提升机制动系统动态特性仿真及试验研究

发布时间：2017-10-14 18:39

  本文关键词：提升机制动系统动态特性仿真及试验研究

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【摘要】：矿井提升机制动系统,是矿井提升系统的安全保障环节,对矿井提升生产效率和工作性能都有着重要意义。矿井提升机制动系统由液压站和制动器两部分组成,其制动性能直接影响到提升系统的稳定性与安全性。对制动系统研究的关键在于对系统紧急制动状态进行动力学仿真与分析。本文对提升机制动系统中液压站和制动器的结构组成及工作原理进行了简单的介绍,同时对相关参数进行计算,总结了提升机制动系统制动性能的评判要求,以及影响制动性能的主要因素。根据液压系统工作原理,在AMESim软件环境下对液压系统进行仿真建模,在紧急制动过程中,以不同蓄能器弹簧刚度、空气含量、液压管路长度和内径、电磁换向阀阀口通流截面积和固有频率为控制变量分别得到制动油压、制动正压力、闸瓦间隙的变化曲线,并对比了以上不同变量对提升机制动性能的影响。利用UG对提升机盘式制动器和主轴装置进行三维建模,进而将模型导入ADAMS并设置相应约束和参数。同时,将两个制动盘和闸瓦的三维模型导入ANSYS进行自由模态分析并生成模态中性文件,然后将模态中性文件导入ADAMS替换原来的刚性体为柔性体,在ADAMS软件中完成制动系统多柔体动力学模型的建立。利用AMESim软件中液压系统仿真模型和ADAMS软件中多柔体动力学仿真模型,对制动系统的紧急制动过程进行联合仿真分析,以不同蓄能器弹簧刚度、空气含量、液压管路长度和内径、电磁换向阀固有频率和紧急制动油压值为控制变量,得到主轴装置的角速度、角减速度以及主轴径向振动加速度的时间历程曲线,对比了以上不同变量对主轴装置紧急制动过程的运行状态的影响。对提升机试验台相关设备进行了简单介绍,分析了保护装置的优缺点,为了分析紧急制动过程中紧急制动油压值对制动压力、闸瓦间隙和主轴振动的影响,确定了实验方案及步骤,完成提升机紧急制动试验。并将试验数据与制动系统仿真数据进行对比分析,验证了模型的正确性。
【关键词】：制动系统 制动性能 多柔体模型 联合仿真 AMESim ADAMS
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD534
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究的背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究动态11-13
• 1.3 主要研究内容13-15
• 1.4 小结15-16
• 第二章 矿井提升机制动系统16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 提升机液压系统的组成与工作原理16-20
• 2.2.1 液压系统的组成16-17
• 2.2.2 液压系统工作原理17-18
• 2.2.3 液压系统重要参数18-20
• 2.3 提升机盘式制动器的结构与工作原理20-23
• 2.3.1 盘式制动器的结构20-21
• 2.3.2 盘式制动器工作原理21
• 2.3.3 盘式制动器主要参数21-22
• 2.3.4 摩擦副材料22-23
• 2.4 制动性能及其影响因素23-27
• 2.4.1 制动性能23-25
• 2.4.2 影响制动性能的因素25-27
• 2.5 小结27-28
• 第三章 矿井提升机液压系统的仿真分析28-54
• 3.1 引言28
• 3.2 AMESim软件简介28-29
• 3.3 液压元件数学模型29-33
• 3.3.1 液压管路数学模型29-31
• 3.3.2 弹簧蓄能器数学模型31-32
• 3.3.3 电磁换向阀数学模型32-33
• 3.4 液压系统仿真模型33-35
• 3.4.1 液压系统关键结构模型33-35
• 3.4.2 液压系统的AMESim仿真模型35
• 3.5 紧急制动仿真分析35-52
• 3.5.1 弹簧刚度对二级制动性能的影响36-39
• 3.5.2 空气含量对二级制动性能的影响39-40
• 3.5.3 液压管路对二级制动性能的影响40-47
• 3.5.4 阀口通流截面积对二级制动性能的影响47-48
• 3.5.5 固有频率对二级制动性能的影响48-50
• 3.5.6 紧急制动油压对二级制动性能的影响50-52
• 3.6 小结52-54
• 第四章 矿井提升机多柔体动力学模型54-64
• 4.1 引言54
• 4.2 矿井提升机三维模型54-56
• 4.2.1 UG软件简介54-55
• 4.2.2 提升机的建模和装配55-56
• 4.3 UG与ADAMS之间数据交换56-57
• 4.4 ADAMS动力学模型57-59
• 4.4.1 ADAMS软件简介57
• 4.4.2 提升机刚体动力学模型57-59
• 4.5 ANSYS软件生成模态中性文件59-61
• 4.6 矿井提升机多柔体动力学模型61-63
• 4.7 小结63-64
• 第五章 矿井提升机制动系统的联合仿真分析64-76
• 5.1 引言64
• 5.2 制动系统联合仿真模型64-67
• 5.2.1 联合仿真简介64
• 5.2.2 AMESim软件中设置联合仿真接口64-67
• 5.2.3 ADAMS软件中设置模型并联合仿真67
• 5.3 紧急制动联合仿真分析67-74
• 5.3.1 弹簧刚度对二级制动过程中卷筒运行状态的影响67-68
• 5.3.2 液压管路对二级制动过程中卷筒运行状态的影响68-71
• 5.3.3 固有频率对二级制动过程中卷筒运行状态的影响71-72
• 5.3.4 紧急制动油压对卷筒运行状态的影响72-73
• 5.3.5 紧急制动油压对主轴减速振动的影响73-74
• 5.4 小结74-76
• 第六章 矿井提升机紧急制动试验研究76-90
• 6.1 引言76
• 6.2 提升机试验系统组成76-82
• 6.3 紧急制动油压对制动性能的影响试验82-87
• 6.3.1 试验方案82
• 6.3.2 紧急制动油压的影响试验82-86
• 6.3.3 紧急制动油压对主轴减速振动的影响试验86-87
• 6.4 小结87-90
• 第七章 结论与展望90-92
• 7.1 结论90-91
• 7.2 展望91-92
• 参考文献92-96
• 致谢96-98
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文98

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本文编号：1032602