带式输送机全自动液压张紧装置

论文学 号： 毕 业 设 计 说 明 书GRADUATE DESIGN设计题目：带式输送机全自动液压张紧装置学生姓名： 专业班级：学 院： 指导教师： 2017 年 06 月 09 日论文摘 要带式输送机是高强力、大运量、大功率的先导话大型运输设备，在国民经济中发挥着重要作用。带式输送机已经成为我国煤矿井下连续运输的主要运输设备之一，它不仅具有大落差、连续性、高效性、长距离、大运量的特点，而且现实自动化集中控制广泛应用于煤炭、冶金等多个工作领域。输送机是橡胶和纤维织品两者复合而成的制品，在应用中的重锤张紧装置，在运行一段时间后，重锤会自动下降一段距离使输送带变长发生蠕变，是传送带变长而松弛。带式输送机的张紧装置使输送带不会发生打滑现象。本文通过对带式输送机张紧装置的分析，指出当前张紧装置的缺陷，对张紧装置的原理及结构进行了改进设计。设计张紧装置主要由张紧绞车系统、液压系统、电气控制系统等部分组成。由于电流和负载之间存在线型比例关系，根据驱动电流来识别输送带上载荷量，利用电流与力双反馈动态系统，通过检测电流量的变化而控制比例溢流阀的溢流，从而控制系统的压力，使输送带产生相应的张紧力，是胶带的张紧力随捕捉驱动电机交流的变化而变化，时刻使胶带的张紧处在一个动态控制的过程，保证输送带 正常运行的必要张力，防止打滑。关键词：自动张紧装置；带式输送机；动态控制论文AbstractBelt conveyor is a large transportation equipment with high strength, large volume and high power. It plays an important role in the national economy. The belt conveyor has become one of the main transport equipment in China Coal Mine continuous transportation, it not only has the characteristics of large gap, continuity, high efficiency, long distance, large capacity, and the reality of automated centralized control is widely used in many fields of coal, metallurgy and other work.The conveyor is rubber and fabric products are compounded, in the application of the hammer tensioning device, after running a period of time, the hammer will automatically drop a distance of the conveyer belt creep is variable length, variable length and loose belt. The tensioning device of the belt conveyor prevents the belt from slipping.Based on the analysis of the belt conveyor tensioning device, the paper points out the defects of the tensioning device, and improves the design principle and structure of the tensioning device. The design of tensioning device mainly consists of tensioning winch system, hydraulic system, electrical control system and other parts. Because the current and existing linear proportional relationship between the load, according to the driving current conveyor belt to identify load quantity, using current and double feedback dynamic system, overflow proportional relief valve is controlled by the amount of current change detection, so as to control