关键词： 竖井掘进机   垂直掘进   推进系统  

摘要： 以竖井掘进机为背景，阐述其垂直掘进液压推进技术的结构组成和功能特点，根据竖井掘进机结构特点，描述竖井掘进机推进系统的工作模式和功能，设计竖井掘进机推进液压系统，分析推进液压系统的控制策略，进行竖井掘进机模拟推进试验，模拟竖井掘进机推进工况。在竖井项目进行了应用，结果表明，该竖井掘进机垂直掘进液压推进系统功能齐全，性能可靠，能够满足施工的需求。

关键词： 换带装置   液压系统   同步性   模态分析   样机试验  

摘要： 在煤矿运输领域,带式输送机承担着将开采的物料从井下运输到地面的责任,而带式输送机的安全稳定运行与煤矿产量息息相关。在运输过程中,物料、托辊和驱动滚筒等与输送带相互摩擦,长时间的使用会对输送带造成磨损、撕裂等现象,为了保证煤矿安全高效生产,需要不定期的进行换带工作,目前带式输送机的换带工艺和装置存在工人劳动强度大、安全隐患大、换带时间长、机械自动化应用较少等问题。本文针对目前换带工艺和换带装置中存在的不足,提出一种能更换大倾角带式输送机的换带装置。具体研究内容如下: 1.设计大倾角带式输送机换带装置的总体方案及结构。对大倾角带式输送机的工况进行分析,提出带式输送机换带装置总体设计方案,设计了一种能够满足大倾角换带作业的履带牵引装置和配套装置,配套装置包括夹带装置和卷带装置,然后对履带牵引装置不同结构形式的特点进行分析对比,选出最优机械结构,对机架进行了强度校核,并对设计的换带装置进行换带可行性分析,验证履带牵引装置能够满足大倾角带式输送机的换带需求。 2.设计大倾角带式输送机换带装置液压系统及仿真。针对履带牵引装置中的多个执行机构同步问题,选取合适的同步控制方式,其中,多个液压缸选取分流集流阀同步控制,多个液压马达选取负载敏感阀同步控制,然后对液压系统方案设计,完成系统原理图;然后对液压系统中的关键元件进行选型计算,选取排量为81ml/r的液压马达和流量363L/min的液压泵。最后通过液压仿真软件对履带牵引回路仿真分析,验证液压系统的可行性和多个执行元件的同步性。 3.大倾角带式输送机换带装置仿真分析。对履带牵引装置的上机架和“L”型连接杆进行静力学分析,对仿真结果分析验证机构的强度和刚度满足要求;还对整体机架进行模态分析,分析结果与部件激励频率不在同一区间,避免了机架的共振;最后对履带牵引装置进行运动学分析,仿真结果显示输送带被拉出的速度约为0.8m/s,满足设计要求,验证了模型的可靠性。 4.大倾角带式输送机换带装置样机试验。通过现场模拟换带工况进行换带试验,并通过设计的监控系统监测换带过程的数据变化,根据试验的结果,验证了换带装置的可靠性,通过监控系统测得的数据对比,验证了换带装置中多个执行元件的同步性。 图85表15参77

关键词： 应急救援   破拆机器人   动态特性   能耗特性  

摘要： 破拆机器人是一种工业特种工程机械,其采用了三节臂的结构,配备多种液压属具,被广泛的应用在建筑拆除、道路施工以及应急救援的工作中。应急救援的场景要求破拆机器人能够拥有更久的一次性作业时长,对破拆机器人的能耗提出了更高的要求。在恶劣的环境中,破拆机器人工作装置可能会受到未知的干扰碰撞,从而对液压系统带来一定的冲击,影响破拆机器人液压系统的稳定性。本文设计了一种适用于应急救援的破拆机器人液压系统,并针对以上的问题对其液压系统进行动态特性及能耗分析,并以本文研究结论为参考进行了样机的试制。论文的主要内容如下: (1)根据应急救援的性能需求提出了破拆机器人的设计要求,选择适合破拆机器人的液压控制系统,按照设计要求从破拆机器人的行走装置、回转装置、工作装置三个部分进行了各关键元件的计算选型及校核。 (2)建立负载敏感系统的数学模型,在此基础上利用AMESim仿真软件搭建负载敏感系统的仿真模型。利用工作装置三维模型获取工作臂各部件质心以及坐标等重要参数,并以此建立破拆机器人工作装置的Planar仿真模型。建立多路阀与压力补偿阀的数学模型,结合以上模型以及主要元件的参数,建立破拆机器人工作装置的机械-液压系统仿真模型。 (3)在工作装置机械-液压系统仿真模型中设置多路阀不同的开口大小,得出工作臂液压缸在不同多路阀不同开口时的位移速度曲线,结合多路阀数学模型通过对速度曲线进行分析研究,验证其具有良好的调速特性。在研究过程中,发现不同泵产品及其各配套元件的参数对破拆机器人动态特性有重要的影响,为匹配适合的泵产品,根据产品参数设置不同仿真模型参数,对其在突变载荷下各自的抗冲击能力进行对比分析,结果显示:采用75ml/r泵产品在遭受突击载荷时,其泵出口压力超调量为0.26%,并经过1.06s后恢复稳定,性能优于其余产品组。 (4)对工作装置复合动作进行仿真,得出主要元件的能量损耗曲线及泵功率曲线,通过曲线得出泵输出功率及主要元件的能耗数据:泵输出功率的利用率较高且达到了62.4%,能量主要损失在多路阀和压力补偿阀中,约占泵输出功率的33%。通过负载敏感泵、多路阀和压力补偿阀的数学模型对仿真曲线进行分析,并获取各元件能量损失的主要影响因素:多路阀能量损耗的主要来源于泄漏以及压力损失;压力补偿阀损耗功率大小主要取决于系统中各工作臂液压缸支路的负载压力差。以本文的研究为依据,进行了破拆机器人样机的试制,并对样机进行了性能检测,样机相关性能参数均达到了预期设计。

