本文選題：懸臂式掘進(jìn)機　切入點：截割部　出處：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：懸臂式掘進(jìn)機是一種應(yīng)用于橋梁、隧道,礦井巷道機械化掘進(jìn)的重要設(shè)備。隨著煤礦開采深度不斷加大,煤巖層不確定性增大,導(dǎo)致重載突變工況增多,瓦斯爆炸及巖層垮塌、突水、掘進(jìn)故障等發(fā)生率的增高,迫切需要一種能夠適應(yīng)深部危險煤層的無人掘進(jìn)機裝備。本文針對煤炭科學(xué)研究總院研制的EBZ產(chǎn)品系列中一種重型煤巖掘進(jìn)機,針對其存在問題,提出了基于轉(zhuǎn)矩耦合的截割部混合動力傳動系統(tǒng)方案。并通過建模仿真,分析了系統(tǒng)的動態(tài)特性,驗證了方案的正確性,具體研究內(nèi)容如下:通過閱讀國內(nèi)外有關(guān)掘進(jìn)機的文獻(xiàn),對目前掘進(jìn)機進(jìn)行了分類,闡述了國內(nèi)外掘進(jìn)機的發(fā)展現(xiàn)狀、研究現(xiàn)狀以及所取得的成果�；诿禾靠茖W(xué)研究總院研制的EBZ260掘進(jìn)機,分析出其存在截割電機后備功率大、利用率低,行駛液壓系統(tǒng)動力利用率低,突變工況下液壓系統(tǒng)沖擊大等問題。確定了本課題的研究方向,闡述了本課題研究的背景與意義。根據(jù)其存在的問題,提出了輔助液壓馬達(dá)與原截割電機轉(zhuǎn)矩耦合的截割部混合動力傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)中輔助液壓馬達(dá)的動力來自于掘進(jìn)機行駛系液壓系統(tǒng)。同等截割功率需求下可以有效減小原截割電機功率并提高傳動系統(tǒng)的承載能力。系統(tǒng)中蓄能器將液壓調(diào)高系統(tǒng)的能量合理回收再利用,同時有效地降低了液壓系統(tǒng)沖擊,提高液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對截割部混合動力傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行了參數(shù)匹配;基于參數(shù)集中法對掘進(jìn)機截割部混合動力系統(tǒng)進(jìn)行了簡化,針對不同的工況建立了系統(tǒng)的動力學(xué)方程。分析了整機不同工況參數(shù)對掘進(jìn)機工作性能的影響,對截割頭載荷進(jìn)行受力分析,建立了截割頭載荷數(shù)學(xué)模型;并通過MATLAB/simulink對截割頭載荷進(jìn)行仿真模擬,結(jié)果表明截割頭載荷模型合理�；贏MEsim軟件建立了升降與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的模型,并通過PID控制對其校正,結(jié)果表明升降與回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的左右油缸工作穩(wěn)定性和一致性較好,為聯(lián)合仿真奠定了基礎(chǔ)。對新型截割部混合動力傳動方案中液壓系統(tǒng)進(jìn)行合理的假設(shè),建立了液壓泵、液壓馬達(dá)、蓄能器等液壓元件的動力學(xué)模型,搭建了相應(yīng)的AMEsim仿真模型;根據(jù)實際需求建立了截割電機、扭矩耦合齒輪、行星齒輪減速器等機械系統(tǒng)的動力學(xué)模型,搭建了相應(yīng)的AMEsim仿真模型。建立了截割部混合動力傳動系統(tǒng)的AMEsim仿真模型,對截割部混合動力傳動系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明液壓馬達(dá)可以有效輔助截割電機提供動力,蓄能器可以明顯降低重載突變工況下液壓系統(tǒng)的沖擊,驗證了本文所提出方案的正確性。通過對不同信號下系統(tǒng)自適應(yīng)的仿真分析,結(jié)果表明不同功率需求下液壓馬達(dá)均可有效輔助截割電機工作在額定工況,說明系統(tǒng)的自適應(yīng)性較好。建立了基于模擬載荷下的截割部混合動力傳動系統(tǒng)AMESim—Simulink聯(lián)合仿真模型,并對其進(jìn)行仿真分析,結(jié)果表明不論穩(wěn)定載荷與突變工況下,液壓馬達(dá)的輔助作用,蓄能器的緩沖作用以及系統(tǒng)的自適應(yīng)性比較理想。
[Abstract]:In this paper , a hybrid power transmission system based on torque coupling is presented in this paper , which is based on the analysis of the existing problems . The paper analyzes the development status , the research status and the results of the hydraulic system . The paper analyzes the development status , the research status and the results of the hydraulic system . Based on the parameter set method , the paper presents the model of the cutting head load . The results show that the hydraulic system has good stability and consistency . The results show that the hydraulic motor can effectively assist the cutting motor to provide power , and the energy accumulator can significantly reduce the impact of the hydraulic system under heavy load and verify the correctness of the proposed scheme . The simulation results show that the hydraulic motor can effectively assist the cutting motor to operate under the rated working condition under different power requirements . The simulation results show that the auxiliary action of the hydraulic motor , the buffering action of the accumulator and the adaptability of the system are ideal under the condition of stable load and abrupt change .

【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD421.5

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本文編號：1679241