通用型支架搬运车方案设计及液压同步提升系统研究

发布时间：2017-07-18 01:13

  本文关键词：通用型支架搬运车方案设计及液压同步提升系统研究

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【摘要】：国内各大型煤矿在液压支架搬家这一领域,均采用了液压支架搬运车,该型车可进行液压支架的井下及地面转运,由于需要进入矿井,因此该车发动机进行了防爆处理从而造成了其造价昂贵。现针对液压支架的地面转运设计一款地面液压支架搬运车。根据通用性原则对液压支架搬运车进行了整车的结构方案总体设计,其动力牵引部分采用现有的重型牵引车,承载部分采用U型框架结构,牵引车与U型框架挂车以半挂方式连接,由液压支架重量对整车进行载荷分配分析,并对液压支架搬运车进行了动力匹配分析,完成了关键部件选型,之后提出了液压系统方案。根据液压系统方案,分析了液压同步提升系统的工作原理,并对曲柄连杆式提升机构进行了结构计算,完成了主要液压元件选型,进而对电液比例控制同步系统进行深入分析研究,建立了液压提升系统电液比例阀控单液压缸闭环回路数学模型,确定了系统主要参数。基于Simulink对比分析了有无PID控制算法时电液比例阀控单液压缸系统的特性,表明了有PID控制时电液比例阀控单液压缸系统的响应更迅速,稳定性更高。最后根据液压同步提升系统原理,建立了液压支架同步提升系统AMESim仿真模型,并对电液比例阀控制的液压同步系统加入PID控制算法,仿真了液压支架的装卸过程,对比分析有无PID控制算法时提升系统四个液压缸的位移同步精度,表明在加入PID控制算法后,同步误差降低,同步精度达到了0.47%,能够更好的符合设计要求。同时分析了系统运行压力曲线,验证了本液压系统及元件选型合理。
【关键词】：支架搬运车 提升系统 电液比例技术 PID控制
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD633
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1. 绪论10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.2 液压支架搬运车概述11-16
• 1.2.1 液压支架搬运车的结构及特点11-14
• 1.2.2 国内外相关领域研发及应用现状14-16
• 1.2.3 液压支架搬运车发展趋势16
• 1.3 课题来源、研究意义和主要内容16-19
• 1.3.1 课题来源及研究意义16-17
• 1.3.2 主要研究内容及技术路线17-19
• 2. 液压支架搬运车总体方案设计19-33
• 2.1 液压支架搬运车总体方案19-22
• 2.1.1 U型框架挂车的方案设计20
• 2.1.2 U型框架车轮胎的选用及悬架设计20-22
• 2.1.3 通用型液压支架搬运车车体装配图22
• 2.2 U型框架挂车载荷分析22-24
• 2.2.1 轴荷分析22
• 2.2.2 轮胎负载分析22-23
• 2.2.3 满载时质心位置的确定23-24
• 2.3 液压支架搬运车整车动力匹配分析24-31
• 2.3.1 牵引车选用车型24
• 2.3.2 整车力学分析24-27
• 2.3.3 整车动力匹配分析27-31
• 2.4 取力器的选型及概述31-33
• 2.4.1 取力器选型31
• 2.4.2 取力器的结构特点31-32
• 2.4.3 取力器工作原理32-33
• 3. 液压支架提升系统设计33-47
• 3.1 液压同步提升系统设计33-37
• 3.1.1 多液压缸同步回路33-34
• 3.1.2 电液比例控制技术34-35
• 3.1.3 液压平衡回路35
• 3.1.4 液压同步提升系统分析与设计35-37
• 3.2 液压支架提升机构方案设计37-42
• 3.2.1 液压提升机构的组成及工作原理38
• 3.2.2 提升机构设计计算38-42
• 3.3 主要液压元件的计算选型42-47
• 4. 液压支架提升系统控制算法研究47-64
• 4.1 系统数学建模47-60
• 4.1.1 功率放大环节48
• 4.1.2 电液比例换向阀48-50
• 4.1.3 提升系统单液压缸数学模型50-58
• 4.1.4 反馈环节58-59
• 4.1.5 电液比例阀控单液压缸系统数学模型59-60
• 4.2 控制算法60-64
• 4.2.1 PID控制60-62
• 4.2.2 对比分析有无PID控制时电液比例阀控单液压缸系统特性62-64
• 5. 液压支架同步提升系统特性研究64-73
• 5.1 液压支架同步提升系统参数及实现功能和要求64
• 5.2 基于AMESim的液压支架提升系统四缸同步运动仿真分析64-73
• 5.2.1 AMESim软件的理论基础64-66
• 5.2.2 液压支架同步提升系统AMESim模型的建立66
• 5.2.3 液压系统模型中各模块的选择与参数的设置66-68
• 5.2.4 液压支架同步提升系统仿真分析68-73
• 6. 总结与展望73-75
• 6.1 总结73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士期间研究成果79-80
• 致谢80-81

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本文编号：555395