全液压立式生物质粉碎机液压系统及控制研究

发布时间：2017-10-19 14:36

  本文关键词：全液压立式生物质粉碎机液压系统及控制研究

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【摘要】：生物质粉碎机是一种专门用于生物质能源回收再利用的机械装备,具有粉碎能力强、适用范围广、产能大等优点。它的驱动方式分为电机驱动和发动机驱动两种,相对于电机驱动,发动机、液压系统的组合驱动形式能更好的实现整机控制及转场作业,使整机工作的场所不受电供给的制约,是工程机械中应用最广的驱动形式。本文针对立式生物质粉碎机的工作要求,以优化整机液压系统工作特性、提高整机自动化水平为核心,从液压系统参数匹配设计入手,对进料机构及粉碎机构液压系统的关键元件进行了建模及静、动态特性分析,并对液压控制系统进行了设计。进料机构和粉碎机构的液压系统建模及仿真是整机研究的关键,利用AMESim和Matlab/Simulink的联合仿真平台,完成整机液压系统的模拟仿真。仿真结果表明:进料机构的液压系统能在控制器的控制下实现随粉碎机构联动的功能,即当粉碎马达的转速升高时,进料马达的转速会随之升高,反之下降。当粉碎机构带动的减速机转速达到最高时,进料机构的最高转速不超过规定的240r/min,满足系统的设计要求。本论文采用负载敏感技术对粉碎机构液压系统进行了匹配设计,系统可根据负载扭矩的大小改变泵的排量,实现液压系统与负载的良好匹配。当负载扭矩达到最大设定值时,减速机输出轴的最高转速为593.8r/min,满足系统工作要求。匹配设计的负载敏感系统可通过调整负载敏感泵内部恒压阀、LS阀的弹簧刚度,将系统的响应时间缩短至5.5s,优化了系统的动态特性。本论文在分析了整机液压系统的控制过程及工作要求的基础上,以三菱FX2N-24MT PLC为控制核心,合理设计整机液压控制系统,利用电气控制与液压相结合的方式,实现整机的自动化控制功能。最后依照控制流程完成PLC控制中的开关量程序和模拟量程序的编写。本文的研究成果为粉碎机液压系统的匹配设计及自动化控制提供了一定的参考价值。
【关键词】：立式生物质粉碎机 液压系统 负载敏感泵 建模仿真 液压控制
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK6;TH137
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题的研究目的及意义9
• 1.2 立式生物质粉碎机的国内外研究现状9-14
• 1.2.1 立式生物质粉碎机国外研究现状9-12
• 1.2.2 立式生物质粉碎机国内研究现状12-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-15
• 第二章 立式生物质粉碎机液压系统设计15-27
• 2.1 立式生物质粉碎机的整机结构15-17
• 2.1.1 整机结构15-16
• 2.1.2 动力及传动系统16
• 2.1.3 进料装置16
• 2.1.4 切碎装置16-17
• 2.1.5 出料装置17
• 2.1.6 液压系统17
• 2.2 液压系统匹配设计及计算17-26
• 2.2.1 液压系统匹配设计18-20
• 2.2.2 主要液压元件的选择20-24
• 2.2.3 液压元件的选型24-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 液压系统关键元件建模及分析27-50
• 3.1 LUDV负载敏感变量泵的建模及分析27-41
• 3.1.1 整机能量损失分析27-28
• 3.1.2 变量泵概述28
• 3.1.3 容积调节变量泵的控制形式28-29
• 3.1.4 负载敏感柱塞泵概述29-32
• 3.1.5 负载敏感变量柱塞泵AMESim模型的建立32-41
• 3.2 粉碎机构负载敏感换向阀模型的建立41-42
• 3.3 进料机构电液比例阀控液压马达的建模42-49
• 3.3.1 电液比例阀控液压马达速度控制系统原理及组成42-45
• 3.3.2 电液比例阀控马达速度控制系统的PID控制45-46
• 3.3.3 基于Matlab/ Simulink的系统模型构建46-47
• 3.3.4 系统的动态特性仿真参数设置47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第四章 立式生物质粉碎机液压系统仿真及优化50-64
• 4.1 系统仿真技术概述50
• 4.2 粉碎机构液压系统建模及分析50-55
• 4.2.1 粉碎机构液压系统建模51-52
• 4.2.2 粉碎机构参数设置52-53
• 4.2.3 系统加载仿真53-55
• 4.3 出料机构和进料机构建模及仿真分析55-63
• 4.3.1 出料机构和进料机构机械液压部分建模56-57
• 4.3.2 出料机构和进料机构控制液压部分建模57
• 4.3.3 参数设置57-60
• 4.3.4 系统加载仿真60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 基于PLC的整机液压控制系统设计64-75
• 5.1 立式生物质粉碎机控制系统概述64
• 5.2 PLC控制液压系统的工作原理64-67
• 5.2.1 普通电磁换向阀的控制原理65
• 5.2.2 比例电磁换向阀的控制原理65-66
• 5.2.3 液压系统闭环控制的原理66-67
• 5.3 PLC控制的粉碎机液压系统设计67-74
• 5.3.1 粉碎机液压系统的动作控制过程分析67-68
• 5.3.2 PLC主机的选型与接线68-69
• 5.3.3 液压控制系统编程69-74
• 5.4 本章小结74-75
• 第六章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75
• 6.2 创新点75-76
• 6.3 展望76-77
• 参考文献77-81
• 在读期间公开发表的论文情况81-82
• 致谢82

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本文编号：1061658