本文關(guān)鍵詞：全液壓鉆機機電液耦合動力學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全液壓鉆機由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)以及易實現(xiàn)無級變速等優(yōu)點,在現(xiàn)代基礎(chǔ)建設(shè)工程施工、地質(zhì)勘探測量、煤礦瓦斯抽放等領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用。全液壓鉆機是一個集機械、液壓、電氣和自動控制于一體的復(fù)雜機電液設(shè)備,因此,建立全液壓鉆機的機電液耦合動力學(xué)模型,并對模型參數(shù)和模型動態(tài)輸出響應(yīng)進行分析,對全液壓鉆機的能量轉(zhuǎn)換和傳遞、運動過程的自動控制以及故障診斷具有十分重要的意義。全液壓鉆機由機械、液壓、電氣和自動控制等多種物理場耦合而成,若是對全液壓鉆機的“耦合”特征認識不足,在系統(tǒng)運行參數(shù)失調(diào)情況下可能會導(dǎo)致“耦合”特征發(fā)生畸變,從而使鉆機出現(xiàn)異常工況。因此,想要獲得全液壓鉆機賴以實現(xiàn)的功能目標和運行性能,則必須通過建立其機電液耦合動力學(xué)模型,從深層次去認識其運行機理。全液壓鉆機可能發(fā)生的故障類型多種多樣,但不管其發(fā)生何種故障,其根本原因都是鉆機系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)發(fā)生畸變而導(dǎo)致輸出特性發(fā)生偏移。通過系統(tǒng)參數(shù)敏感性分析,可以找出對鉆機系統(tǒng)輸出特性具有最直接影響且影響程度最大的參數(shù),即故障敏感因子。本文在全液壓鉆機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,首先分析了其結(jié)構(gòu)形式和運動機理,建立了全液壓鉆機的機電液耦合動力學(xué)模型,并在考慮鉆機實際工況負載狀態(tài)的情況下,獲得了全液壓鉆機在無負載和有負載狀態(tài)下的系統(tǒng)傳遞函數(shù)。利用MATLAB/Simulink軟件對全液壓鉆機的運行性能進行了仿真分析,獲得了鉆機在無負載和有負載狀態(tài)下的系統(tǒng)響應(yīng)特性。其次,在全液壓鉆機機電液耦合動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,選定液壓油流體體積模量、高壓腔容積、動力頭等效慣量、動力頭等效阻尼系數(shù)以及液壓馬達總泄漏系數(shù)等五個參數(shù),通過對五個參數(shù)進行單因素敏感性分析,分別獲得了五個參數(shù)對模型輸出特性的影響方式。在單因素敏感性分析基礎(chǔ)上,對具有相同影響方式的系統(tǒng)參數(shù)進行多因素敏感性分析,分別獲得了各個參數(shù)對模型輸出響應(yīng)時間、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)輸出值的影響程度,且獲得了液壓馬達的泄漏系數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出值的敏感影響程度最大的結(jié)論。最后,通過搭建全液壓鉆機機電液耦合系統(tǒng)試驗平臺,驗證了所建模型的準確性、仿真分析的可靠性以及馬達泄漏系數(shù)對系統(tǒng)的敏感性。
【關(guān)鍵詞】：全液壓鉆機 機電液耦合 動力學(xué) 敏感性分析 泄漏
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P634.31
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 機電液耦合動力學(xué)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 鉆機動力學(xué)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 敏感性分析研究現(xiàn)狀13
• 1.3 問題剖析13-14
• 1.4 本文主要工作14-16
• 第2章 全液壓鉆機結(jié)構(gòu)分析16-28
• 2.1 系統(tǒng)機構(gòu)介紹16
• 2.2 系統(tǒng)工作原理16-19
• 2.3 主要元器件簡介19-27
• 2.3.1 負載敏感比例多路換向閥19-22
• 2.3.2 擺線液壓馬達22-23
• 2.3.3 動力頭23-25
• 2.3.4 給進裝置25
• 2.3.5 夾持機構(gòu)25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 全液壓鉆機機電液耦合動力學(xué)建模分析28-43
• 3.1 鉆機調(diào)速系統(tǒng)及負載特性分析28-29
• 3.1.1 負載敏感閥控調(diào)速控制系統(tǒng)介紹28-29
• 3.1.2 鉆機負載特性29
• 3.2 減速器扭矩平衡方程29-31
• 3.3 負載敏感比例換向閥控制系統(tǒng)分析31-33
• 3.3.1 負載敏感閥比例電磁鐵的數(shù)學(xué)模型31-32
• 3.3.2 主閥的流量連續(xù)方程32-33
• 3.4 液壓馬達調(diào)速系統(tǒng)分析33-35
• 3.5 機電液耦合動力學(xué)模型分析35-37
• 3.6 全液壓鉆機機電液耦合動力學(xué)仿真分析37-41
• 3.6.1 全液壓鉆機參數(shù)設(shè)定37-39
• 3.6.2 仿真分析過程39-41
• 3.6.3 仿真結(jié)果分析41
• 3.7 本章小結(jié)41-43
• 第4章 全液壓鉆機參數(shù)敏感性分析43-56
• 4.1 參數(shù)敏感性分析介紹43-44
• 4.2 全液壓鉆機參數(shù)單因素敏感性分析44-50
• 4.2.1 液壓油流體體積彈性模量敏感性分析44-45
• 4.2.2 高壓腔容積敏感性分析45-46
• 4.2.3 動力頭等效轉(zhuǎn)動慣量敏感性分析46-47
• 4.2.4 動力頭等效阻尼系數(shù)敏感性分析47-48
• 4.2.5 液壓馬達泄漏系敏感性分析48-49
• 4.2.6 單因素敏感性分析結(jié)果49-50
• 4.3 全液壓鉆機參數(shù)多因素敏感性分析50-54
• 4.3.1 系統(tǒng)響應(yīng)時間多因素敏感性分析51-52
• 4.3.2 系統(tǒng)超調(diào)量多因素敏感性分析52-53
• 4.3.3 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出值多因素敏感性分析53
• 4.3.4 多因素敏感性分析結(jié)果53-54
• 4.4 單因素與多因素敏感分析對比54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 實驗研究56-74
• 5.1 實驗?zāi)康?/span>56
• 5.2 實驗設(shè)備56-64
• 5.2.1 液壓系統(tǒng)57-58
• 5.2.2 主機機械系統(tǒng)58-59
• 5.2.3 檢測系統(tǒng)59-62
• 5.2.4 控制系統(tǒng)62-63
• 5.2.5 數(shù)據(jù)采集63-64
• 5.2.6 負載加載64
• 5.3 實驗設(shè)計64-67
• 5.3.1 模型準確性與仿真可靠性驗證實驗方案66
• 5.3.2 馬達總泄漏系數(shù)敏感性分析實驗方案66-67
• 5.4 實驗結(jié)果67-72
• 5.4.1 模型準確性與仿真可靠性驗證實驗結(jié)果67-69
• 5.4.2 馬達總泄漏系數(shù)敏感性分析實驗結(jié)果69-72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-77
• 1 全文總結(jié)74-75
• 2 工作展望75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-81
• 攻讀學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果81-82

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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2 王紅軍;萬鵬;;基于EEMD和小波包變換的早期故障敏感特征獲取[J];北京理工大學(xué)學(xué)報;2013年09期

3 孫光復(fù),張立山;桁架臂式工程起重機回轉(zhuǎn)運動的多體動力學(xué)仿真[J];沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年04期

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本文編號：297648