井下混凝土湿喷机械手液压系统的研究

论文摘要

本课题是针对中国煤矿井下湿喷工艺比较落后的现状而提出的,是新汶矿业集团良庄煤矿资助的项目——“井下湿喷作业线研制”的一项重要子课题。本课题是在详细了解国内外混凝土机械手发展状况的前提下,首次提出了一种适用于煤矿井下的湿喷机械手设计方案——单轨吊混凝土湿喷机械手。本文在对单轨吊湿喷机械手进行三维精确建模的基础上,深入分析了现场的各种工况条件,确定了负载敏感型的电液比例控制系统作为机械手的液压系统。利用Solidworks软件的优点,准确地计算出了机械手各构件的铰接点坐标、重心坐标及质量,并以此计算出各液压执行元件的最高负载,根据机械手运动速度的期望值,计算出了各液压执行元件的流量,为液压元件的选型提供了依据。选定了液压元件的AMESim模型,并且利用AMESim中的HCD库,重新设计了部分元件的AMESim模型。利用AMESim机械库中的机械模型和信号库中的函数模型,建立了机械手的机械系统,按照机械手作业的要求,设定了输入信号的时序和大小。然后对机械手进行了机、电、液一体化的AMESim仿真,仿真结果从理论上验证了单轨吊机械手方案是可行的。同时,机械手样机在煤矿井下的成功试用进一步验证了单轨吊机械手方案的可行性,且本课题研究的液压系统是可以应用于单轨吊湿喷机械手的设计制造过程中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 本课题研究历史及现状
• 1.3 本课题研究的目的
• 1.4 研究内容及方法
• 2 机械手三维结构建模
• 2.1 巷道内部作业环境
• 2.2 机械手的喷浆工艺路线
• 2.3 机械手的Solidworks三维建模
• 3 拟定机械手液压系统
• 3.1 调速方式的研究
• 3.2 液压动力源的研究
• 4 主要液压元件的选型
• 4.1 典型执行元件的实物选型
• 4.2 其它执行元件的实物选型
• 4.3 主要液压阀的实物选型
• 4.4 液压泵的选型
• 5 运用AMESim4.2软件对关键元件进行仿真
• 5.1 AMESim4.2软件的特点
• 5.2 运用AMESim4.2软件进行系统建模的基本步骤
• 5.3 比例方向阀的建模
• 5.4 平衡阀的建模
• 5.5 二通压力补偿器的建模
• 5.6 负载敏感泵的建模
• 5.7 机械构件的建模
• 6 整个系统的建模与仿真
• 6.1 系统仿真的目的
• 6.2 建立系统的AMESim模型图
• 6.3 预置仿真参数
• 6.4 仿真结果分析
• 7 无线摇控操作机械手与现场实验研究
• 7.1 无线遥控操作机械手
• 7.2 现场的实验结果
• 8 论文总结
• 9 论文展望
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果
• 主要参考文献