液压绞车张紧装置液压控制系统的研究.pdf

第 3 0卷第 1期 2 O O 9年 1 月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e r y V0 1 ． 3 o No ． 01 J a n．2 00 9 液压 绞车 张紧装置 液压控制系统 的研究 徐强强。陈同宝。王光炳。郑志昊 煤炭科学研究总院 上海分院，上海 2 0 0 0 3 0 摘要张紧装置是带式输送机不可缺少的重要 组成部分， 对大型带式输送机的正常运行起 到非常重要的作用。提出了新型带式输送机液压张紧系统的方案， 进一步建立了相应的数学模型， 并根据实际现场参数做 了系统仿真分析 。 关键词 张紧装置 ；液压伺服 系统；数 学模型 ；系统仿真 中图分类号T D 5 3 4 文献标志码 A文章编号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 9 0 1 0 1 2 3 ． 0 3 S t u d y o n Hy dr a u l i c Co n t r o l S y s t e m o f Pr e s s Te n s i o n De v i c e o f Hy d r a uli c W i n c h X U i a n g q i a r g。 C l t E NT o n g I mo ，WA N GC u ang b ．Ⅱ g ， Z l I E N G 2 l 1 i h a o S h a n g h a i B r a n c h ， C h i n a C o a l R e s e a r c h I n s t i t u t e 。 S h g h a i 2 0 0 0 3 0 ，C hi n a Ab s t r a c t I t i s a n e c e s s a r y c o mp o n e n t f o r t h e t a k eu p o n a b e l t c o n v e y o r ．i t i s v e r y i mpo r t a n t w i t h s a f e r u n ． n i n g o f t h e l a r g e bel t c o n v e y o r ．P u t s for w a r d a n e w p ropos al a n d e s t a b l i s h e s the ma the ma t i c a l meda l s a b o u t a n e w h y d r a u l i c t a k eu p o f the be l t c o n v e y o r ．Ti l e s i mu l a t i o n a n aly s i s o f the t a k eu p i s a p p l i e d a c c o r d i n g t o r e a l p a r a me t e r s ． Ke y wo r d s t a k e u p ；h y d r a u l i c s e r v o s y s t e m；ma t h e ma t i c mo d al；s i m ula t i o n 1 液压系统 1 ． 1 液压张紧装置的组成和工作原理 液压系统如图 1 所示。 在张紧油缸的进油管道并联接人电液伺服阀控 制油路来实现带式输送机稳定运行时张紧力的实时 调控。 图 1 液压 系统 图 1 、 1 3 ． 油箱2 , 3 ． 滤油器4． 充液压 力表5 ． 齿轮泵6 ． 精滤 油 器7 ． 马达8 ． 蓄 能 器9 、 l 1 ． 单 向 阀l O ． 溢 流 阀l 2 ． 节 流 阀 1 4 ． 三位 四通 电磁换 向阀1 5 ． 液压缸 1 ． 2 液压张紧系统模型的建立 ② 由于阀腔 的容积很小 ， 不考虑液体在阀腔里 的压缩性 ； ③ 阀具有理想的响应能力 ， 即阀芯位移和负载 变化立即引起流量的相应变化 ； ④供油压力 P 恒定不变 ， 回油压力 P 。 为零 ； ⑤忽略管道和阀腔内的压力损失 。 图 2 四通阀控制液压缸原理图 根据上述假设 ， 滑阀的线性化流量方程可以用 增量形式表示为 A q L K q A x 一 △ p L即 q L K q 一K 。 P L 1 四通阀控制液压缸工作原理如 图 2 所示 。 