本文關(guān)鍵詞：井下應(yīng)急移動排水車液壓系統(tǒng)的研究

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【摘要】：我國作為煤炭資源大國以及煤炭消耗大國，每年的煤炭開采量都是幾十億噸以上。隨著煤層開采深度的不斷加深，地質(zhì)條件也越來越復(fù)雜，很多因素難以預(yù)料，使得煤礦透水事故在我國煤礦時有發(fā)生。這對企業(yè)的正常運行以及人員的生命財產(chǎn)安全都是一種嚴重的威脅。對于煤礦透水事故，我們應(yīng)當以預(yù)防為主，但一旦發(fā)生，如何在第一時間內(nèi)將井下的積水排盡，把財產(chǎn)損失和人員傷亡降到最低，具有非常重要的現(xiàn)實意義。針對這一問題，課題組提出了井下應(yīng)急移動排水車的設(shè)計方案。井下應(yīng)急移動排水車主要包括行走部分、排水作業(yè)部分以及液壓驅(qū)動控制部分，液壓驅(qū)動控制部分作為井下應(yīng)急移動排水車的重要組成部分，本文將對該部分進行分析與研究。 本課題在確定的整個設(shè)計方案之上，根據(jù)機構(gòu)動作要求以及可能遇到的現(xiàn)實工況條件對井下應(yīng)急移動排水車的液壓系統(tǒng)進行了設(shè)計，繪制了相應(yīng)的液壓系統(tǒng)原理圖，并對重要液壓元件的參數(shù)進行了計算。為了防止井下應(yīng)急移動排水車在斜井巷道內(nèi)出現(xiàn)溜坡和馬達吸空現(xiàn)象的發(fā)生，在行走回路中增加了平衡閥以及緊急制動液壓系統(tǒng)，這不僅可以避免事故的發(fā)生，同時也增加了井下應(yīng)急移動排水車對于緊急情況的應(yīng)變能力。 本文對起重機構(gòu)的液壓系統(tǒng)建立了數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了起重油缸起吊水泵工作過程中以換向閥閥芯位移為輸入，活塞桿位移為輸出的開、閉環(huán)傳遞函數(shù)，運用自動控制原理的基本知識，從理論上分析了該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性和頻率特性，并用MATLAB/SIMULINK軟件對該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性，動態(tài)特性以及頻率特性進行了仿真分析。研究結(jié)果表明：該系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)輸入作用下，穩(wěn)態(tài)誤差為0，沒有振蕩和超調(diào)，，但系統(tǒng)的響應(yīng)速度較慢，經(jīng)過校正之后系統(tǒng)的上升時間約為0.016s，調(diào)節(jié)時間約為0.065s，相位裕度約為41.8，幅值裕度約為12.6dB，滿足對應(yīng)急移動排水車的性能要求。 本文利用功率鍵合圖，建立了行走限速制動液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了狀態(tài)方程，利用MATLAB/SIMULINK軟件建立仿真模型，分析了井下應(yīng)急移動排水車在制動過程中的動態(tài)特性，并用AMESim軟件重點分析了平衡閥對液壓馬達制動特性的影響，研究表明：阻尼孔直徑在1mm~3mm之間時，液壓馬達在制動過程中的液壓制動時間會隨著阻尼孔直徑的增大而減�。粡椈蓜偠仍�14000N/m~42000N/m之間時，液壓馬達的液壓制動時間會隨著彈簧剛度的減小而增大；其他參數(shù)的變化對液壓馬達液壓制動時間的影響不大。 通過制造實驗樣機，用實驗室試驗來驗證液壓系統(tǒng)與機構(gòu)之間的合理性以及仿真結(jié)果的正確性。
【關(guān)鍵詞】：應(yīng)急排水車 液壓系統(tǒng)原理圖 數(shù)學(xué)模型 功率鍵合圖 平衡閥 制動特性
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD744
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 煤礦搶險救援排水方法11-15
• 1.3 應(yīng)急移動排水車液壓系統(tǒng)研究的意義15
• 1.4 履帶式車輛行走液壓系統(tǒng)概況15-17
• 1.5 課題研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線17-18
• 1.6 本章小結(jié)18-20
• 第二章 井下應(yīng)急移動排水車液壓系統(tǒng)設(shè)計20-32
• 2.1 井下應(yīng)急移動排水車結(jié)構(gòu)20-24
• 2.1.1 井下應(yīng)急移動排水車的總體方案20-21
• 2.1.2 井下應(yīng)急移動排水車的結(jié)構(gòu)21-24
• 2.2 井下應(yīng)急移動排水車液壓系統(tǒng)設(shè)計24-31
• 2.2.1 各執(zhí)行機構(gòu)主要回路設(shè)計24-28
• 2.2.2 液壓系統(tǒng)主要元件的參數(shù)確定28-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第三章 起重機構(gòu)液壓系統(tǒng)建模與仿真分析32-50
• 3.1 起重機構(gòu)液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型32-40
• 3.1.1 換向閥的數(shù)學(xué)模型33-35
• 3.1.2 液壓缸的數(shù)學(xué)模型35-40
• 3.2 起重機構(gòu)液壓系統(tǒng)的性能分析40-47
• 3.2.1 Simulink 仿真軟件介紹40-41
• 3.2.2 起重機構(gòu)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析41-42
• 3.2.3 起重機構(gòu)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差42-43
• 3.2.4 起重機構(gòu)液壓系統(tǒng)的動態(tài)性能分析43-44
• 3.2.5 起重機構(gòu)液壓系統(tǒng)的頻率特性分析44-47
• 3.3 起重機構(gòu)液壓系統(tǒng)校正47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 行走限速制動液壓系統(tǒng)建模與仿真分析50-80
• 4.1 功率鍵合圖理論基礎(chǔ)50-55
• 4.2 行走限速制動回路的數(shù)學(xué)模型55-66
• 4.2.1 液壓元件的鍵合圖模型55-58
• 4.2.2 液壓回路的功率鍵合圖58-60
• 4.2.3 液壓回路的狀態(tài)方程60-66
• 4.3 仿真及結(jié)果分析66-69
• 4.4 平衡閥對系統(tǒng)制動特性的影響分析69-78
• 4.4.1 AMESim 軟件介紹69-70
• 4.4.2 AMESim 仿真模型的建立70-72
• 4.4.3 仿真參數(shù)設(shè)置72-73
• 4.4.4 控制信號73-74
• 4.4.5 仿真及結(jié)果分析74-78
• 4.5 本章小結(jié)78-80
• 第五章 排水車液壓系統(tǒng)性能試驗80-86
• 5.1 實驗?zāi)康?/span>80
• 5.2 實驗儀器80-81
• 5.3 實驗過程81-83
• 5.4 實驗結(jié)果與分析83-86
• 第六章 結(jié)論與展望86-88
• 6.1 結(jié)論86-87
• 6.2 展望87-88
• 參考文獻88-92
• 致謝92-94
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文94

【參考文獻】

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本文編號：724027