关键词： 风电机组   液压传动   故障诊断   循环神经网络   卡尔曼滤波  

摘要： 风电是我国电力系统的重要组成部分,但由于随机波动的风能激励以及风电机组野外工作环境难以保障油液清洁度等,使风电机组故障率较高,且其故障存在较强的多样性和封闭性,进而导致风电机组较高的故障维修成本,严重制约了风电的发展。因此,为了降低风电机组的运维成本,精准定位风电机组故障环节,本文以液压型风力发电机组为研究对象,基于数模融合的思想,探索风电机组传动系统传感器与机械故障智能诊断方法。其主要研究内容和结论如下: 本文首先分析了液压型风力发电机组的工作原理,推导了主传动系统的状态空间方程,建立了风电机组仿真模型,为基于卡尔曼滤波的主传动系统故障监测算法提供了理论与模型的支持。 然后,分析了液压型风力发电机组主传动系统的故障诊断,基于液压主传动系统状态空间模型,建立液压表征液压主传动系统状态的卡尔曼滤波模型,通过预测值与观测值的残差指示液压型风力发电机组主传动系统是否故障。基于仿真平台验证了结合残差的卡尔曼滤波故障状态监测的有效性。 其次,为进一步辨识液压主传动系统的故障形式,提出了基于多层感知机和门控循环单元相结合的液压主传动系统传感器与机械故障状态辨识方法。明确主传动系统参数数据:定量泵转速、系统高压压力、变量马达排量、系统流量等物理量数据预处理准则,优化主传动系统数据输入方式;建立液压主传动系统故障状态识别方法,结合运行状态监测方法,基于仿真平台验证故障辨识方法的准确性。 最后,为了进一步验证所提出算法的泛化性与准确性,搭建了30k W液压型风力发电机组主传动系统半物理仿真试验平台,对所提出的故障诊断算法进行试验分析。最终故障诊断试验结果的评估表明,基于卡尔曼滤波与人工神经网络的故障诊断算法性能良好,运行速度较快,具有优秀的适应性,准确性达到97.083%,并可以为进一步的研究提供有效的参考和基础。

关键词： 工程机械   平衡阀   臂架液压系统   AMESim仿真  

摘要： 为了克服工程机械工作过程中液压系统臂架抖动的问题，利用形貌仪测量平衡阀的结构参数，建立平衡阀的精确仿真模型，并通过台架测试验证了该仿真模型的有效性。基于平衡阀精确仿真模型，搭建臂架液压系统仿真模型，重点分析泵排量、系统回油背压、平衡阀阀芯位移、阀芯锥角对臂架液压系统稳定性的影响。仿真结果显示：适当增大泵排量和回油背压或减小阀芯位移和阀芯锥角都可以抑制臂架动作油缸的压力振荡；当泵排量为35 L/min、回油背压为11.0 MPa、阀芯位移为1.5 mm、阀芯锥角为10°时，臂架动作油缸的压力波动得到有效抑制。

关键词： 工程机械   液压系统   齿轮泵   优化设计  

摘要： 工程机械液压系统中齿轮泵因其结构简单且造价相对便宜被大量应用，是整个液压系统的核心元件，为了对影响齿轮泵性能的各种因素进行理论分析，安装空间变得更为紧凑合理，通过遗传算法对传统齿轮泵设计参数进行了优化，使得在整泵体积上达到最优设计。同时，为了提升齿轮泵运行的压力平稳性，通过CFD仿真方法对齿轮泵内部结构进行了调整，通过对仿真结果对比发现优化后的结构有效抑制了压力脉动。通过以上优化设计标明，将遗传算法和CFD仿真分析结合使用，可以大大提高产品优化设计效率，节省开发试验试错成本，为齿轮液压泵的优化设计提供了参考。

关键词： 液压传动   液压控制  

ISBN: (纸本)9787118133905

摘要： 本书共十一章，首章液压传动概论，第二章液压传动介质，第三章液压流体力学基础，第四章液压泵，第五章液压系统的执行元件，第六章液压辅助元件，第七章液压阀，第八章液压基本回路，第九章典型液压系统，第十章液压系统设计与计算，第十一章伺服控制与PLC控制。