为了更好地解决刮板输送机在双电机驱动下的功率不平衡问题,采用模糊PID对控制器进行了设计。应用AMESim和MATLAB/Simulink建立了可控启动装置液压伺服控制系统联合仿真模型,分析了顺序启动机头和机尾启动时间差对双机功率平衡的影响。结果表明顺序启动对双机驱动下功率不平衡现象有直接关系,随着双机驱动机头机尾启动时间差的逐渐增加,驱动过程的功率不平衡现象会先减弱后增大,当启动时间差为2s左右时可以明显改善功率不平衡现象。相比于PID控制,模糊PID控制在软启动过程能更好地改善双机驱动过程功率不平衡现象。因此,采用模糊PID控制策略,可以实现双电机驱动刮板输送机功率平衡的快速调节,具有较好的跟随性和鲁棒性。

马鞍形屈曲变形是液黏离合器摩擦副最主要的热屈曲变形方式。为获取变形摩擦副的接触特性及温度场分布规律,基于椭球体赫兹点接触理论与屈曲变形规律,建立了摩擦副接触变形等效模型,获得了软启动工况下变形摩擦副接触应力的分布与变化规律;提出了考虑接触应力分布时变特性及对流换热条件的二维瞬态温度场计算模型,对摩擦副滑摩过程表面温升及温度场进行了仿真分析。结果表明,软启动过程中,摩擦副由局部接触发展为完全接触,接触区由弯曲椭圆形对称分布于摩擦副两侧发展至完全覆盖,应力大小由接触中心向四周呈椭圆形梯度下降;受接触应力影响,滑摩温度场同样按照从高温中心向四周呈椭圆形梯度下降的方式分布,但对流换热条件的差异导致高温中心相对于接触中心向对偶钢片外侧偏移,使得外径一侧整体温度更高。研究结果为后续液黏...

在液力偶合器的使用过程中,由于转差损失与液力损失,会使其工作水液的温度上升,进而影响液力偶合器的工作性能,为了解决这一问题,对阀控充液式液力偶合器的换热特性进行了研究。首先,构建了含有进出水口双腔流道的瞬态换热计算模型,并对其进行了网格无关性验证;然后,采用多步求解方式对正常运转工况、堵转工况及循环换水工况的流动换热进行了数值模拟计算;最后,对比分析了不同工况下的液力偶合器温度场分布特性,探讨了液力偶合器内流场的流动换热变化规律。研究结果表明:正常工况及堵转工况流场整体温度皆呈现明显的线性上升趋势;以240 L/min流量进行循环换水时,流场温度呈先快后慢的下降趋势,20 s内可将流场温度降至30℃左右。采用该研究结果,可以准确地预测液力偶合器内流场温度变化,可为液力偶合器优化、换水调控提供理论参考。

随着机械设备不断向重载、大功率方向发展,对于传动装置的性能也有了更高的要求,调速型液力偶合器作为一种重要的传动设备广泛应用于刮板输送机及其他重型机械的软启动中。为了准确预测矿用调速型液力偶合器的流场分布特性及转矩传递特性,应用计算流体动力学软件CFX,利用混合出入口及边界循环条件,在部分充液工况下利用了非均一化两相流动模型,针对某型矿用调速型液力偶合器进行了单流道流场数值模拟。对10%至100%流道充液率及对应不同充液率下0至0.99速比时的内流场进行了CFD数值模拟分析,获取了不同工况下气-液两相环流特性及转矩传递特性曲线,结合流场分布特性分析了输出转矩的趋势变化特点。分析结果合理的预测了调速型液力偶合器的转矩传递特性,流场环流特性的预测解释了流场转矩变化的原因,为调速型液力偶合器的选型与设计...

