机载锚杆钻机论文：液压系统动态特性功率键合图仿真.doc

机载锚杆钻机论文：液压系统动态特性功率键合图仿真

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【摘要】液压系统是机载锚杆钻机的驱动部分。锚杆机在作业过程中启动、换向、停止等动作非常频繁。液压系统可能出现的冲击震荡、噪声以及零件动作失调等故障，影响了液压系统的稳定性，同时也直接影响到主机的稳定性。因此研究机载锚杆机液压系统的动态性能十分重要。本文根据机载锚杆钻机机构的运动学知识，利用ADAMS进行液压缸受力分析，从受力曲线中确定液压缸的最大受力，设计各液压缸的结构，绘制锚杆钻机液压系统的原理图。鉴于功率键合图建模的优点，对液压系统中主要元件的结构进行必要的简化，分别建立功率键合图模型。根据功率键合图先在Simulink工作窗口中创建子系统的模型，再将所有的子模块组合起来，构建液压缸液压系统和液压马达液压系统的仿真模型。设置仿真参数，对模型进行仿真，从仿真曲线上观察和分析液压系统动态特性的变化情况，以此来验证液压系统的设计是否理想。借助Simulink软件分析了液压系统中其它参数诸如液压缸的负载、油液弹性模量、管路直径和长度等的变化对液压系统动态特性的影响。最后运用D-H方法建立了液控锚杆机中各杆的坐标系，在给定巷道断面参数的情况下，如何控制各液压缸的伸长量来实现钻孔支护。研究结果表明本文所设计的掘进机机载锚杆钻机的液压系统符合掘锚一体机的设计要求，对其建立的数学模型正确，这对液压系统优化、整机的调试等方面具有重要的指导意义。
【关键词】机载锚杆钻机；液压系统；动态特性；功率键合图；仿真；
【篇名】机载锚杆钻机液压系统设计与研究
【目录】机载锚杆钻机液压系统设计与研究

致谢

5-6

摘要

6-7

Abstract

7

1绪论

11-18

1.1论文的研究背景

11-12

1.2掘锚机组的研究现状

12-14

1.2.1掘锚机组的国外研究现状

12-13

1.2.2掘锚机组的国内研究现状

13-14

1.3掘进机机载锚杆钻机液压系统的研究现状

14-16

1.3.1现有掘进机机载锚杆钻机的研究现状

14-15

1.3.2机载锚杆钻机液压系统的研究现状

15-16

1.4本课题的研究内容

16-17

1.4.1课题的来源

16

1.4.2课题的研究意义

16

1.4.3课题的研究内容

16-17

1.5本章小结

17-18

2掘进机机载锚杆钻机液压系统设计

18-33

2.1锚杆钻机运动过程分析

18-19

2.1.1钻巷道顶部锚杆孔时锚杆钻机的运动过程

18-19

2.1.2钻巷道侧帮锚杆孔时锚杆钻机的运动过程

19

2.2液压缸主要参数的确定及选型

19-30

2.2.1液压缸受力分析模型

19-20

2.2.2伸缩液压缸受力分析

20-22

2.2.3翻转液压缸受力分析

22-24

2.2.4支护液压缸受力分析

24-25

2.2.5侧翻液压缸受力分析

25

2.2.6双倍程液压缸受力分析

25-26

2.2.7液压缸行程计算

26-28

2.2.8液压缸选型

28-30

2.3机载锚杆钻机液压系统设计

30-32

2.3.1锚杆钻机马达连接油路设计

30

2.3.2液压缸连接油路设计

30-32

2.4本章小结

32-33

3机载锚杆钻机液压系统建模

33-49

3.1液压系统的动态特性

33-34

3.2液压系统的建模方法

34

3.3液压系统各元件功率键合图的建立

34-48

3.3.1溢流阀

34-35

3.3.2管路

35-37

3.3.3单向阀

37-38

3.3.4液控单向阀

38-40

3.3.5节流阀

40-41

3.3.6换向阀

41-45

3.3.7液压缸

45-46

3.3.8平衡阀

46-47

3.3.9液压马达

47-48

3.4本章小结

48-49

4锚杆钻机液压系统的动态仿真

49-65

4.1MATLAB及Simulink简介

49-51

4.1.1MATLAB概述

49-50

4.1.2Simulink概述

50-51

4.1.3Simulink仿真建模的要求

51

4.2锚杆钻机液压系统各元件