小型混砂橇液压控制系统设计与分析

发布时间：2017-05-12 01:04

  本文关键词：小型混砂橇液压控制系统设计与分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：小型混砂橇是油田增产作业的主要配套设备,也是压裂成套设备中核心设备之一。它的用途是将石英砂与胍胶液等液体按设定的砂浓度连续混配,按一定的排出流量泵送给施工压裂车。小型混砂橇主要由动力系统、供液系统、输砂系统、混合搅拌系统、排出系统、电气控制系统以及数据采集和显示系统等几大部分组成。其中,供液、输砂、混合搅拌和排出系统全部采用液压驱动,并通过传感器采集相应的负载信息,分别形成比例或闭环控制系统,进而使液压系统控制液压马达稳定运行的转速,确保充足的供液、比例恰当的输砂量、均匀的混合搅拌以及满足压力、流量要求的压裂用的混合液。本文主要对小型混砂橇液压控制系统进行设计和分析,其包括以下几个方面:(1)在对国内外混砂车发展现状及趋势的分析基础上,总结混砂车的使用特点,通过市场调研,重点分析小型混砂橇的功能、特点,以及运用液压系统控制的优点。(2)通过小型混砂橇的工作原理,分析其具备的特点,了解小型混砂橇的结构、组成,并根据小型混砂橇的特点介绍其用途。(3)根据小型混砂橇的使用要求,分析供液系统、输砂系统、混合搅拌系统以及排出系统各负载的受力情况和运动形式,通过对各系统负载特性的分析,完成液压传动系统的设计和计算,包括传动方案、主要元器件的选型以及参数的确定。(4)对小型混砂橇液压控制系统的控制特性进行分析,其结果表明:泵选择恒压变量泵、液压马达选择定量柱塞马达可以提高系统的稳定性;选择比例多路阀可以确定各负载的运行速度稳定并有利于精确调速;在系统中增加蓄能器可以有效地降低系统压力脉动。(5)运用WinCC软件对小型混砂橇液压控制系统进行仿真,从小型混砂橇的平稳运行可以判定其液压控制系统的稳定性。仿真分析的结果表明:系统具有良好的稳定性,比例调速精确度大大提高,并且蓄能器也能够很好地控制系统的压力脉动。经过对系统实施后的效果进行检验,系统已经完成了预定的功能。因此本文的研究工作具有一定的实际意义与应用价值。
【关键词】：小型混砂橇 液压控制系统 液压回路 比例控制 调速 压力脉动 WinCC
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE938
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 国内外混砂车发展现状和趋势10-12
• 1.1.1 国外混砂车的发展现状10
• 1.1.2 我国混砂车的发展现状10-11
• 1.1.3 混砂车发展趋势11-12
• 1.2 混砂车的结构和特点12-14
• 1.2.1 混砂车的结构12-13
• 1.2.2 混砂车的特点13-14
• 1.2.3 混砂车的缺陷14
• 1.3 喷砂射孔、喷砂切割技术14-16
• 1.3.1 喷砂切割、喷砂射孔机理14-15
• 1.3.2 喷砂射孔、喷砂切割的优势15-16
• 1.4 小型混砂橇的结构和特点16-19
• 1.4.1 小型混砂橇的结构16-18
• 1.4.2 小型混砂橇的特点18-19
• 1.5 本文研究的课题19-20
• 1.6 课题主要研究内容20
• 1.7 本章小结20-21
• 2 小型混砂橇液压控制系统概述21-27
• 2.1 概述21
• 2.2 动力橇21
• 2.3 混合橇21-25
• 2.4 小型混砂橇液压控制系统25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 小型混砂橇液压控制系统设计计算27-37
• 3.1 主要技术参数27
• 3.2 相关设计计算和主要元器件选型27-33
• 3.2.1 供液系统27-28
• 3.2.2 输砂系统28-29
• 3.2.3 混合搅拌系统29-30
• 3.2.4 排出系统30-31
• 3.2.5 比例多路阀的选用31
• 3.2.6 液压泵的计算和选型31-32
• 3.2.7 柴油发动机的计算及选型32
• 3.2.8 蓄能器的选择32-33
• 3.3 液压控制系统原理图33-36
• 3.3.1 液压控制流程图33
• 3.3.2 液压系统原理图33-35
• 3.3.3 液压系统主要元件的特点35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 小型混砂橇液压控制系统控制特性分析37-54
• 4.1 液压控制系统调速特性分析37-49
• 4.1.1 液压泵工作原理及结构特征37-43
• 4.1.2 比例多路阀控制特征43-44
• 4.1.3 比例调速控制特性分析44-49
• 4.2 系统压力脉动分析49-53
• 4.2.1 压力脉动产生的原因49-51
• 4.2.2 减小压力脉动的方法51-52
• 4.2.3 使用蓄能器吸收系统压力脉动52-53
• 4.3 本章小结53-54
• 5 基于WinCC小型混砂橇液压控制系统仿真分析54-61
• 5.1 WinCC软件概述54
• 5.2 WinCC控制流程54-56
• 5.3 WinCC软件仿真分析56-60
• 5.4 本章小结60-61
• 总结与展望61-64
• 总结61-63
• 展望63-64
• 参考文献64-66
• 附录A 液压系统原理图66-67
• 致谢67-68

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