摩擦副的热弹性特性直接影响液黏传动的工作性能和可靠性。为了研究软启动过程中温度变化和外界约束对摩擦副热弹性特性的影响,建立了摩擦副瞬态热传导和热弹性轴对称模型,综合考虑热应力和机械应力,采用间接耦合有限元数值分析方法预测对偶钢片温度场、应力场和位移场的分布规律,揭示了对偶钢片发生热失效的机理。结果表明热负荷特性直接影响应力的分布,是导致热失效的关键因素。当应力超过材料的屈服强度时,钢片会发生翘曲变形。周向应力是最主要的应力分量,可作为判断对偶钢片是否发生热失效的重要依据。轴对称模型能够简化计算,同时不影响计算结果的准确性。研究结果为液黏传动摩擦副的设计和提高使用性能提供了一定的理论参考依据。

为了研究液黏传动摩擦副软启动过程应力场的分布特性,利用Abaqus软件建立三维摩擦副热弹性分析模型,采用间接耦合数值分析方法来预测应力场的瞬态特性,并对参数敏感性进行了分析。结果表明,软启动过程中对偶钢片热应力逐渐增大,在启动结束时达到最大值,且最大值位置逐渐向中心区域靠近;油槽具有良好的冷却效果,摩擦衬片热应力最大值出现在每个菱形区域的边缘;弹性模量和热膨胀系数有正影响,而厚度和泊松比有负影响;改变参数值对热应力最大值出现的位置无影响。分析结果为摩擦副结构参数和材料参数的选择提供了参考依据。

合理确定油槽的结构参数能有效地改善摩擦副间流体的流场特性和油膜剪切摩擦转矩性能。为了揭示摩擦副油槽结构对油膜剪切转矩的影响，以双圆弧油槽为研究对象，建立了集油槽结构参数化设计、流场数值模拟与试验设计方法（DOE）为一体的油槽结构参数影响分析平台。重点分析了液黏离合器摩擦副双圆弧油槽宽度、油槽对数、偏心距与内圈偏心圆直径对油膜剪切转矩的影响，并探究了各个参数的敏感性。结果表明，液黏离合器油膜剪切转矩随着摩擦副油槽宽度、油槽对数及内圈偏心圆直径的增大而增大，随着偏心距的增大而减小。摩擦副油槽宽度与内圈偏心圆直径是影响液黏离合器油膜剪切转矩的敏感参数。

以刮板输送机可控启动装置液黏传动软启动过程为研究对象考虑摩擦副表面粗糙度及工作油的离心力基于平均流量模型求解了油膜厚度及油膜压力的变化规律。基于Greenwood-Tripp接触模型建立了摩擦副粗糙接触压力和转矩方程利用转矩平衡原理对软启动过程中摩擦副承载特性的时变性进行了分析。结果表明:当启动时间10s额定输出转速45r/min启动过程遵循S形曲线变化时油膜厚度按照反S形曲线逐渐减小并趋于恒定值;油膜压力随时间先增大后减小且沿径向的分布与启动时间密切相关;摩擦副间压力按照S形曲线增大;负载越大启动时油膜越薄摩擦副间压力越大。研究结果为准确地分析摩擦副热特性提供了先决条件同时也为控制策略的制定奠定了理论基础。

安全阀是液压支架的重要保护元件,基于综采工作面上覆岩层的“砌体梁”结构力学模型,液压支架承受的是静态负载和动态负载的总和,基于此,提出了安全阀动静组合加载试验台(其中蓄能器的载荷模拟静态载荷,气体爆炸产生的载荷模拟动态载荷)。实验初始条件如下:LPG-空气混合气体爆炸前的压力为1.6MPa,安全阀的调定压力为45MPa,蓄能器的充液设定压力为31.5MPa。实验结果表明:被试安全阀压力超调量为5MPa,约为调定压力的11%,被试安全阀压力稳定时间为0.017s。采用ANSYSFluent对安全阀的流场进行仿真,通过高速摄像机得到了安全阀溢流过程的照片,验证了安全阀流场的仿真结果。

液力变矩器在工作过程中发生轴向变形改变了与相邻零部件的位置关系,影响传动的可靠性。首先,分析了液力变矩器结构,然后通过分析液力变矩器的轴向力和材料的高温线性膨胀研究了变矩器的轴向变形,并进行液力变矩器实体建模、有限元仿真计算;最后,通过变矩器的轴向力试验进行验证得出液力变矩器的轴向变形主要由变矩器的轴向力和材料的高温线性膨胀引起。