基于AMESim的定重装载液压系统仿真研究

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我国煤矿立井提升中广泛采用定重装载系统,该系统的性能与可靠性关系到能否保证煤矿的正常生产。本课题对立井定重装载液压系统进行了系统研究,利用AMESim液压仿真软件,对系统进行建模、仿真与性能分析,找出了易引起系统故障的原因,为该系统的维护和改进提供了依据和参考。本文主要完成了以下工作:课题以铜川王石凹煤矿立井箕斗提升系统作为研究对象,查阅了大量相关文献资料,在充分研究国内外动态定量装载系统的发展状况后,结合该矿的实际情况,对定量装载系统进行理论分析。根据系统的工作要求,对系统主要液压元件做静力学、动力学以及流体力学等方面的分析和计算。根据系统实际参数,在AMESim液压仿真软件环境下,建立了考虑管道特性和不考虑管道特性两种情况下的系统仿真模型,同时根据系统的工作原理,将系统的工作过程划分为举升工况和称重工况,分别进行建模仿真。根据不同工况设定系统参数,进行了两种环境和两种工况下仿真实验。通过对仿真结果对比分析,结果表明,管道特性对液压系统的影响不可忽视,尤其压力冲击是造成液压系统故障的主要原因。本课题所建立的模型合理,能够实现对该液压系统的仿真与性能分析,为该系统的改进提供了参考依据。
摘要第2-3页
ABSTRACT第3-4页
1 绪论第7-12页
    1.1 选题的背景第7-8页
    1.2 定重装载液压系统发展状况第8-9页
    1.3 液压系统仿真国内外发展现状及发展前景第9-11页
        1.3.1 国外发展现状第9-10页
        1.3.2 国内发展现状第10页
        1.3.3 液压系统仿真发展方向第10-11页
    1.4 课题主要研究内容第11页
    1.5 本章小结第11-12页
2 液压系统建模的理论基础第12-27页
    2.1 流体静力学基本理论第12-14页
    2.2 流体的动力学基础第14-15页
        2.2.1 液体流动的质量守恒定律第14-15页
        2.2.2 流体的能量守恒定律第15页
    2.3 流动液体的压力损失第15-18页
        2.3.1 流体的流动状态第16页
        2.3.2 管道中的压力损失第16-18页
    2.4 管路计算第18-19页
        2.4.1 短管与长管第18-19页
        2.4.2 管路的稳态特性第19页
    2.5 管道中的压力骤变第19-22页
        2.5.1 直接液压冲击的最大压力计算第20-21页
        2.5.2 间接液压冲击计算第21-22页
    2.6 液压仿真软件AMESIM 介绍第22-26页
        2.6.1 AMESim 主要功能软件第22-23页
        2.6.2 AMESim 软件的使用方法第23-26页
    2.7 本章小结第26-27页
3 定重装载液压系统概述第27-39页
    3.1 定重装载液压系统的基本结构和工作原理第27-29页
        3.1.1 定重装载液压系统的基本结构第27-28页
        3.1.2 定重装载液压系统的工作原理第28-29页
    3.2 液压称重系统的基本性能要求第29-30页
        3.2.1 系统总体性能要求第29页
        3.2.2 液压系统主要元件要求第29-30页
    3.3 定重装载液压系统的基本参数第30-37页
        3.3.1 液压缸相关参数第30-33页
        3.3.2 系统液压泵及电机参数第33-34页
        3.3.3 液压阀参数确定第34-36页
        3.3.4 液压系统辅助元器件参数第36-37页
    3.4 本章小结第37-39页
4 基于AMESIM 的定重装载液压系统建模及仿真分析第39-68页
    4.1 不考虑管路特性时的液压系统动态性能第39-55页
        4.1.1 举升工况仿真模型建立第39-43页
        4.1.2 举升工况仿真分析第43-48页
        4.1.3 称重工况仿真模型建立第48-50页
        4.1.4 称重工况仿真分析第50-55页
    4.2 考虑管路特性时的液压系统动态性能第55-66页
        4.2.1 系统压力损失和压力冲击计算第55-57页
        4.2.2 举升工况仿真模型建立第57-58页
        4.2.3 举升工况下仿真分析第58-62页
        4.2.4 称重工况仿真模型建立第62-63页
        4.2.5 称重工况仿真分析第63-66页
    4.3 影响液压称重系统性能主要因素第66页
    4.4 本章小结第66-68页
5 结论第68-70页
    5.1 结论第68页
    5.2 展望第68-70页
致谢第70-71页
参考文献第71-73页
附录第73页
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