本文關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)激勵(lì)下采煤機(jī)機(jī)電液短程截割傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析

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【摘要】：高可靠性的采掘裝備是煤炭資源具有持續(xù)性高效開采能力的基本保障。我國煤炭開采條件比較復(fù)雜,開采深度以每年8~12m的速度在遞增,地下煤炭開采依然是我國能源的主要來源。因此,高性能采煤機(jī)研究是實(shí)現(xiàn)煤炭安全、綠色、高效開發(fā)的必經(jīng)之路。截割部是采煤機(jī)重要組成部分,截割傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)截割減速以及動(dòng)力傳遞的功能。當(dāng)前采煤機(jī)的截割傳動(dòng)系統(tǒng)都采用長鏈齒輪傳動(dòng),滾筒轉(zhuǎn)速不可調(diào)節(jié),在遇到負(fù)載突變時(shí)可調(diào)節(jié)的方式有限,導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)常受到較大的沖擊載荷,對(duì)工作元件可靠性以及搖臂箱體變形都帶來嚴(yán)重影響。針對(duì)目前采煤機(jī)截割傳動(dòng)系統(tǒng)所存在的問題,本課題提出一種機(jī)電液短程截割傳動(dòng)系統(tǒng),通過電機(jī)-泵-馬達(dá)-齒輪的傳動(dòng)形式將動(dòng)力源傳遞到截割部,針對(duì)新型短程截割傳動(dòng)系統(tǒng),本文主要開展了以下工作:(1)對(duì)短程截割傳動(dòng)系統(tǒng)組成及原理進(jìn)行詳細(xì)介紹,設(shè)計(jì)選用適合本方案的馬達(dá)-齒輪動(dòng)力耦合形式以及行星齒輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力傳遞形式。根據(jù)采煤機(jī)功能需求,設(shè)計(jì)合理的閉式液壓驅(qū)動(dòng)回路,選用合適的液壓元件。(2)建立包括柱塞泵馬達(dá)參數(shù)模型、耦合齒輪以及行星齒輪動(dòng)力學(xué)模型、滾筒負(fù)載模型等零部件模型以及短程截割系統(tǒng)綜合耦合模型,對(duì)個(gè)別元部件的性能進(jìn)行基礎(chǔ)仿真分析。(3)分析柱塞泵流量壓力脈動(dòng)和馬達(dá)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)對(duì)截割傳動(dòng)系統(tǒng)的影響規(guī)律以及齒輪時(shí)變嚙合剛度激勵(lì)作用下齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性和液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性。仿真結(jié)果表明,時(shí)變嚙合剛度是影響齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的主要原因,柱塞泵流量脈動(dòng)激勵(lì)對(duì)截割傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有一定影響,且影響大小沿動(dòng)力源傳遞方向逐漸遞減。(4)分析負(fù)載變化時(shí)截割傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性、滾筒變速截割過程中變量泵的響應(yīng)特性以及此過程中齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)動(dòng)態(tài)特性。分析結(jié)果表明,突變負(fù)載和滾筒調(diào)速都會(huì)產(chǎn)生沖擊載荷,合理選取變量泵參數(shù)可有效降低調(diào)速過程產(chǎn)生的沖擊載荷,提高系統(tǒng)可靠性。
【關(guān)鍵詞】：采煤機(jī) 機(jī)電液短程截割 動(dòng)態(tài)激勵(lì) 齒輪動(dòng)力學(xué) 變速截割
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD632.1
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 滾筒式采煤機(jī)概述8-12
• 1.1.1 滾筒式采煤機(jī)結(jié)構(gòu)組成9-11
• 1.1.2 采煤機(jī)截割傳動(dòng)系統(tǒng)11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 多泵多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)理論研究13
• 1.2.2 采煤機(jī)截割傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究13-14
• 1.2.3 柱塞泵流量脈動(dòng)特性理論研究與實(shí)驗(yàn)研究14-15
• 1.2.4 目前研究中存在的問題15
• 1.3 本課題研究內(nèi)容與意義15-18
• 1.3.1 本課題研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 本課題研究意義16-18
• 2 采煤機(jī)機(jī)電液短程截割傳動(dòng)系統(tǒng)原理及參數(shù)設(shè)計(jì)18-26
• 2.1 截割減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)18-21
