基于VB的采煤机调高装置液压系统CAI课件设计.pdf

第 1 期 总第 1 6 4期 2 0 1 1年 2月 机 械 工 程 与自 动 化 M E CHANI C AL ENGI NEERI NG ＆ AUT0MAT1 0N NO． 1 Fe b． 文 章 编 号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 1 1 0 1 0 0 4 7 0 2 基于 VB的采煤机调高装置液压系统 C AI 课件设计 刘锦 荣 ，杨兆建 太原理工大学 机械工程学院 ，山西 太原0 3 0 0 2 4 摘要 采煤机调 高装置 液压 系统 油路 结构 复杂 ， 工作过程抽象。 为 了解 决采煤机调高装置液压 系统 的培训难题 ， 采用 Vi s u a l B a s i c 6 ． 0程序语言开发 了调高装置液压系统 C AI 课件 ， 较 为详细地 阐述 了调高装置 的工作原理， 并用程序来精确控制液压元件，如换 向阀、调 高油缸 的动作和 油液流向，取得 了良好 的教 学效果。 关键词Vi s u a l B a s i c 6 ． 0 ；调高装置液压系统；C A I 课 件 中图分类号 T D,1 2 1 ． 6 T P 2 7 3 文献标识码 A 0 弓 l 言 调高装置中活塞杆推动摇臂升降 ，其他元件和油 液都在封 闭 的空间 内工作 ，致 使工 人对其 工作 原理认 识 不足 ，调高 液压 系统 出现 的故 障难 以排查 。本文采 用 VB程序语 言 开 发 了调高 装 置液 压 系统 C A1 课件 ， 解决 了采 煤机调 高装 置液 压 系统 培 训的难题 。 1 采煤 机调 高装置 液压 系统 工作原 理 调高 装置 液压 系统工 作原 理如 图 1 所 示 。齿轮泵 3 调高泵 排出的压力油分成两路， 一路为高压油 ， 由 先 导溢 流 阀 1 3 调 定 系统最 高 压力 为2 0 MP a ；一 路经 减压 阀 8降 为2 MP a 的低压 油 。 低 压 油又分 成两路 ， 一 路经 精过 滤器进 入两 个 电磁 换 向阀 1 6 ， 此 阀的 出油 口 连在 手液 动换 向阀 的控 制 油 口上 ，从 而控制 手液 动换 向阀动作 ；另一 路经刹 车 电磁 阀进入 制动 油缸 ，控制 制动器的动作。通过高压油和低压油的协同作用，最 终完成对摇臂升降的控制。利用手液动换向阀和电磁 换 向 阀的 Y 型 中位 机 能 以及 液 压锁 的背 压 功能 可 以 将摇臂 锁定在 任意 位置 。 2 调 高装置 液压 系统 C AI 课 件开发 2 ． 1 界 面设 计 利用图像框控件添加油泵、溢流阀、减压阀、电 磁换向阀和手液动换 向阀等液压元件 。采用 s h a p e 控 件绘制 调高油 缸 、蓄能器 和单 向 阀等液压 元件 。 利 用 I i n e控 件绘 制液压 油路 时 ， 黑色 实线 即为液 压 管 道 。根 据 采 煤 机 实 际 工 况 添 加 5个 命 令 按 钮 ， “c a p t i o n ”属性 分别 为油泵 卸载 、左摇 臂上 升 、 左 摇臂 下降、右摇臂上升和右摇臂下降，以此来控制左、右 两摇臂的升降。VB开发的采煤机调高装置液压系统 收稿 E l 期2 0 1 0 0 7 0 1 ；修回 El期2 0 1 0 - 0 9 0 1 作者简介 刘锦荣 1 9 8 5 一 ， 男 ． 福建龙岩人 ， 在读硕士研究 生。 动 画界 面如 图 2所示 。 l1 4 一 过 滤器 ；2，5，l 5 一 压 力 表 ；3 一齿 轮 泵 ；4一单 向网 ； 6 一压力继电器；7 --蓄能器 ；8 一减压阀 ；9 一电磁 阀；l O 一制动器； 1 l 一温度表 ；l 2 一冷却器 ；l 3 一先导溢 流阀；l 6 一电磁换向阀 ； l 7 一手液动换 向阀 ；1 8 ～液压锁 ；l 9 ，2 0 一调高油缸 图 1 调高装 置液压系统工作原 理图 2 ． 2 调 高装置 液压 元件和 油液 动作 的 实现 管道 油液 流动采 用 I i n e函数 ， 动 画仿 真时 红色和 蓝 色实 线分 别表示 主油 路高 压油 和 主油路低 压油 ，绿 色和青色虚线分别表示控制油路高压油和控制油路低 压 油 ，实线 和虚线 的 变化表 示油 液 的运动 。以控 制油 路 中左 电磁换 向阀出油 口处 油液 流 向 为例，它 由 I i n e 5 8控 件 绘 制 1 i n e 5 8两 端 的 横 纵 坐 标 分别 为 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 8 机 械 工 程 与自 动 化 2 0 1 1年 第 1期 5 6 4 0 ， 3 0 0 0 和 5 6 4 0 ， 2 6 4 0 ， 其代码如下 F o r i l T o 5 S t e p l’ 油液在左电磁换 向阀出 口处纵向油管分五 个时段走完 I fi M o d 20The n Fo r m1 ．