缠绕式水力割缝机推进系统特性研究

发布时间：2025-07-07 03:36

　　缠绕式水力割缝机是煤炭开采过程中的安全防护设备,通过高压水力割裂的方式沟通及扩展煤层内部裂隙,达到提高煤层透气性与优化瓦斯抽取效率的目的。本文以缠绕式水力割缝机推进系统为研究对象,借助计算机建模仿真技术,结合推进系统实际工作特点从液压回路与机械结构两方面进行了性能及可靠性分析。论文主要研究工作及成果如下:(1)分析了液压基本原理,在AMESim软件中建立了推进系统仿真模型,并对主要液压元件的选型进行了计算与说明。仿真从外加负载、液压缸内泄漏、管道参数及液压缸加工精度四个方面进行。通过对液压缸施加一定范围的外加负载,分析得到不同负载下液压缸的动态特性;通过设置不同的液压缸泄漏系数,分析得到油液泄漏对回路有较大影响;通过对管道的参数化仿真,得出管道类型、直径对系统的平稳性与保压性有较大影响;通过对液压缸加工精度的仿真,得到液压缸质量及内径误差对系统动态特性的影响。(2)分析了推进液压缸的受力特点,并以此为基础在ANSYS中对其进行静力学分析,计算得出推进液压缸可承受的径向载荷范围,开始失效时的临界径向载荷以及材料达到屈服极限时的径向载荷。计算了夹紧机构的夹紧力,并以此为基础在ANSYS中对夹...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 水力割缝机的研究动态
        1.2.2 液压仿真的研究动态
        1.2.3 机械结构分析的研究动态
    1.3 本文主要研究内容
第二章 推进系统工作原理及液压系统建模
    2.1 引言
    2.2 水力割缝机推进系统介绍
    2.3 液压推进系统工作原理
    2.4 AMESim软件介绍
    2.5 水力割缝机液压推进系统AMESim模型建立
    2.6 液压推进系统仿真模型主要参数设定
        2.6.1 液压泵与电机参数设置
        2.6.2 液压液压缸参数设置
        2.6.3 液压阀参数设置
        2.6.4 油箱参数设置
        2.6.5 管道内径和壁厚设置
    2.7 本章小结
第三章 推进系统液压工作特性仿真研究
    3.1 引言
    3.2 控制信号的设置
    3.3 液压缸动态分析
        3.3.1 液压缸位移和速度分析
        3.3.2 液压缸流量和压力分析
    3.4 外加负载对动态特性的影响
    3.5 液压缸内泄漏对动态特性的影响
        3.5.1 拉拔固定液压缸内泄漏
        3.5.2 推进液压缸内泄漏
        3.5.3 夹紧液压缸内泄漏
    3.6 管道参数对工作特性的影响
        3.6.1 管道类型
        3.6.2 管道直径
    3.7 液压缸制造精度对工作特性的影响
        3.7.1 液压缸质量误差
        3.7.2 液压缸直径误差
    3.8 本章小结
第四章 推进系统结构静力学分析
    4.1 引言
    4.2 有限元方法与ANSYS软件简介
    4.3 径向载荷作用下推进液压缸有限元分析
        4.3.1 推进液压缸受力分析
        4.3.2 推进液压缸SolidWorks建模
        4.3.3 定义材料与接触类型
        4.3.4 添加约束与载荷
        4.3.5 单元网格划分
        4.3.6 推进液压缸在径向力作用下的有限元分析
    4.4 夹紧机构的静力学分析
        4.4.1 夹紧机构的受力分析
        4.4.2 夹紧机构Solidworks建模
        4.4.3 添加约束与载荷
        4.4.4 单元网格划分
        4.4.5 夹紧机构静力学有限元分析
    4.5 本章小结
第五章 推进系统结构动力学分析
    5.1 引言
    5.2 拉拔固定机构的屈曲分析
        5.2.1 拉拔固定液压结构分析
        5.2.2 拉拔固定液压缸Solidworks建模与导入
        5.2.3 定义材料与网格划分
        5.2.4 线性屈曲分析结果
    5.3 矫直机构的模态分析
        5.3.1 模态分析理论基础
        5.3.2 矫直机构结构分析
        5.3.3 模态分析结果
    5.4 矫直机构的谐响应分析
        5.4.1 谐响应分析简介
        5.4.2 谐响应分析通用方程
        5.4.3 谐响应分析结果
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文



本文编号：4056427