the pressure in the system to produce the corresponding conveyor belt tension, belt is Zhang force changes with the capture driver AC motor and change the time of the adhesive tape tension in a dynamic control process, to ensure the normal operation of the belt conveyor tension, to prevent slipping.Keywords Automatic tensioning device; belt conveyor; dynamic control 论文目 录摘 要 .IABSTRACT.II第一章 绪论 .11.1 概述 .11.2 张紧装置的发展状况 .21.3 研究的意义 .31.3.1 常见张紧装置分析 .31.3.2 液压自动张紧装置与其他张紧装置的类比 .31.3.3 本文设计理念 .4第二章 动态分析 .52.1 动态张紧装置的系统的结构框图机液压系统框图 .52.1.1 系统结构机工作原理 .52.1.2 液压系统的结构机工作原理 .62.1.3 张紧装置的特点及功能 .72.2 带式输送机张紧力的计算 .72.2.1 主要参数的确定 .72.2.2 相关计算 .72.3 张紧绞车的卷筒设计 .82.3.1 钢丝绳的选择 .82.3.2 卷筒及配件尺寸参数设计 .8第三章 控制系统动态模型建立 .103.1 功率放大器的传递函数 .103.2 比例电磁衔铁及先导阀芯等平移组件的传递函数 .103.3 溢流阀的传递函数 .113.3.1 先导液阻网络和主阀控腔的传递函数 .113.3.2 主阀运动及其增益的传递函数 .123.3.3 主阀进口管路容腔的压缩效应和流量的平衡关系 .123.4 液压缸的传递函数 .133.5 负载的传递函数 .14第四章 控制系统仿真 .154.1 选择仿真工具 .154.2 系统的闭环传递函数 .154.3 系统稳定性分析 .16第五章 液压系统的安装、使用和维护 .175.1 液压系统的安装、试压和调试 .175.1.1 液压元件的安装 .175.1.2 管路的安装与清洗 .185.2 试压 .185.3 液压系统的使用和维护 .18论文总 结 .20参考文献 .22谢 辞 .23论文第一章 绪论1.1 概述 带式输送机自 1795 年被发明以来，经过 200 多年的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用，特别是第三次工业技术革命后新材料、新技术的采用，带式输送机的发展步入了一个新纪元。当今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为各国争先发展的行业。带式输送机具有结构简单、输送量大、输送物料范围广泛、运距长、装卸料方便、可靠性高、运费低廉、自动化程度高等特点，它的优越性已十分明显，是国民经济中不可缺少的关键设备。 近年来，随着我国工业现代化的迅速发展，综合机械化采煤工艺的推广应用使得矿井的开采量和运输量日益增大，从而长距离、大运量、大功率输送设备的需求量越来越大。单机总功率达到 5000kW、输送长度达到 10km 以上、运量超过 5000t/h、运行速度超过 5-6m/s 的带式输送机已经在煤矿得到了实际应用。带式输送机因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。 二十世纪六十年代末开始，带式输送机进入了另一个新的发展时期，带式输送机技术迅速发展表现在：（1）带式输送机功能多元化、应用范围扩大化，如大倾角带式输送机及空间转弯带式输送机等各种类型；（2）带式输送机的本身的技术向长距离、大运量、高带速的大型带式输送机方向发展，运行控制更加智能化、稳定化、界面化；（3）带式输送机本身关键零部件向高性能、高可靠性方向发展。 张紧装置是带式输送的一个基本组成部分，是保证带式输送机的稳定运行有着至关重要的作用，他的性能的好坏直接影响着带式输送机的整机的工作性能，合理的设计张紧装置就很重要了。在启动、稳定运行、制动过程中输送带会发生蠕变，是输送带变长而松弛。论文带式输送机的张紧装置使输送带不会发生打滑现象。由此可见，张紧装置是保证带式输送机正常运行的保障，它的主要功能有以下几点：（1）保证带式输送机驱动滚筒分离点的足够张力，防止输送带打滑，从而将驱动装置传递的摩擦牵引力传递给输送带，以带动输送机正常运转。（2）保证承载分支最小张力点的必须张力，限制输送带在托辊之间的垂度，防止物料垂直跳动对托辊形成冲击而导致电机能量的损失及物料的洒落现象。