式中 阀芯的位移量 ， 与输入电流成正 比； 1 滑阀线性化流量方程 K 流量增益系数 ， K q c3 q L ／ 3 X ； 推导之前对滑阀的线性化流量方程做一些假 K 。 流量压力系数， K 一 a q L ／ 3 P L ； 设。假定 K 压力增益， K 3 p L ／ O X 。 ①双边滑阀 2个节流窗 口是匹配和对称 的， 流 2 液压缸流量连续性方程 量系数相等 ； 为了便于分析与计算进行了一些假设 ， 假定 一 1 2 V o 1 ． 3 0 N o ． 0 1 液压绞车张紧装置液压控制系统的研究徐强强 ， 等 第 3 O 卷第 1 期 ①所有连接管道都短而粗 ， 可以忽略管道 内的 摩擦损失和管路动态的影响 ； ②在管道和液压缸每个工作腔内不会出现饱和 气穴现象 ， 且各处压力相同； ③油液温度和体积弹性模量均为常数 ； ④液压缸的内外泄漏为层流流动 ， 且液压缸两 腔的外泄漏相等； ⑤活塞在液压缸两工作腔容积相等处做微小运 动。 根据流量的连续性 ， 可写出流入液压缸控制腔 的流量 g dt C tp PL老 2 式中A 。 液压缸进油箱的活塞有效面积 ； 。 活塞位移 ； c t P 液压缸总泄漏系数 ， C 。 C 。 C 印 ／ 2 ； C i。 液压缸内泄漏系数； C 液压缸外泄漏系数 ； 有效体积弹性模量； ／ 总压缩容积。 液压缸和负载的力平衡方程 一。 邶 鲁 K x F 3 式中m。 活塞及负载折算到活塞上的总质量 ； B 。 活塞及负载的黏性阻尼系数 ； 负载弹簧刚度。 对式 1 、 式 2 、 式 3 拉普拉斯变换 Q L K 一K P L 4 Q L A p S X p c tp p L S p L 5 A P P L i n t s p B p 蹦p K x p F g 6 3 推导力伺服数学模型 根据系统工作的物理过程 ， 从系统 的原始输入 开始 ， 顺着信号的传输过程 ， 直到负载输出为止建立 整个系统的数学模 型， 其 中一个部件模型的输入是 以其上一个部件模型的输出为基础的。 做出系统方框 图 见图 3 。 图3 系统方框图 求出 一 A 一 c 7 式 中K 总流量 一压力系数 ， K K C 。 整理得 一 乏 ro t 2 1 丛 K K K h s 3 s 2 蔚 8 4 2 为液压 弹簧刚度 ， 它是 液压缸两腔 完全封闭由于液体的压缩性所形成的液压弹簧的刚 度。可近似为 一 c 川 1 ． 2 8 3 2 1 0 3 0 ． 0 2 s 1 0． 1 0 5 61 0一 。 s 0 ．2 8 9 0 1 0一 s 1 其 中 K ／A 2p - h 1 W 9 √ 一√ 等 WhKh ／ m 阻尼比 相关参数 m 4 0 0 0 k g ， K K C ， K 1 ． 3 7 1 0 m 3 ／ s P a ， C t D 2 ． 4 3 51 0 m 3 ／ s P a ， K2 1 0 5 k N ／ m， p 。 6 9 0 MP a ， B p 一0 ， A p 1 ． 3 7 3 71 0 m 2 ， 1 ． 3 7 3 7 1 0 m 3 ， K 。 1 ． 2 8 1 0 r n 3 ／ s m A， K 7． 8 1 0～ 。 2 系统仿真 一 1 2 4一 用 S i m u l i n k 搭建系统模型 见图 4 。 姆棼 姆 ■ 0 嚷 } | | 譬 霉 曩 | 强 | 强 霍■毯蜚蟮 Il 蔫 。 f I { l j{ J ／ I ． 1 ． ‘ l 。 | _ 0 I 蔼 一 曩 一 ’ 7 - 一 一 一 一 一 ’ 图 4 系统 S i m u l i n k模型图 第 3 o 卷第 1 期 2 O O 9 年 1 月 煤矿机械 C o a l Mi n e Ma c h i n e l V 0 1 ． 3 0N o． 0 1 J a n．2 0 09 3 D Z S 2 4 1 8电磁高频振网筛 高嵩 。严 志全 。朱 满平 唐山学院 东校区，河北 唐山 0 6 3 0 2 0 摘要 介绍 了一种 3层电磁 高频率振网筛， 论述 了其结构、 工作原理 、 技 术特性。该型 筛机 可广泛应用于多行业粉体物料 的干、 湿法筛分、 分级、 脱水。 关键词振 网筛；结构原理 ；特点 中图分类号 T I M5 2 文献标志码 A文章编号 1 0 0 3 一 C r 7 9 4 2 0 0 9 0 1 ． 0 1 2 5 ． O 3 3 DZ S 2 4 1 8 El e c t r o m a g n e t i c Hi g h Fr e q u e n c y Vi b r a t i n g S c r e e n GA O S o n g ， Y A N 一q u a n 。