液压支架液压系统的建模与仿真

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随着煤炭行业的不断发展,高产高效的综采设备不断进步,液压支架作为主要的综采设备,对其性能提出了更高的要求。为了研究和开发更高性能的液压支架,单纯运用传统的设计方法需要进行各种性能试验,周期长、成本高,变更参数或条件困难,有时甚至无法实现。本文以某型液压支架液压系统为对象,研究液压支架的动态特性,并对系统的压力损失进行了计算。论文利用AMESim软件对液压支架液压系统进行了建模。AMESim软件是一种比较直观的、图形化的建模软件,它按照数学方程式建立多个领域的图形化元件库,使建模方式更为方便。论文以Visual Basic软件为辅助工具,制作了液压支架液压系统的人机交互界面,并编写了Visual Basic和AMESim的接口程序,实现了Visual Basic和AMESim的联合仿真。论文通过对建立的液压支架液压系统的液压模型进行仿真,研究了乳化液泵站、立柱控制回路及推移控制回路等主要回路的动态特性;此外,还以阻尼孔代替液压支架液压系统中换向阀的方法对系统模型进行了简化处理,然后进行仿真分析,利用仿真结果对液压支架液压系统中的压力损失进行了计算。本文通过人机交互界面控制的方式对液压支架液压系统进行控制,使得操作更为方便;通过变更参数的方法对系统进行了仿真分析,研究了影响液压支架液压系统动态特性的主要因素,为新型液压支架的研究与设计,以及提高液压支架的性能提供了理论依据。
摘要第2-3页
ABSTRACT第3-4页
1 绪论第8-13页
    1.1 选题的背景及意义第8-10页
        1.1.1 发展现状及前景第8-9页
        1.1.2 当前液压系统仿真技术存在的问题及发展方向第9-10页
    1.2 液压支架国内外的研究动态及发展趋势第10-11页
        1.2.1 国内外液压支架的研究现状第10页
        1.2.2 国内外液压支架存在的差距及发展趋势第10-11页
    1.3 本课题主要研究内容与技术路线第11-13页
        1.3.1 主要研究内容第11-12页
        1.3.2 课题研究技术路线第12-13页
2 液压支架液压系统第13-21页
    2.1 液压支架第13-16页
        2.1.1 液压支架的特点第13页
        2.1.2 液压支架的工作原理第13-16页
    2.2 液压支架液压系统的特点第16页
    2.3 液压支架液压系统的基本组成第16-20页
        2.3.1 乳化液泵站第16-18页
        2.3.2 供液回路第18-19页
        2.3.3 中间支架液压系统第19-20页
    2.4 本章小结第20-21页
3 液压支架液压系统的建模第21-36页
    3.1 AMESim 软件介绍第21-25页
        3.1.1 AMESim 的功能第21页
        3.1.2 AMESim 的特点第21-22页
        3.1.3 AMESim 软件的仿真步骤第22-25页
    3.2 主供液系统的建模第25-28页
        3.2.1 主供液系统的状态方程第25-27页
        3.2.2 主供液系统的液压模型第27-28页
    3.3 中间支架液压系统的建模第28-34页
        3.3.1 立柱控制回路第28-31页
        3.3.2 推移控制回路第31-34页
    3.4 液压支架液压系统的建模第34-35页
    3.5 本章小结第35-36页
4 人机交互界面的制作第36-43页
    4.1 Visual Basic 简介第36页
    4.2 液压支架液压系统主界面的制作第36-37页
    4.3 液压支架液压系统参数窗口的制作第37-42页
        4.3.1 乳化液泵站参数设置窗口第37-38页
        4.3.2 供液管路参数设置窗口第38页
        4.3.3 主控阀组参数设置窗口第38-39页
        4.3.4 立柱控制回路参数设置窗口第39-40页
        4.3.5 推移控制回路参数设置窗口第40-41页
        4.3.6 侧推、提座千斤顶参数设置窗口第41页
        4.3.7 护帮千斤顶参数设置窗口第41-42页
        4.3.8 插板、底调千斤顶参数设置窗口第42页
    4.4 本章小结第42-43页
5 联合仿真分析第43-50页
    5.1 Visual Basic 与AMESim 软件的接口程序第43页
    5.2 参数的设置第43-46页
        5.2.1 泵站参数的设置第43-44页
        5.2.2 供液管路参数设置第44页
        5.2.3 主控阀组参数设置第44页
        5.2.4 各个千斤顶的参数设置第44-46页
    5.3 联合仿真结果分析第46-49页
    5.4 本章小结第49-50页
6 液压支架液压系统压力损失第50-57页
    6.1 沿程压力损失的计算第50-52页
    6.2 局部压力损失的计算第52-53页
    6.3 液压支架液压系统模型简化第53-54页
    6.4 液压支架液压系统压力损失的计算第54-56页
        6.4.1 主供液管路压力损失的计算第54页
        6.4.2 支路管路压力损失的计算第54-55页
        6.4.3 阻尼孔局部压力损失的计算第55-56页
        6.4.4 系统压力损失的计算第56页
    6.5 本章小结第56-57页
7 结论第57-58页
    7.1 总结第57页
    7.2 展望第57-58页
致谢第58-59页
参考文献第59-62页
附录第62页
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