本文關(guān)鍵詞：基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的采煤機(jī)調(diào)高液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的研究

  更多相關(guān)文章： 記憶截割 液壓系統(tǒng) 響應(yīng)時(shí)間 控制策略 聯(lián)合仿真 調(diào)高精度

【摘要】：隨著現(xiàn)代煤礦對(duì)開采產(chǎn)量、效率及安全性等指標(biāo)的要求越來越高,采煤機(jī)作為煤礦開采機(jī)械的重要設(shè)備之一,為了適應(yīng)這種趨勢(shì),大功率電牽引采煤機(jī)的研究和設(shè)計(jì)也更加趨向于高速化、智能化和自動(dòng)化。記憶截割調(diào)高技術(shù)作為智能調(diào)高的關(guān)鍵技術(shù)之一,由于其回避了煤巖體界面識(shí)別這一難題,對(duì)提高井下開采效率及智能調(diào)高技術(shù)的研究和應(yīng)用具有一定的價(jià)值,因此具有較好的實(shí)用性,也越來越受到研究者的重視。目前,記憶截割調(diào)高技術(shù)應(yīng)用并不普遍,在已應(yīng)用的采煤機(jī)中,其調(diào)高控制策略由于沒有考慮到液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間對(duì)滾筒高度調(diào)整的影響,因此其滾筒調(diào)高精度存在一定偏差。為此本課題以MG750/1860-WD型采煤機(jī)為例,通過建立采煤機(jī)調(diào)高系統(tǒng)的虛擬樣機(jī),分別進(jìn)行了AMESim-ADAMS機(jī)液聯(lián)合仿真及MATLAB的Simulink仿真,最終比較分析得出液壓調(diào)高系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間,基于該響應(yīng)時(shí)間對(duì)記憶截割的調(diào)高控制策略進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)并對(duì)不同條件下進(jìn)行仿真分析,給出了不同條件下的調(diào)高控制策略。此外,本文還對(duì)安裝有電液比例方向閥的液壓調(diào)高系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)仿真,得出了該系統(tǒng)下滾筒的調(diào)高性能。最后分別進(jìn)行了調(diào)高過程滾筒高度變化實(shí)驗(yàn)及液動(dòng)換向閥通往液壓缸無桿腔的出油口處壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn),來驗(yàn)證所建立模型的可行性及相關(guān)結(jié)論的可靠性。通過研究分析,本文得出以下結(jié)論：1、AMESim-ADAMS機(jī)液聯(lián)合仿真得出的液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間比MATLAB的Simulink仿真的出的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果更接近更加可靠；2、在記憶截割控制中,當(dāng)采煤機(jī)滾筒高度調(diào)整的垂直速度與水平速度的比值大于目標(biāo)調(diào)整高度與采樣區(qū)間的比值時(shí),與常規(guī)控制策略相比,改進(jìn)控制策略下,采煤機(jī)牽引速度越大,最終滾筒調(diào)整高度與目標(biāo)控制高度的偏差越小,滾筒實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與目標(biāo)控制軌跡的擬合優(yōu)度越大；當(dāng)采煤機(jī)滾筒高度調(diào)整的垂直速度與水平速度的比值小于目標(biāo)調(diào)整高度與采樣區(qū)間的比值時(shí),采煤機(jī)牽引速度對(duì)最終滾筒調(diào)整高度與目標(biāo)控制高度的偏差響應(yīng)不大,偏差穩(wěn)定在一個(gè)固定值,但牽引速度越大,滾筒實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡與目標(biāo)控制軌跡的擬合優(yōu)度越�。蝗粢共擅簷C(jī)滾筒調(diào)高高度與目標(biāo)高度的偏差在控制誤差范圍內(nèi),采煤機(jī)滾筒高度調(diào)整的垂直速度與水平速度的比值的大小需滿足在一定范圍內(nèi)；3、安裝有電液比例方向閥的液壓調(diào)高系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)滾筒高度的勻速及變速調(diào)整,有較好的調(diào)高精度,更適用于煤層變化復(fù)雜及對(duì)滾筒高度調(diào)整精度要求較高的煤礦；4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所建模型具有可行性,所得相關(guān)結(jié)論具有一定可靠性。本課題中所建立的仿真模型可用于采煤機(jī)液壓調(diào)高系統(tǒng)的優(yōu)化分析,所得相關(guān)結(jié)論與數(shù)據(jù)可以為其他分析提供相關(guān)參考。
【關(guān)鍵詞】：記憶截割 液壓系統(tǒng) 響應(yīng)時(shí)間 控制策略 聯(lián)合仿真 調(diào)高精度
【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
【分類號(hào)】：TD421.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題背景及其研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13-15
• 1.2.1 記憶截割調(diào)高技術(shù)的基本原理13
• 1.2.2 采煤機(jī)記憶截割調(diào)高技術(shù)現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 采煤機(jī)記憶截割調(diào)高技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.3 課題的主要內(nèi)容及研究方法15-17
• 1.3.1 課題的主要內(nèi)容15-16
• 1.3.2 研究方法16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第二章 采煤機(jī)調(diào)高機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型18-27
• 2.1 采煤機(jī)滾筒負(fù)載特性及其受力分析18-26
• 2.1.1 單個(gè)截齒的受力分析18-20
• 2.1.2 螺旋滾筒上載荷及力矩的確定20-22
• 2.1.3 截齒截割狀態(tài)的判斷22-23
• 2.1.4 載荷模擬算法和程序框圖23-26