Li n e 56 4 0． 3 0 0 0一 3 0 0 0 2 6 4 0 ／ 5* i 一 1 一 5 6 4 0， 3 0 0 0一 3 0 0 0 - _2 6 4 0 ／ 5*i ． v b Gr e e n En dI f De l a y ’ 调 用 延 时 函数 Ne x t i 单 向阀工 作时，单 向阀 s h a p e控件 ， 其 名称为 C h e c k v a l v e 位置变化通过程序改变其坐标值即可。 以 串接在油泵和减压阀之间的单向阀为例 ，其阀动作代 码 为 Ch e c k v a l v e ． T o p 5 2 9 0’ 油泵排出的高压油推开单向阀阀口 Ch e c k v a l v e ． Fi l l S t y l e 0 Ch e e kv a l v e Fi l 1 ro l O r v h RP d 圈 2调 爵装 置 液 压 系统 的动 画 界 面 调高油缸工作时，油缸左右腔 s h a p e控件 面积 以左摇臂上升为例，其手液动换向阀的工作代码 的改变通过改变其大小实现 ， 活塞杆 s h a p e控件 的 如下 移动也是通过改变其坐标值实现。 以左摇臂上升为例 ， F o r i l T o 1 0 S t e p 1 H O d i r e c t io n v a l v e L e f t H O d i r e c t i o n v a l v e 其 代 码 如 下 名 称 为 I o n c y l i n d e r 、 R o i l c y l i n d e r的 L 。 3 9 ’ 手 液动 换向阀向右 移动3 。 个单 位 s h a p e控 件分 别 描 述 左摇 臂 调 高 油缸 的左 腔 和右 腔 ， i l 0 T 4 h 3 。 en 。 3 i 一 1 ， 2 4 。 。～ 4 3 。 。 4 3 i ， 名 称 为 P i s t o n r o d ～1和 P i s t o n r o d 一2的 s h a p e控 件 联 2 4 0 o ， b c r e e n， 左 控 口低 压 油 向右 流 动 合 描述调高 油缸 活塞杆 E n d I f Lo i l c y l i n d e r - Fi l l St y l e 0 De l a y L o i l c y l i n d e r ． F i l l C o l o r v b R e d ’ 高压油进入左腔 N e x t i R o i l c y I i “ e r - F i l s y e 。 调节 油 液 流 动 可 通 过 调 用 VB的 延 迟 函 数来 实 R o i l e y l i n d r F i c 。 1 o v b B l u e 右腔为低压油 现 ，延 迟函数 代码如 下 P i s t on r o d 1 ． F i l l S t y l e 0 ⋯⋯⋯⋯一 。 ‘ P i s t o n r o d 1 ． F i l I C 。 I o r__ v b Y e i l o w， 活 塞杆 填 充 颜 色 为 黄色Di m o n r 。 d 一2 ． Fi l l S t y l e 一0 Ti me P i s t o n r o d -2 ． F i l l Co l o rv b Ye l l ow F o r i l T o 1 0 0 S t e p l’ 活塞杆右移 ， 左腔面积增加了 3 0 0单位 面积 ， 而右腔减少了 3 0 0单位面积 Lo i lc y l i n d e r ． W i d t h Lo i l c y l i n d e r ． W idt h 3 Ro i l c y l i n d e r ． Le f tRo il c y l i n d e r ． Le f t 3 Ro i l c y l i n d e r ． W i d t h Ro i l c y l i n d e r ． W i d t h 一3 P i s t o n r o d -1 ． Le f t Pi s t o n r o d ～1 ． Le f t3 P i s t o n r o d -2 ． Le f tP i s t o n r o d 2 ． Le f t3 D e l a y ’ 调用延 迟函数 Ne x t j wh i l e L i me r a g e t Fr a me Nu mb e r ； ／ ／更新纹理矩 阵 c o n t e x t 一 s e t El e me n t v r Tr a n s f o r m El e me n t Te x t u r e I d， m t e x t ur e Tr a n s f or mEl e me n t ； ／ ／绘 制几何体 v r Dr a wFu n c c a l l c o n t e x t ．