gòu)工作時(shí)的平穩(wěn)性，減小了對(duì)截割機(jī)構(gòu)的沖擊，能夠有效延長掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)的使用壽命。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Motion/AMESim的某變載機(jī)構(gòu)的建模與仿真分析[J]. 崔娜娜,吳娟,崔海云.  液壓氣動(dòng)與密封. 2013(09)
[2]掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)液壓沖擊的分析與處理[J]. 王志武.  機(jī)床與液壓. 2013(04)
[3]壓力-流量控制系統(tǒng)中恒壓閥動(dòng)態(tài)特性的仿真研究[J]. 劉軍,劉軍營,王建香,劉新釗,李國棟.  機(jī)床與液壓. 2012(20)
[4]基于Motion/AMESim的某風(fēng)洞迎角機(jī)構(gòu)建模與仿真研究[J]. 劉念,李樹成,王帆.  機(jī)床與液壓. 2012(11)
[5]基于剛?cè)狁詈系木蜻M(jìn)機(jī)截割臂動(dòng)力學(xué)仿真研究[J]. 韓冰,侯寶革,顧鵬.  煤礦機(jī)械. 2012(04)



本文編號(hào)：3564611