閥控式液力偶合器用于帶式輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的研究.pdf

1、帶式輸送機(jī)的可控啟動(dòng)技術(shù)是決定現(xiàn)代帶式輸送機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。調(diào)速型液力偶合器具有顯著的軟啟動(dòng)性能，是帶式輸送機(jī)軟啟動(dòng)的主要方式。本文以閥控式液力偶合器作為研究著手點(diǎn)，研究其在用于帶式輸送機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的可控與控制精度穩(wěn)定性等問(wèn)題。
　　輸送帶屬于多種組成成分的粘彈性體，它的力學(xué)特性是研究可控啟動(dòng)的首要出發(fā)點(diǎn)。由于黏彈性體在被拉伸時(shí)體現(xiàn)出滯后、蠕變及松弛等特性，帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)傳遞力矩在拉動(dòng)輸送帶時(shí)體現(xiàn)為張力以波的形式傳給后續(xù)的輸送帶

2、。因此，對(duì)于輸送帶上的某一點(diǎn)，速度、加速度以及張力等變量是關(guān)于時(shí)間的函數(shù)，這種動(dòng)態(tài)特性在長(zhǎng)距離大運(yùn)量輸送帶輸送機(jī)起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)表現(xiàn)的非常明顯，對(duì)輸送機(jī)產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)沖擊，容易造成輸送帶斷裂、降低傳動(dòng)裝置壽命等問(wèn)題。本文以實(shí)現(xiàn)帶爬升段的S型啟動(dòng)曲線為目的，研究偶合器的外特性和其供液系統(tǒng)的控制。
　　液力偶合器屬于復(fù)雜的液力傳動(dòng)裝置，對(duì)其流場(chǎng)流動(dòng)狀態(tài)的研究可以實(shí)現(xiàn)高精度的調(diào)速目標(biāo)。本文以ANSYS-CFX作為其流場(chǎng)分析工具，給出合適的氣

3、液兩相流模型、湍流模型、交界面動(dòng)坐標(biāo)系設(shè)置及壁面設(shè)置。以(0)562桃形腔水介質(zhì)為例，計(jì)算出不同充液率和不同轉(zhuǎn)速比下流場(chǎng)特性，對(duì)比流場(chǎng)壓力分布云圖、葉片表面受壓云圖以及流道中間截面速度矢量分布云圖，總結(jié)出液力偶合器內(nèi)部流場(chǎng)流動(dòng)為環(huán)流流動(dòng)的特點(diǎn)。并且，采用葉片上壓力值數(shù)值積分方法得到偶合器渦輪輸出力矩。
　　閥控液力偶合器是典型的機(jī)電液一體化系統(tǒng)，其充排液系統(tǒng)是控制充液率變化的關(guān)鍵。本文對(duì)關(guān)鍵閥組結(jié)構(gòu)建立了AMESim液壓仿真模型，

4、將閥組的響應(yīng)等一并考慮為控制對(duì)象。分析了閥控型的雙腔液力偶合器對(duì)充排液系統(tǒng)的壓力、流量等要求，確定了充液閥、排液閥及循環(huán)閥的規(guī)格參數(shù)。在分析了工作腔進(jìn)排液口的結(jié)構(gòu)形式以及閥體為電磁式先導(dǎo)控制閥形式后，對(duì)單獨(dú)閥體及整體充排液系統(tǒng)進(jìn)行了AMESim環(huán)境下的模型建立。設(shè)計(jì)參數(shù)自整定的模糊PID控制器智能控制閥控液力偶合器充排液過(guò)程，并通過(guò)聯(lián)合AMESim-Simulink仿真實(shí)驗(yàn)，給出一算例下的控制過(guò)程，驗(yàn)證了智能模糊-PID具有系統(tǒng)穩(wěn)定，誤