本文關(guān)鍵詞：閥控式液力偶合器用于帶式輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的研究

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【摘要】：帶式輸送機(jī)的可控啟動(dòng)技術(shù)是決定現(xiàn)代帶式輸送機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。調(diào)速型液力偶合器具有顯著的軟啟動(dòng)性能,是帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)的主要方式。本文以閥控式液力偶合器作為研究著手點(diǎn),研究其在用于帶式輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的可控與控制精度穩(wěn)定性等問(wèn)題。輸送帶屬于多種組成成分的粘彈性體,它的力學(xué)特性是研究可控啟動(dòng)的首要出發(fā)點(diǎn)。由于黏彈性體在被拉伸時(shí)體現(xiàn)出滯后、蠕變及松弛等特性,帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)傳遞力矩在拉動(dòng)輸送帶時(shí)體現(xiàn)為張力以波的形式傳給后續(xù)的輸送帶。因此,對(duì)于輸送帶上的某一點(diǎn),速度、加速度以及張力等變量是關(guān)于時(shí)間的函數(shù),這種動(dòng)態(tài)特性在長(zhǎng)距離大運(yùn)量輸送帶輸送機(jī)起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)表現(xiàn)的非常明顯,對(duì)輸送機(jī)產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)沖擊,容易造成輸送帶斷裂、降低傳動(dòng)裝置壽命等問(wèn)題。本文以實(shí)現(xiàn)帶爬升段的S型啟動(dòng)曲線為目的,研究偶合器的外特性和其供液系統(tǒng)的控制。液力偶合器屬于復(fù)雜的液力傳動(dòng)裝置,對(duì)其流場(chǎng)流動(dòng)狀態(tài)的研究可以實(shí)現(xiàn)高精度的調(diào)速目標(biāo)。本文以ANSYS-CFX作為其流場(chǎng)分析工具,給出合適的氣液兩相流模型、湍流模型、交界面動(dòng)坐標(biāo)系設(shè)置及壁面設(shè)置。以(?)562桃形腔水介質(zhì)為例,計(jì)算出不同充液率和不同轉(zhuǎn)速比下流場(chǎng)特性,對(duì)比流場(chǎng)壓力分布云圖、葉片表面受壓云圖以及流道中間截面速度矢量分布云圖,總結(jié)出液力偶合器內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)為環(huán)流流動(dòng)的特點(diǎn)。并且,采用葉片上壓力值數(shù)值積分方法得到偶合器渦輪輸出力矩。閥控液力偶合器是典型的機(jī)電液一體化系統(tǒng),其充排液系統(tǒng)是控制充液率變化的關(guān)鍵。本文對(duì)關(guān)鍵閥組結(jié)構(gòu)建立了AMESim液壓仿真模型,將閥組的響應(yīng)等一并考慮為控制對(duì)象。分析了閥控型的雙腔液力偶合器對(duì)充排液系統(tǒng)的壓力、流量等要求,確定了充液閥、排液閥及循環(huán)閥的規(guī)格參數(shù)。在分析了工作腔進(jìn)排液口的結(jié)構(gòu)形式以及閥體為電磁式先導(dǎo)控制閥形式后,對(duì)單獨(dú)閥體及整體充排液系統(tǒng)進(jìn)行了AMESim環(huán)境下的模型建立。設(shè)計(jì)參數(shù)自整定的模糊PI[)控制器智能控制閥控液力偶合器充排液過(guò)程,并通過(guò)聯(lián)合AMESim-Simulink仿真實(shí)驗(yàn),給出一算例下的控制過(guò)程,驗(yàn)證了智能模糊-PID具有系統(tǒng)穩(wěn)定,誤差小等良好的控制效果。
【關(guān)鍵詞】：帶式輸送機(jī) 閥控液力偶合器 CFX分析 可控軟啟動(dòng) 智能模糊-PID AMESim-Simulink聯(lián)合仿真
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.331;TH222
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題背景10-12
• 1.2 液力偶合器研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文主要研究目標(biāo)及內(nèi)容15-16
• 第2章 閥控偶合器負(fù)載與性能需求分析16-26
• 2.1 輸送帶的粘彈性特性16-18
• 2.1.1 輸送帶的靜特性17
• 2.1.2 輸送帶的動(dòng)特性17-18
• 2.2 輸送帶縱向振動(dòng)的理論分析18-22
• 2.3 驅(qū)動(dòng)裝置的影響22-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 液力偶合器內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值分析26-52
• 3.1 液力偶合器基本特性26-30
• 3.2 流體力學(xué)基礎(chǔ)30-33
• 3.2.1 流體力學(xué)控制方程31-32
• 3.2.2 湍流的控制方程32-33
• 3.3 流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)33-38
• 3.3.1 計(jì)算區(qū)域及控制方程離散化34-36
• 3.3.2 流場(chǎng)數(shù)值算法36-38
• 3.4 基于CFX的液力偶合器流場(chǎng)數(shù)值分析38-49
• 3.4.1 k-ε湍流模型38-39
• 3.4.2 氣液兩相流模型39-40
• 3.4.3 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的流體動(dòng)力學(xué)方程40-43
• 3.4.4 流體域網(wǎng)格劃分43-44
• 3.4.5 計(jì)算模型設(shè)置和邊界條件的確定44-46
• 3.4.6 數(shù)值分析結(jié)果46-49
• 3.5 外特性計(jì)算49-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第4章 智能充排液控制系統(tǒng)52-76
• 4.1 帶式輸送機(jī)液力調(diào)速裝置啟動(dòng)過(guò)程分析53-54
• 4.2 閥控調(diào)速型液力偶合器充排液控制系統(tǒng)分析54-56
• 4.3 基于AMEsim的充排液液壓系統(tǒng)模型56-60
• 4.4 模糊自整定PID控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)60-69
• 4.4.1 PID控制61-62
• 4.4.2 模糊控制器的設(shè)計(jì)62-69
• 4.5 AMEsim—Simulink聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)69-75
• 4.6 本章小結(jié)75-76
• 第5章 總結(jié)與展望76-78
• 5.1 主要研究工作和結(jié)論76-77
• 5.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果83-84
• 致謝84

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