（3）补偿输送带过度工况时产生的塑性变形，吸收蠕变产生的伸长变化，维持输送机正常运行所需的最小张紧力，从而保证带式输送机的正常运行。（4）减小启、制动是输送带中出现的动负荷。（5）带式输送机输送带有若干个接头，张紧装置为带式输送机储备了负荷以外的运输带余量，当输送带接头出现问题时可以通过放松张紧装置重新接头排除故障，为输送带重接接头提供必要的行程。（6）在输送带、传动滚筒等部件维修时释放输送带中的张紧力。1.2 张紧装置的发展状况 张紧装置的性能好坏直接影响带式输送机整体的性能，发展大致经历了三个阶段。第一阶段，固定张紧装置。这个阶段的典型代表是绞车张紧装置，这类张紧输送带从本质上说，其功能仅仅是张紧，而且张紧力调节后无法自动调整，当输送带出于各种原因伸长，张紧力下降时，只能通过人的发现后，再次进行张紧度的调节。 第二阶段，自动张紧装置。这个阶段的典型代表是自动绞车张紧装置，这类只能实现在稳定阶段的自动张紧，保持输送带在该阶段的张力恒定，由于惯性大、响应速度慢，无法实现起、制动阶段的张力恒定。第三阶段，阶段性的动态自动张紧。这类产品的动态响应快，只能实现起、制动阶段和稳定运行阶段的张力恒定，无法实现整套系统的动态张紧。 目前常用的带式输送机张紧装置主要有绞车张紧装置、重锤张紧装置、液压张紧装置。（1）绞车张紧装置可分为自动绞车张紧装置和固定绞车张紧装置两种形式。自动绞车张紧装置是有压力传感器根据带式输送机运行工况的需要自动控制张紧力的大小，由于压力传感器质量不高和机械系统惯性机信号滞后等因素的影响，自动绞车张紧装置有误动作的现象，影响自动绞车张紧装置的使用效果。固定绞车张紧装置是根据所需的张紧力调定后产生固定的张紧力，张紧力不能自动调节，绞车张紧的缺点是当绞车和控制系统出现问题时，对带式输送机不论文能产生恒定的张紧力或张紧力失效，安全可靠性相对降低。（2）重锤张紧装置分为重载车式张紧装置和重锤张紧装置。重载车式张紧装置是将重物放在带式输送机的重物张紧车上，利用输送机地脚板的坡度使重物张紧车产生下滑力对输送机产生张紧力。重锤张紧装置是通过钢丝绳悬挂起来的重锤是输送机的张紧车产生张紧力。其特点都是有重物始终产生一个恒定的张紧力，安全可靠性比较高，缺点是张紧力不能调节。（3）液压张紧装置是有液压站产生的压力通过油缸对带式输送机施加张紧力，其特点是可以根据输送机运行工况的需要调节张紧力的大小。由于液压站和油缸始终处于工作状态，当液压系统及控制系统出现故障时，对输送机不能产生恒定的张紧力或张紧力失效，安全可靠性相对降低。1.3 研究的意义 1.3.1 常见张紧装置分析常规方式设计的张紧装置的动态张紧装置效果不佳，这类设计的问题在于都只能在静态特性的基础上实现各阶段独立的动态设计，即把整个张紧过程分为四个阶段：起动、运行、制动和停车，在每个阶段中设置固定张力的限定范围，只有在皮带产生张力超出限定范围时，张紧系统进行调整，不能对皮带变化的张力进行及时调整，因此出现了不合理性，有时余量过大，有时余量不足，这样会导致输送带过紧张，应力疲劳，拉断，功率消耗过大等问题，造成巨大的浪费或不安全因素，达不到真正的张紧效果。1.3.2 液压自动张紧装置与其他张紧装置的类比液压自动张紧装置与机械、电气、气压传动相比，其特点：（1）液压传动装置能在运动过程中进行无极调速，调速范围较大。（2）在同样功率情况下，液压传动装置的体积小、质量轻、惯性小、结构紧凑，且能传递较大的力和转矩。（3）液压传动装置传动比较平稳、反应快、冲击小，可以高速启动、制动及换向，操作简单方便。（4）液压传动装置省力，易实现自动化。（5）液压传动易于实现过载保护，可以自动润滑，因此使用寿命较长。（6）液压传动装置可以很简单的实现直线运动和回转运动，其布置也具有很大的灵活性。（7）液压传动装置由于其元件实现了系列化、标准化、通用化，易于设计制造和推广使用。论文（8）在液压传动装置中，因功率损失等原因所产生的热量可以由流动着的液压油带走，因此避免了局部升温现象。1.3.3 本文设计理念在论文中提出方案电流与力双反馈动态张紧装置。根据识别电流的变化来识别输送带上荷载量的原理，即电流和负载信息之间存在正比例关系，采用电流作为闭环回路的反馈信号，直接从皮带输送机电机取得电流信号通过检测电流量变化计算出理论张紧力的值，然后与力传感器所测的实际张紧力的值比较后来自动调节张紧张力，从而适应负载随时的变化，保证输送机正常运行的必要张力，防止打滑。此种电流反馈自动控制系统不仅可以克服常规设计中张紧力不均的问题，满足整套张紧系统的要求，达到预期效果，还可以与正在研究的输送机的动力学设计匹配，适应输送机目前的发展形势。