• 2.1.1 動(dòng)力耦合齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)19-20
• 2.1.2 行星齒輪機(jī)構(gòu)傳遞形式及參數(shù)設(shè)計(jì)20-21
• 2.2 閉式液壓驅(qū)動(dòng)回路原理設(shè)計(jì)與選型21-25
• 2.2.1 多液壓馬達(dá)參數(shù)設(shè)計(jì)與選型22-23
• 2.2.2 雙聯(lián)軸向柱塞液壓泵構(gòu)成及參數(shù)選型23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 采煤機(jī)短程截割傳動(dòng)系統(tǒng)模型的建立26-50
• 3.1 軸向柱塞泵柱塞馬達(dá)參數(shù)模型26-38
• 3.1.1 單柱塞分布參數(shù)模型26-30
• 3.1.2 長管道油液流動(dòng)分布參數(shù)模型30-32
• 3.1.3 液壓泵集中參數(shù)仿真模型及其流量脈動(dòng)特性32-35
• 3.1.4 液壓馬達(dá)集中參數(shù)仿真模型及其轉(zhuǎn)速脈動(dòng)特性35-38
• 3.2 齒輪減速系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析模型38-46
• 3.2.1 齒輪系統(tǒng)振動(dòng)分析模型及求解方法38-39
• 3.2.2 直齒圓柱耦合齒輪動(dòng)力學(xué)模型39-41
• 3.2.3 單級(jí)行星減速器動(dòng)力學(xué)模型41-42
• 3.2.4 齒輪嚙合動(dòng)態(tài)激勵(lì)原理及計(jì)算方法42-46
• 3.3 機(jī)電液短程截割傳動(dòng)系統(tǒng)耦合模型46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-50
• 4 基于周期性動(dòng)態(tài)激勵(lì)的截割傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)特性分析50-66
• 4.1 基于泵流量脈動(dòng)的外部激勵(lì)作用下系統(tǒng)振動(dòng)特性分析50-58
• 4.1.1 耦合齒輪在脈動(dòng)激勵(lì)作用下的動(dòng)力學(xué)分析52-54
• 4.1.2 柱塞泵流量脈動(dòng)在機(jī)液系統(tǒng)中的傳遞規(guī)律54-58
• 4.2 基于時(shí)變剛度的內(nèi)部激勵(lì)作用下系統(tǒng)振動(dòng)特性分析58-61
• 4.2.1 齒輪系統(tǒng)在時(shí)變剛度激勵(lì)作用下的動(dòng)力學(xué)分析58-60
• 4.2.2 時(shí)變剛度激勵(lì)對(duì)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的影響60-61
• 4.3 時(shí)變剛度激勵(lì)和流量脈動(dòng)激勵(lì)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)影響的差異61-65
• 4.3.1 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在內(nèi)外激勵(lì)作用下振動(dòng)特性61-64
• 4.3.2 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在內(nèi)外激勵(lì)作用下響應(yīng)特性64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 5 變負(fù)載工況下系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特征以及變速截割響應(yīng)特性分析66-82
• 5.1 變負(fù)載工況下機(jī)電液截割傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析66-70
• 5.1.1 突變工況下機(jī)電液截割傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析66-68
• 5.1.2 煤層強(qiáng)度變化時(shí)機(jī)電液截割傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析68-70
• 5.2 滾筒變速截割過程系統(tǒng)響應(yīng)特性分析70-73
• 5.3 液壓泵排量控制閥參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響73-79
• 5.3.1 控制閥復(fù)位彈簧剛度對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響75-78
• 5.3.2 控制閥阻尼對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響78-79
• 5.4 本章小結(jié)79-82
• 6 總結(jié)與展望82-84
• 6.1 全文總結(jié)82-83
• 6.2 展望83-84
• 致謝84-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 附錄92
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄92
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的專利92
• C. 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目目錄92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：867639