• 2.2 本章小結(jié)26-27
• 第三章 采煤機(jī)調(diào)高機(jī)構(gòu)虛擬樣機(jī)的建立27-36
• 3.1 采煤機(jī)調(diào)高機(jī)構(gòu)零件三維模型的建立27-30
• 3.1.1 截割滾筒組件的建模27
• 3.1.2 牽引部組件的建模27-28
• 3.1.3 搖臂組件的建模28-29
• 3.1.4 調(diào)高油缸組件的建模29
• 3.1.5 牽引部組件的建模29-30
• 3.2 采煤機(jī)調(diào)高機(jī)構(gòu)零部件的裝配30
• 3.3 ADAMS軟件簡(jiǎn)介30-31
• 3.4 三維模型的導(dǎo)入及其設(shè)置31-33
• 3.4.1 工作環(huán)境的設(shè)置31-32
• 3.4.2 ADAMS軟件與Solid Edge軟件接口32
• 3.4.3 模型后處理32-33
• 3.5 約束的添加及模型驗(yàn)證33-35
• 3.5.1 運(yùn)動(dòng)副的添加33
• 3.5.2 驅(qū)動(dòng)的添加33-34
• 3.5.3 檢驗(yàn)樣機(jī)模型34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第四章 采煤機(jī)調(diào)高系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)建模及AMESim仿真36-52
• 4.1 液壓調(diào)高系統(tǒng)主要元器件選型36-40
• 4.1.1 液壓油缸的選型36-37
• 4.1.2 先導(dǎo)式電液換向閥的選型37
• 4.1.3 溢流閥的選型37-38
• 4.1.4 齒輪泵的選型38
• 4.1.5 泵站電機(jī)的選型38-39
• 4.1.6 液壓鎖的選型39
• 4.1.7 過濾器的選型39-40
• 4.2 AMESim軟件介紹40-41
• 4.2.1 AMESim軟件簡(jiǎn)介40
• 4.2.2 AMESim液壓庫(HYD)和液壓元件設(shè)計(jì)庫HCD庫介紹40-41
• 4.3 先導(dǎo)式電液換向閥AMESim建模41-43
• 4.3.1 先導(dǎo)式電液換向閥工作原理41-42
• 4.3.2 先導(dǎo)式電液換向閥仿真模型的建立42-43
• 4.4 基于AMESim所建立的液壓調(diào)高系統(tǒng)仿真模型43-44
• 4.5 聯(lián)合仿真模型建立44-49
• 4.5.1 ADAMS和AMESim軟件對(duì)接過程45-49
• 4.6 液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間仿真及分析49-51
• 4.7 本章小結(jié)51-52
• 第五章 液壓調(diào)高系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立及Simulink仿真52-58
• 5.1 閥控液壓缸數(shù)學(xué)模型的建立52-55
• 5.1.1 先導(dǎo)式電液換向閥數(shù)學(xué)模型建立52-53
• 5.1.2 液壓缸數(shù)學(xué)模型的建立53-55
• 5.1.3 閥控液壓缸數(shù)學(xué)模型的建立55
• 5.2 采煤機(jī)液壓調(diào)高系統(tǒng)Simulink仿真及分析55-57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 第六章 液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間對(duì)調(diào)高系統(tǒng)記憶程控策略的影響58-82
• 6.1 液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間對(duì)滾筒運(yùn)動(dòng)軌跡的影響58-61
• 6.1.1 螺旋滾筒運(yùn)動(dòng)軌跡理論分析58-60
• 6.1.2 液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間對(duì)采煤機(jī)滾筒運(yùn)動(dòng)軌跡影響的仿真分析60-61
• 6.2 調(diào)高系統(tǒng)記憶程控策略的制定61-70
• 6.2.1 常規(guī)記憶程控策略分析62-65
• 6.2.2 液壓系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間影響下的記憶程控策略分析65-70
• 6.3 記憶程控截割的系統(tǒng)仿真70-75
• 6.3.1 K>ΔH/Δx時(shí)滾筒調(diào)高的仿真及分析70-73
• 6.3.2 K<ΔH/Δx時(shí)滾筒調(diào)高的仿真及分析73-75
• 6.3.3 K≈ΔH/Δx時(shí)滾筒調(diào)高控制策略的分析75
• 6.4 電液比例換向閥閥控液壓調(diào)高系統(tǒng)75-81
• 6.4.1 電液比例方向閥選型及AMESim模型的建立76-78
• 6.4.2 電液比例閥控液壓調(diào)高系統(tǒng)聯(lián)合仿真模型建立及仿真分析78-81
• 6.5 本章小結(jié)81-82
• 第七章 實(shí)驗(yàn)及其分析82-89
• 7.1 調(diào)高過程滾筒高度變化實(shí)驗(yàn)82-85
• 7.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備82-83
• 7.1.2 實(shí)驗(yàn)原理83-84
• 7.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析84-85
• 7.2 調(diào)高過程液壓缸壓力變化85-89
• 7.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備85-86
• 7.2.2 實(shí)驗(yàn)原理86-87
• 7.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析87-89
• 第八章 結(jié)論與展望89-92
• 8.1 主要結(jié)論89-90
• 8.2 課題展望90-92
• 致謝92-93
• 參考文獻(xiàn)93-96

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 劉春生;楊秋;李春華;;采煤機(jī)滾筒記憶程控截割的模糊控制系統(tǒng)仿真[J];煤炭學(xué)報(bào);2008年07期

2 紀(jì)玉祥;張志鴻;;基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的采煤機(jī)仿真[J];現(xiàn)代制造工程;2008年03期

3 李祥君,韓軍,樊秀芹,高群;采煤機(jī)液壓鎖的結(jié)構(gòu)性能分析[J];煤礦機(jī)械;2002年12期

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本文編號(hào)：1107794