d a t a ； ／ ／ 重新将变换 压人矩 阵 c o n t e x t 一- p o p Et e me n t v r Tr a n s f o r m El e m e n t Te x t u r e I d ； 假设管路出口的液体符合变初速度的抛物线运动 规律 ，利 用 Ve g a P r i me提 供 的 AP I 函数 修 改粒 子 的 运动规 律 ，其 实 现代码 如下 s p e e d为 油料 流动 速度 a dd Ve l o c i t y O ． O 0 0 00 0 f ， v u Ve c 3 d 0 ． 0 0 0 0 0 0 ， s p e e d， 0 ． 0 0 0 0 0 0 ； 4 仿 真结 果 本文是以油库虚拟漫游系统为背景的 ，在油库虚 拟漫游 系统 中 ，多处用 到管 路流 动模 型 ，为更加 逼真 地展示介 质 的流动 过程 建立 了此模 型 。其实 现效 果如 图 6所示 。 5结论 本文 结合 动态 纹理贴 图 与粒子 系统技 术 ， 在 Ve g a P r i me环境下实现了在虚拟环境中管路流动的模拟 。 此 方法综 合利 用 了动态 贴图实 时性 好与粒 子 系统 表现 逼真的特点，并 已成功应用在油库虚拟仿真系统 中。 图 6 储罐 管路模 型流动 实现效果 图 参 考 文 献 [ 1 ] 赫恩． 计算机 图形学 [ M] ． 第 3 版． 蔡士杰 ， 宋 继强 ， 蔡 敏 ， 译 北 京 电子工业 出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 2 ] 李 玉柱， 苑 明顺． 流体力 学[ M] ． 北京 高等教 育出版社 ， 20 0 8． [ 3 ] 王云翔 ， 赵经 成， 付 战平 ， 等． 基于 Ve g a P r i me的视景 仿 真驱动技术研究[ J ] ． 微计算机信息 ， 2 0 0 8 8 2 1 4 2 1 6 ． I m pl e m e n t a t i o n o f Pi pe Fl o w M o d e l Ba s e d o n Ve g a Pr i m e ZHANG Yu - x i a n g ， S U J i n y a n g Th e Se c on d Ar t i l l e r y En gine e r i n g Co l l e g e。 Xi ’ a n 7 l 0 0 25 ， Chi n a Ab s t r a c t Ta k i n g t h e v i r t u a l wa n d e r i n g s y s t e m o f a g a s s t a t i o n a s t h e s t u d y o b j e c t ， t h i s p a p e r ma i n l y i n v e s t i g a t e d t h e i mp i e me n t a t i o n o f t he pi p e f l ow mo de l ，a nd pr e s e nt e d a c omp r e he n s i v e m e t ho d o f d yna mi c t ex t u r es a nd pa r t i c l e s y s t e m t O i mpl e me nt p i p e f l o w mo de l ba s e d on Veg a Pr i me． Thi s mo de l ha s b e e n s u c c e s s f ul l y a pp l i e d t O t h e vi r t ua l wa n de r i ng s ys t e m of a ga s s t a t i o n． Ke y w o r d s Ve g a Pr i me；f l o w mo d e l ；d y t a mi c t e x t u r e s ； p a r t i c l e s y s t e m 上接第 4 8页 3结论 动 画动态 表达 了采煤 机 调高装 置 中各 液压 元件 和 油液 的工 作过 程 ，运用 在企 业可 帮助 相关 工程 人 员快 速 理解调 高装 置液 压 系统 的工作 原理 ，对 采煤 机 调高 装 置 的检 测 与维修 也有一 定 的指 导作 用 。 参考文献 [ 1 ] 温济全 ， 沈健 ， 朱文 谦． 液 压基本 回路 C AI的开发 [ J ] ． 液 压气 动与密封 ， 2 0 0 2 6 4 1 - 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