电解铝残极压脱机多执行部件液压系统研究

论文摘要

在电解铝生产中,阳极组装是一个必不可少的重要环节；其工序几乎完全由大型自动化机械设备完成。阳极组装的主要任务是利用熔化的磷生铁使阳极块与钢爪导杆组装形成阳极。阳极主要由阳极碳块和浇注在阳极碳块上的铝导杆构成。在铝电解生产过程中,阳极属于消耗品。电解后不能再使用的阳极即为残极。残极首先被送到阳极组装车间,通过残极抛丸清理机除掉残极上的电解质,后与铝导杆分离,进行破碎、回收等处理,最终完成新阳极的组装,该过程即为阳极组装生产工艺。残极处理是电解铝厂阳极组装工序中的一个环节,其作用包括将残极从阳极杆上清理下来,以供重新破碎成型后形成新的阳极块。目前,残极处理设备已完全自动化,相应的控制系统也较为完善,残极处理由一个完整的组装生产线完成。各工序由各自独立的PLC控制,又相互通过网络进行信号交换,构成一个完整的控制系统。残极压脱机是残极处理核心设备之一,它的选用与阳极组装生产效率的提高有较大影响。本文针对残极压脱机液压系统,主要进行了如下工作：①在大量阅读消化相关文献资料的基础上,系统地介绍了残极压脱的基本流程与实现方法,着重分析了几种典型的残极压脱机系统构成及结构特点；②在分析了残极压脱机系统原理及其运行机理的基础上,设计残极压脱机液压系统图,并对其中关键部件进行了设计；③在比较各种通用建模方法和仿真软件的基础上,利用AMESim综合建模仿真平台构建了残极压脱机液压系统的仿真模型。进行仿真后,分析了影响系统时域特性精度的主要因素,并得出多执行部件快速协同控制的相关结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 课题研究的内容
• 1.2.1 电解铝阳极组装
• 1.2.2 残极处理设备
• 1.3 国内几种通用残极压脱机介绍
• 1.3.1 残极压脱机概述
• 1.3.2 小型压板固定不动型残极压脱机
• 1.3.3 小型压板下压型残极压脱机
• 1.3.4 大中型压板下压型残极压脱机
• 第2章 残极压脱机原理设计及分析
• 2.1 残极压脱机的工作原理
• 2.2 残极压脱机液压系统
• 2.2.1 液压站
• 2.2.2 油缸回路
• 2.2.3 液压系统组成
• 2.2.4 液压系统动作说明
• 2.3 控制系统
• 2.3.1 软起动器控制系统概述
• 2.3.2 控制系统主电路的设计
• 2.3.3 主电机PLC控制程序的设计
• 第3章 残极压脱机液压系统主要部件设计
• 3.1 主柱塞缸
• 3.1.1 缸筒
• 3.1.2 柱塞设计
• 3.1.3 辅助部件设计
• 3.2 液压泵及电机的选择
• 3.2.1 液压泵的选择
• 3.2.2 电动机的选择
• 3.2.3 液压回路元件的选择
• 3.3 液压站的设计及计算
• 3.3.1 油箱的设计
• 3.3.2 液位/温度计的选择
• 3.3.3 滤油器的挑选
• 3.3.4 管路选择
• 3.3.5 冷却器、加热器的选择
• 第4章 液压系统建模方法及软件仿真研究
• 4.1 液压系统仿真技术
• 4.1.1 仿真技术概念和分类
• 4.1.2 仿真技术在液压领域的应用
• 4.2 液压系统建模方法
• 4.2.1 传递函数建模方法
• 4.2.2 状态空间法建模
• 4.2.3 功率键合图建模
• 4.2.4 液压系统建模方法的总结
• 4.3 常用液压仿真软件
• 4.3.1 英国的Bath/fp
• 4.3.2 德国的DSHplus
• 4.3.3 瑞典的HOPSAN软件
• 4.3.4 通用仿真软件Matlab/Simulink
• 4.4 本课题仿真软件AMESim剖析
• 4.4.1 AMESim模块介绍
• 4.4.2 AMEsim软件功能特点
• 4.4.3 AMEsim应用模型库介绍
• 4.4.4 AMESim应用典型实例
• 第5章 基于AMESIM残极压脱机液压系统仿真
• 5.1 创建所需元件
• 5.1.1 创建三位四通电磁换向阀
• 5.1.2 创建插装阀
• 5.1.3 创建分流阀
• 5.2 创建残极压脱机液压系统模型
• 5.3 残极压脱机液压系统的AMESim仿真
• 5.3.1 压脱机液压系统仿真参数
• 5.3.2 仿真结果及分析
• 5.3.3 影响仿真精度的因素分析
• 第6章 主压脱缸回路功率键合图法建模
• 6.1 主压脱缸回路
• 6.2 建立主压脱缸键合图模型
• 6.2.1 回路元件的功率键合图模型
• 6.2.2 主压脱缸退回时的功率键合图
• 6.2.3 主压脱缸推进时的功率键合图
• 第7章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