本文關鍵詞：懸臂式掘進機截割部液壓系統(tǒng)改進及仿真研究

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【摘要】：懸臂式掘進機作為井下巷道掘進的主要設備之一,是集截割、行走、裝載及運輸于一體的綜采設備,它的發(fā)展使得礦井巷道的掘進速度和效率大幅度提高。截割部作為懸臂式掘進機的核心部件,承擔著整個巷道的截割任務,為截割過程提供足夠的截割力,其性能好壞直接影響到掘進機的掘進效率、開挖面的形狀和使用壽命。液壓系統(tǒng)作為截割部關鍵控制系統(tǒng)之一,其控制性能直接決定著懸臂式掘進機整體性能,因此對懸臂式掘進機截割部液壓控制系統(tǒng)的研究對我國掘進機的發(fā)展具有重要意義。本文以懸臂式掘進機截割部液壓系統(tǒng)為研究對象,首先,對截割頭載荷進行了理論研究,得到了理論載荷的變化曲線,針對掘進機的工況特點,通過仿真分析得到了最優(yōu)參數(shù)下截割頭載荷的變化曲線,通過仿真計算對理論研究結(jié)論進行了驗證。其次,針對改進后的液壓系統(tǒng),著重探究了截割部液壓系統(tǒng)的控制模式,完成了液壓系統(tǒng)的原理設計。再次,對主要元件的仿真模型進行了建立,建立了液壓系統(tǒng)在不同控制方式時的仿真計算模型,通過仿真分析,驗證了改進后液壓系統(tǒng)的合理性,同時,探究了不同控制方式下液壓缸的速度與壓力動態(tài)響應特性和控制特性的變化規(guī)律。最后,針對懸臂式掘進機在截割過程中經(jīng)常遇到突變載荷的工況,也為了對改進后的液壓系統(tǒng)性能進行評價,引入了液壓系統(tǒng)順應特性的概念,參考工程實際參數(shù)對改進前后的液壓系統(tǒng)進行了順應性研究,得到了改進前后液壓系統(tǒng)整體順應性的變化曲線,同時得到了主要元件對液壓系統(tǒng)順應性影響的變化曲線,驗證了改進后液壓系統(tǒng)的合理性。本文的研究方法及結(jié)論為掘進機的設計及優(yōu)化提供了借鑒,且對工程實際有一定的指導作用。
【關鍵詞】：懸臂式掘進機 截割部 液壓系統(tǒng) 建模 聯(lián)合仿真 PID 模糊PID 順應特性
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD421.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.1.1 課題研究背景10
• 1.1.2 課題研究意義10-11
• 1.2 掘進機及液壓系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 掘進機發(fā)展概況12-14
• 1.2.2 掘進機液壓技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 截割頭載荷理論分析及優(yōu)化17-32
• 2.1 掘進機的工況分析17
• 2.2 截割頭載荷理論分析17-21
• 2.2.1 單齒載荷理論計算17-18
• 2.2.2 截割頭整體載荷理論計算18-21
• 2.3 截割頭關鍵設計參數(shù)分析21-22
• 2.4 截割頭載荷仿真分析22-31
• 2.4.1 截割頭有限元仿真優(yōu)化23-26
• 2.4.2 截割頭載荷仿真計算26-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 截割部液壓系統(tǒng)改進設計32-43
• 3.1 傳統(tǒng)截割部液壓系統(tǒng)原理32-33
• 3.2 截割部液壓系統(tǒng)主要參數(shù)確定33
• 3.3 截割部液壓系統(tǒng)控制模式選擇33-34
• 3.4 截割部液壓系統(tǒng)設計34-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 截割部液壓系統(tǒng)仿真分析43-61
• 4.1 主要元件仿真模型建立43-47
• 4.1.1 變量泵仿真模型43-44
• 4.1.2 比例溢流閥仿真模型44-45
• 4.1.3 比例調(diào)速閥仿真模型45-46
• 4.1.4 液壓缸及負載仿真模型46-47
• 4.2 傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)仿真47-49
• 4.2.1 液壓系統(tǒng)仿真模型建立48
• 4.2.2 速度仿真48
• 4.2.3 壓力仿真48-49
• 4.3 改進后液壓系統(tǒng)閉環(huán)控制仿真49-52
• 4.3.1 閉環(huán)控制仿真模型建立49-50
• 4.3.2 速度閉環(huán)控制仿真50-51
• 4.3.3 壓力閉環(huán)控制仿真51-52
• 4.4 改進后液壓系統(tǒng)PID控制仿真52-56
• 4.4.1 PID控制仿真模型的建立52-54
• 4.4.2 PID參數(shù)優(yōu)化54
• 4.4.3 速度PID控制仿真54-55
• 4.4.4 壓力PID控制仿真55-56
• 4.5 改進后液壓系統(tǒng)模糊PID控制仿真56-60
• 4.5.1 模糊PID控制器設計56-57
• 4.5.2 模糊PID控制仿真模型建立57-58
• 4.5.3 速度模糊PID控制仿真58-59
• 4.5.4 壓力模糊PID控制仿真59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第5章 截割部液壓系統(tǒng)順應性分析61-74
• 5.1 順應性描述61-68
• 5.1.1 順應性含義61-62
• 5.1.2 順應性影響因素62-63
• 5.1.3 順應性公式表達63-68
• 5.2 液壓系統(tǒng)順應性評價指標分析68-69
• 5.3 液壓系統(tǒng)突變載荷順應性仿真分析69-72
• 5.3.1 改進液壓系統(tǒng)順應性仿真70-71
• 5.3.2 傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)順應性仿真71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果80-81
• 致謝81

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1 汪勝陸;孟國營;田R，

本文編號：895201