Z HUMa n一呻【l g E a s t C a mp u s o f T a n g s h a n C o l l e g e ， T a r r h a n 0 6 3 0 2 0 ，C h i n a Ab s t r a c t A n e w t h r e e ． 1 a y e r s e l e c t r o ma g n e t i c h i g h f r e q u e n c y v i b r a t i n g s c r e e n i s i n t r o d u c e d．Gi v e s i t s c o n s t i t u t i o n， w o r k i n g t ech n i q u e a n d t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c ． A n d t h i s k i n d o f s c r e e n i n g ma c h i n e C an b e w i d e l y a p p l i ed i n ma n y i n d u s t r i e s ， f o r e x a mp l e ， scr e e n i n g o f p o w d e r ， g r a d i n g and d e h y d r a t i o n． Ke y wo r d s v i b r a t i n g s c r e e n ；w o r k i n g t e c h n i q u e ；c h a r a c t e ri s ti c 1 电磁高频振网筛技术特征 3 D Z S 2 4 1 8 电磁高频振网筛技术特征 型号 3 D Z S 2 4 l 8 人料粒度／ m m ≤1 0 筛面面积／ m m 4 ． 3 2 31 2 ． 9 6 筛面层数／ 层 3 筛面底网／ 层 聚胺脂耐磨 网 工作网／ 层 不锈钢丝编织复合 网 筛孔尺寸／ m m 5～ 0 ． 0 7 4 处理量／ t h ～ 5 0 7 8 频率／ H z 5 0 振幅／ m m 0 ． 5 ～2 安装倾角／ 。 2 5 - 4- 5 功率／ k W 0 ． 4 5 23 2 ． 7 得 出系统响应仿真结果。 系统响应曲线如图 5所示 。 重量／ k g 8 5 6 0 2 电磁高频振 网筛结构 3 D Z 2 4 1 8电磁高频振网筛组成如图 1 。 1 电磁激振器 普通电磁高频振网筛是由多组电磁激振器分别 拖动振动机构使筛网振动， 零部件较多， 安装调节较 为麻烦 ； 且 占用空间大。为了解决这一难题 ， 通过大 量实验 ， 将电磁激振器做 了如 图 2所示的改进。将 原来由多组电磁激振器分别拖动多组振动机构使筛 网振动改为由单个电磁激振器 1 带动传动装置， 传 动装置再分别拖动多组振动机构使筛网 5 振动， 传 动装置由衔铁 2 、 传力杆 4组成 ， 二者由联轴器 3轴 向固定连接。各振动机构 由弹性铰轴 6 、 摆动杆 7 、 时间／ 图 5 系统响应曲线 3 结语 本文对所设计的新型输送带液压张紧系统做了 理论分析， 建立了数学模型。设定参数并用 M A T ． L A B进行计算机仿真 ， 得出了较好的结果 。 参考文献 [ 1 ] 袁红兵， 吴波， 廉自生． 可伸缩带式输送机自动张紧装置研究[ J ] ． 煤矿机械 ， 2 O 0 7， 2 8 3 ． [ 2 ] 戴建立． 带式输送机自动张紧装置的现状及研究 [ J ] ． 煤矿机械， 2 O 0 7 ， 2 8 1 1 3 5 ． [ 3 ] 张志涌． 精通 M A T L A B 6 ． 5 版[ M] ． 北京 北京航天航空大学出版 社 。 2 0 0 3 ． [ 4 ] 王春行 ． 液压控制系统 [ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 O 2 ． 作者简介 徐 强强 1 9 8 4一 ， 江西丰城人 ， 2 0 0 5年毕业于江南大 学过程装备与控制工程专业， 煤炭科学研究总院上海分院在读硕士 研究生 。 主要研究方 向为采掘运 机 电一体 化 ， 电子信箱 x - q q 1 9 8 4 y a h o o ． c 0 盯 I ． c a． -- 1 2 5 。-。 收稿日期 2 1 X - 0 8 - 1 7