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矿用铲运机全液压转向系统机液联合仿真及优化设计

发布时间:2018-12-29 09:10
【摘要】:矿用铲运机是一种重要的工程机械,是矿山无轨运输设备的一种,主要应用于井下煤炭的短壁开采工作面。转向系统是铲运机的一个重要组成部分,它的性能直接决定着铲运机的工作性能,因此研究转向系统的动态特性具有十分重要的意义。本文以17C00CLX3型矿用防爆胶轮铲运机为研究对象,对铰接车辆转向机构的工作原理进行分析,在此基础上建立满载原地转向时转向阻力矩的数学模型,并对影响其大小的因素及其影响趋势进行分析。详细分析了负荷传感型全液压转向系统的工作原理,在分析优先阀和转向器的结构及工作原理的基础上,利用AMEsim的HCD库建立优先阀和转向器的模型,并对所建模型进行仿真测试,分析其动态特性,验证所建模型的正确性。采用AMEsim软件建立液压控制系统模型,利用ADAMS建立铲运机的多体动力学模型,以AMEsim为主仿真软件进行机液联合仿真,主要对满载快速、满载慢速和空载快速三种工况进行仿真。在不同的工况条件下,主要对通过优先阀的流量,转向油缸的活塞杆移动速度、位移,转向油缸的压力以及转向过程中地面对轮胎的作用力等仿真结果进行对比分析。针对转向过程油缸的压力脉动问题,以左右两侧油缸的行程差和系统压力为目标函数,油缸的铰接点位置为设计变量,采用遗传算法对转向机构进行优化设计,对优化后的机构再次进行机液联合仿真,与优化前的仿真结果进行对比。本文对负荷传感型全液压转向系统进行了机液联合仿真,并针对转向过程中的压力脉动问题进行了优化设计,优化结果证明优化后的机构在转向过程中转向力臂差明显小于优化前的机构,并且油缸的压力波动以及系统压力都明显减小。本文的研究为以后的转向机构的设计提供了一定的理论支持,具有十分重要的意义。
[Abstract]:Mine scraper is an important construction machinery and a kind of trackless transportation equipment. It is mainly used in short wall mining face of underground coal. Steering system is an important part of LHD, and its performance directly determines the working performance of LHD. Therefore, it is of great significance to study the dynamic characteristics of steering system. Taking 17C00CLX3 type explosion-proof rubber wheel scraper as the research object, this paper analyzes the working principle of steering mechanism of articulated vehicle, and establishes the mathematical model of steering resistance moment when turning in situ with full load. The factors that affect its size and its influence trend are analyzed. The working principle of full hydraulic steering system based on load sensing is analyzed in detail. On the basis of analyzing the structure and working principle of priority valve and steering gear, the model of priority valve and steering gear is established by using HCD library of AMEsim. The model is simulated and tested, and its dynamic characteristics are analyzed to verify the correctness of the model. The hydraulic control system model is established by AMEsim software, the multi-body dynamics model of LHD is established by ADAMS, and the combined simulation of machine and liquid is carried out by using AMEsim software. The simulation is mainly carried out under three working conditions: full load speed, full load slow speed and no load speed. Under different working conditions, the simulation results of flow rate of priority valve, piston rod moving speed, displacement, pressure of steering cylinder and the force of ground facing tire in steering process are compared and analyzed. Aiming at the pressure pulsation of the cylinder during the steering process, the stroke difference and the system pressure of the two sides of the cylinder are taken as the objective function, and the hinge position of the cylinder is taken as the design variable, and the steering mechanism is optimized by genetic algorithm. The optimized mechanism was simulated again, and the results were compared with those before optimization. In this paper, the load sensing full hydraulic steering system is simulated, and the pressure pulsation in the steering process is optimized. The optimization results show that the steering arm difference of the optimized mechanism is obviously smaller than that of the mechanism before the optimization, and the pressure fluctuation of the cylinder and the pressure of the system are obviously reduced. The research in this paper provides some theoretical support for the design of steering mechanism in the future, which is of great significance.
【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】:TD422.4

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本文编号:2394633

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