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文献类型

1 篇 学位论文

馆藏范围

1 篇 电子文献
0 种 纸本馆藏

日期分布

学科分类号

1 篇 工学
- 1 篇 仪器科学与技术
- 1 篇 动力工程及工程热...
- 1 篇 矿业工程

主题

1 篇 负载敏感行驶系统
1 篇 动力传递路径
1 篇 液压-机械复合传动...
1 篇 锚杆钻车
1 篇 阀控同步控制

机构

1 篇 太原科技大学

作者

1 篇 杨超超

语言

1 篇 中文

检索条件"主题词=负载敏感行驶系统"

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详细简洁

排序：

锚杆钻车液压负载敏感行驶系统设计及传动特性研究

锚杆钻车液压负载敏感行驶系统设计及传动特性研究

引用

作者：杨超超太原科技大学

学位级别：硕士

锚杆钻车是煤矿综掘工作面中进行巷道支护的主要设备,可对煤矿巷道的顶板和侧帮进行支护、加固,确保巷道围岩稳定。其工作空间狭小,行驶路面错综复杂,且直线行驶的跑偏率对巷道支护的安全性和效率都有一定的影响,为提高CMM2型六轮式锚... 详细信息

锚杆钻车是煤矿综掘工作面中进行巷道支护的主要设备,可对煤矿巷道的顶板和侧帮进行支护、加固,确保巷道围岩稳定。其工作空间狭小,行驶路面错综复杂,且直线行驶的跑偏率对巷道支护的安全性和效率都有一定的影响,为提高CMM2型六轮式锚杆钻车在井下工作的稳定性、可靠性和支护效率,设计了高效节能的负载敏感行驶液压系统,并根据锚杆钻车动力传递路径建立传动系统模型和整车简化动力学模型,结合不同煤矿路面条件,分别进行锚杆钻车刚柔耦合研究和液压-机械复合传动研究,最后对左右双马达转速PID阀控同步系统进行设计和研究,为锚杆钻车底盘行驶部分的研究提供一定的参考价值。针对煤矿井下复杂多变巷道对锚杆钻车行驶系统的要求,设计了一种适应井下锚杆钻车行驶要求的负载敏感液压驱动系统,对液压系统部分元件进行了参数计算及选型,同时采用热平衡的方法得到冷却器最小功率。利用AMESim搭建了锚杆钻车负载敏感液压行驶系统仿真模型和二级行星减速器模型,并分析了该系统在恒定负载、稳定变化负载以及正弦负载三种不同工况的变化规律。结果表明,负载敏感系统使泵的输出压力始终大于马达的输入压力1.8 MPa左右;在恒负载扭矩下液压系统的功率利用率达83%左右;在变化负载扭矩下马达的输出扭矩滞后负载扭矩变化,马达的输出扭矩变化范围小,使系统拥有更高的稳定性。根据设计的锚杆钻车底盘动力传递路径,建立链传动系统的动力学简化模型,通过理论计算张紧力、传动效率和考虑多边形效应的瞬时传动速度,对链传动系统模型的准确性进行验证,并对二级链传动系统进行研究,最终结合链传动系统建立锚杆钻车动力学简化模型,并对整车轮胎竖直载荷进行研究。结果表明,从动链轮瞬时转速不恒定,链条紧边在上方时链传动更稳定;在二级链传动中,靠近输入端的链条承受的拉力以及接触力均最大;张紧链轮的位置对链条和链轮的接触力影响更大;在进行整车建模时,质心位置对车辆轮胎载荷有影响,对于软土路面,轮胎承受的竖直载荷小于理论值。为更好的研究车辆的动态响应,在锚杆钻车动力学模型和复杂煤矿路面模型基础上,采用刚柔耦合方法对锚杆钻车传动系统中链轮、链节的应力、位移进行研究。同时基于锚杆钻车负载敏感液压系统模型和刚体动力学模型,实现整车液压-机械复合传动仿真,模拟该车在平面路、过障、爬坡复杂路面行驶以及制动、转弯工况的行驶动力响应。结果表明,该车能在复杂路面行驶,且链节、链轮均能满足工作需要;对于同样高度(深度)的凸台、凹坑,车辆经过凸台时链节、链轮的应力突变较大;该车拥有较高的行驶速度,最高速度为5.76 km/h,最大长距离爬坡角度约为10.8°,轮胎过障时,滚动阻力剧变,但液压系统脉动小;车辆制动时,轮胎滚动阻力以及液压系统提供的驱动力、转速等均在1.7 s降至最小,泵零功率输出;不同向转弯时,车辆质心位置的不对中性导致驱动力、横向力、滚动阻力等均不同,在向质心偏移侧转弯时转弯半径较小。锚杆钻车顶板打孔支护作业需保证锚杆等间距,左右两侧车轮负载受井下巷道路面不平度的影响,易导致车辆行驶过程中发生侧偏,造成顶板锚杆支护间距不均匀,影响巷道的稳定性和安全性。为保证锚杆钻车行驶的同步性,设计并建立一种带有阀前压力补偿的PID阀控左右马达同步转速液压系统及模型,结合在Simulink中设计的主从、并行、交叉耦合以及模糊PID四种结构PID控制系统,实现四种液压-控制联合仿真阀控同步系统仿真试验,研究左右马达同步控制回路的控制效果。结果表明:阀前压力补偿可使马达转速与负载压力无关;左右马达负载不一致时,三种经典PID控制系统中交叉耦合PID的同步控制效果较好,主从PID控制系统同步效果受主回路选择的影响;变负载扭矩下,模糊PID比交叉耦合PID控制马达输出转速拥有更小的响应时间和超调量,具有较好的同步控制效果。本文通过对锚杆钻车行驶部分的液压系统、动力传递路径、动力响应及阀控同步系统分别进行设计和研究,为锚杆钻车液压负载敏感行驶系统设计及传动特性研究提供了借鉴。

关键词：负载敏感行驶系统锚杆钻车液压-机械复合传动动力传递路径阀控同步控制

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