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《太原科技大学》 2017年
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大采高液压支架快速移架与姿态控制研究

黄蕾  
【摘要】:我国是一个多煤少油的国家,已探明的煤炭储量占世界煤炭储量的33.8%,可采量位居第二。煤炭在我国的一次性能源结构中处于重要位置。为提高煤炭企业的生产效率,液压支架作为井下机械化综采工作面的重要支护设备,其运行性能及支护性能的提升(即液压支架的液压控制系统的性能及姿态控制精度)至关重要。本文以平阳重工大采高电液控制强力液压支架为研究对象具体研究工作主要为以下几个方面:1、首先介绍我国液压支架的发展概况,分析国内外液压支架的研究现状,对目前液压支架仍存在的问题进行总结。2、针对现阶段国内综采工作面液压支架的移架速度普遍低于采煤机的运行速度,影响综采工作效率的问题,本文利用功率键合图的方法推导系统的数学模型。在此基础上,完成液压控制系统AMESim仿真模型搭建,研究液压支架移架过程的动态特性。通过对泵站流量、伸缩缸的升降位移、伸缩缸与管路连接处的过流面积、液控单向阀的通流面积、供液管径等液压支架工作参数进行优化匹配,最终使液压支架升降柱速度分别达到0.57m/s、0.56 m/s,较原始参数分别提高了17%、16%。参数优化大大提升了液压支架的移架速度。3、对液压支架的运动状态进行理论分析,建立液压支架的运动学模型,并在此基础上推导液压支架结构件的数学模型,利用数学函数表示相关铰接点位置坐标及立柱倾角、千斤顶倾角、后摇杆倾角、掩护梁倾角、千斤顶行程等重要参数的数学表达式。4、在建立的液压支架数学模型的基础上,运用VisualC++6.0软件开发工具编写程序代码,完成液压支架动作的可视化界面设计。通过界面中图形显示区及参数输出区,确定相应顶梁倾角及前摇杆水平倾角下液压支架的姿态位置。迅速计算平衡千斤顶的运动行程,程序能够方便液压支架的姿态调节。对于支架设计过程中主要参数的确定及相关元件的选择提供有价值的参考信息。本论文利用计算机来对液压支架进行仿真模拟及辅助计算,一方面,预测系统各方面的性能实现最优化的参数匹配,提高支架运行速度;另一方面,通过设计辅助计算软件快速得到相关参数,为液压支架相关结构件的选择及相对位置调节时所需进行的参数设定提供了有利信息,从而达到液压控制系统性能的优化,摒弃原有设计中不断建立样机、试验、修改、再试验的过程,大大地缩短了设计周期,减少了设计成本,并在一定程度上为支架稳定运行及安全支护提供相关有价值的信息。
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD355.4

【参考文献】
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