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类型卷带装置液压系统动态特性研究.pdf

  • 上传人:fengling
  • 文档编号:97775116
  • 上传时间:2019-05-07
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    关 键  词:
    装置 液压 系统 动态 特性 研究
    资源描述:
    现代放
    卷带装置液压系统动态特性研究
    张明宇
    神华物资集团有限公司,北京10000
    摘要:阐述了卷带装置的组成及其液压系统的工作原理,运用 AMESIM软件建立液压系统模型,仿真分析了流量
    阶跃輸入、惯性负载对系统动态特性的影响,同时研究了卡带工况时系统的响应特性,其结论和方法为液压卷带装
    置的设计提供了参考。
    关键词:卷带裝置液压系统 AMESIM动态特性
    中图分类号:TH69
    文献标识码:A
    文章编号:1002-6886(2014)06-0001-04
    Research on dynamic characteristics of hydraulic system of belt-winding mechanism
    ZHANG Mingyu
    Abstract: In this paper, the components of belt-winding mechanism and the working principle of hydraulic system are e-
    laborated, then a hydraulic system model is established based on AMESIM. Moreover, the influence of flow step input and
    inertia load on dynamic characteristics are analyzed. Meanwhile, the system response is studied when rubber belt is locke
    The conclusions and methods provide reference for future design of hydraulic belt-winding mechanism
    Keywords: belt-winding mechanism hydraulic system; AMESIM; dynamic characteristics
    0引言
    1卷带装置的组成
    随着煤矿井下高产高效综采工作面的推广,
    卷带装置主要由液压控制系统、机架、液压卷带
    液压卷带装置被广泛地应用于大功率、高带速、大机构、固定夹带机构1、固定夹带机构Ⅱ以及移动夹
    倾角的可伸缩带式输送机上,能显著提高卷带速带机构等部分组成,其结构如图1所示。
    度、降低人工劳动强度和提高卷带效率,因此对液
    压卷带装置的动态特性进行研究具有一定的现实
    意义。文献[1]对卷带装置液压系统的控制参数
    进行了优化分析,提高了控制精度;文献[2]运用
    AMESIM建立了液压卷带机构的仿真模型,分析了
    系统起动及负载突变时的转速动态响应,及有效
    体积弹性模量和马达输出轴等效转动惯量对系统
    动态特性的影响;文献[3]运用ADMS对高速液压
    固定夹带机构1;2.移动夹带机构;3.机架
    卷带装置进行动力学分析,为高速液压卷带装置
    4.液压控制系统;5液压卷带机构;6.固定夹带机构。
    的设计提供了参考
    图1液压卷带装置
    本文利用基于功率键合图法的 AMESIM软件,
    液压卷带机构是该装置的核心,由液压马达驱
    建立卷带装置液压系统模型,仿真分析了系统的流动,在卷带过程中胶带的质量与转动惯量均大幅度
    量阶跃响应以及惯性负载、卡带时的极限负载等对增大,故采用径向柱塞式低速大扭矩液压马达驱动
    系统的影响。
    卷筒旋转来完成卷带。因此,控制卷带马达的液压
    16
    现代制造、工艺装备
    adar「204年第6期
    回路的动态特性将直接影响整个卷带装置的性能,
    卷带液压系统原理如图2所示。
    恒功率变量泵4通过手动换向阀6向卷带马达
    7供油,驱动马达工作,换向阀6分别接通左、右位
    时,实现液压马达7的正、反转(可根据现场需要设
    定正、反转方向),从而驱动卷筒完成卷带或释放胶
    带的动作。当系统压力达到或超过设定的系统额定◇?
    工作压力时,与工作腔相连的溢流阀5或8开启,此
    时工作腔压力油溢流回油箱。
    booa堂o
    7
    史一一负载
    6
    图3液压系统动态特性仿真模型
    X
    表1
    仿真参数
    参数
    数值
    卷带滚筒转动惯量/kg?m3
    10
    油液密度/kg/m
    850
    3
    油液的体积弹性模量/bar
    17000
    YM)
    储带仓当量转动惯量/kg·m
    3180
    输送带拉伸刚度/N/m
    小卷筒直径/mm
    500
    500
    1.油箱;2、10.滤油器;3.电机;4.变量泵;
    储带仓当量滚筒直径/mm
    5、8、9.溢流;6.换向阀;7.卷带马达。
    油液的动力粘度/Pa?s
    39.1
    图2卷带液压系统原理图
    张紧小车连同可移动滚筒质量/kg
    7000
    2液压系统模型
    储带仓当量拉伸刚度/N/m
    1,2×10
    AMESIM是法国 Imagine公司推出的一款先进速度、张紧小车速度及加速度曲线如图4所示。
    的工程系统仿真平台,它集成了机械、液压、气动、
    由图3可知,在阶跃流量输入下,系统压力开
    热、电磁等物理模块,拥有图形化的时域仿真建模环始存在冲击,起动1s后升至最大值约150bar,然
    境,用户根据已有模型和自建子模型,可以实现不同后逐渐下降,4s后压力趋于稳定。马达角速度在
    领域的模块之间的直接连接,方便地构建优化设计起动瞬间存在很大的冲击,伴随着几次小的振荡,
    所需的实际原型。本文建立的卷带机构液压系统动经过3s后趋于稳定,其值约为22rmin。张紧小
    态特性仿真模型如图3所示,卷简模型采用绞车模车的移动速度平稳增大,未出现振荡及超调现象
    块 WINCHO,胶带用 Kelvin模型代替,该模型实现其加速度曲线也未出现突变现象,表现出较好的
    了液压系统和卷带执行机构间的连接。
    稳定性。
    模型中各个元件的参数设置如表1所示。
    (2)惯性负载对系统动态特性的影响
    在其他参数不变的前提下,分别取系统当量转
    3动态特性分析
    动惯量为1500kg?m、3000kg?m4500kg·m
    (1)系统对流量阶跃的响应
    6000kgm2进行仿真,得到系统压力和马达转速
    在流量阶跃信号输入下,系统压力、卷带马达角的变化曲线(图5和图6)。
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