论文第二章 动态分析2.1 动态张紧装置的系统的结构框图机液压系统框图 图 2.1 动态张紧装置系统框图 2.1.1 系统结构机工作原理 张紧系统主要由慢速绞车、液压泵站、粘性离合器、矿用隔爆兼本质安全型电控箱及附件五大部分组成图 2.2 整套控制系统的原理框图1、螺钉 2、减速机 3、粘性离合器 4、电动机 5、机座 6、制动器 7、卷筒主轴 8、绞盘 9、卷 筒 10、卷筒毂 11、制动轮 12、套筒 13、滚动轴承 14、主轴支架 15、联轴器 16、滑轮支架 17、滑轮组 18、滑轮组 1；19 滑轮组 21、工作原理： 在正常运行阶段，有电流传感器测得电机的驱动电流 I，论文然后输入电控箱，经过一系列转换计算得出理论上的张紧力 F。2、于此同时有力传感器测得绞车钢丝绳上的张紧力 F 测作为反馈信号，比较两值得大小，采用单片机来控制，输出模拟信号控制电液比例溢流阀的电流i，由此来控制液压系统的压力 P，即控制油膜离合器的间距 h，具体分为三种情况：当 F 测F 理时，控制离合器 2 动作，增加离合器间距 h，有绞车装置反转放出钢丝绳，减小钢丝绳上的张紧力与理论值平衡，这样一次一步一步缓慢动作；F 测F 理时，控制离合器 1 动作，减小离合器 1 间距 h，由绞车装置卷进钢丝绳，绳增加钢丝绳上的张紧力与理论值平衡，这样一次一次缓慢动作，最终达到张紧系统的力动态平衡。2.1.2 液压系统的结构机工作原理图 2.3 液压控制供油系统1、7、9 油箱；2、粗滤油器；3、电动机；4、油泵；5 精滤油器；6、电磁比例溢流阀；8、单 向阀； 10、阻尼孔；11、三位四通电磁换向阀；12、13 压力表；14 传递离合器；15、制动离合器；16、梭阀；17、常闭制动器液压系统的结构和原理： 带式输送机工作时，输送带必须张紧处于张紧状态。启动油泵电机 3，压力油经过粗、精滤油器 2 和 5、液控单向阀 8 和三位四通电磁换向阀 11 进入离合器 1 内的油缸，有控制箱电液比例溢流阀 6 的电流，从而控制液压系统工作的压力来推动离合器动作，启动慢速绞车电机，慢速绞车转动，直接由钢丝绳拉动游动张紧小车。输送机起动阶段的张紧力由主控箱提供启动的电流 I，送入电磁比例溢流阀 6，经过一段时间，主控箱给出允许输送机起启动的信号，稳定运行阶段的张紧力由主控箱根据力和电流传感器反馈的信号来控制制动离合器 15、离合器 14、梭阀 16 和常闭制动器 17 各部件动作，具体的动作情况如上。在输送机运行过程中，输送带的张力随时发生变化，此时比例溢流阀和各离合器和制动器能及时响应动作，可以确保输送机在稳定运行时的张紧力保持平衡，从而实现了伸缩带式输送机输送带的动态张紧。论文2.1.3 张紧装置的特点及功能（1）电流与力双反馈自动控制系统可以克服常规设计中出现的问题，实现张紧装置的动态张紧，且达到最佳的张紧效果；（2）系统响应速度快，稳定性高；（3）可根据输送机工况及对胶带张紧力的不同需求，任意调节张紧力的范围。2.2 带式输送机张紧力的计算 2.2.1 主要参数的确定 带式输送机的基本参数是带宽、带速与胶带强度，其它参数由此派生出来。张紧力的计算包括以下内容： （1）确定输送机系统；（2）确定带速、带宽、选定胶带强度；（3）选择滚筒与托辊；（4）阻力计算，张力计算，电动机功率计算等2.2.2 相关计算 （1）圆周驱动力的计算 根据运量、运距与倾角、运向等确定圆周驱动力，公式为:(2-1)21min2 cos)2( sGbu FHgqqruoF其中：C 为安全系数、f 为模拟摩擦系数、Ln 为胶带的长度 m、g 为重力加速度 m/s、 qro 承载分支的托辊部分质量 Kg、qru 回程托辊部分质量 Kg、q为输送带单位长度质量 Kg/m、q 为物料的单位长度质量 Kg/m、 设备运行b G向上的倾角、F 特种主要阻力 N、F 特种附加阻力 Ns1s2计算圆周驱动力时，对于长距离带式输送机（机长大于 80m），附加阻力明显小于主要阻力，可引入系数 C 来考虑阻力，它取决于输送机的长度。采用公式 来计算输送机的圆周21cos)(ln sbu FqrHgqruogCf 驱动力。(2)最小张紧力的计算 要保证输送机正常运行必须满足两个条件：（1）输送带的张力在任何负载的情况下，作用在全部滚筒的圆周力是通过摩擦传递到的输送带上，而传送带与滚筒间应保证不打滑；（2）作用在输送带上的张力应足够大，是输送带在两组承载托辊间保持垂度小于一定值；a、最小张紧力是保证输送带在运行时不打滑所需保持的最小力，用 F表示，公式为： 式中 F 为最大圆周动力，min2 11maxin2 /uaueKeFumax论文清扫器刮板系数 K =1.35，输送带和滚筒间的摩 擦 系 u=0.35；驱动装置的围角a分别为 =170 ， =200，可得 =28234， 3.3911o21ue2ueb、重锤校核 为了限制胶带的下垂度，胶带在任意一点的张力应不少于以下两式的计算。垂度校核的目的是为了保证输送机在加速和紧急制动时，输送带不会松弛，以确保机械正常运转，垂度校核又分为承载分支的垂度校核和回承分支的垂度校核。（1） 承载分支的垂度校核 F a （q +q ）g/8（h/a） min0BGmax（2） 回承分支的垂度校核 F a q g/8（h/a） 式中（h/a） 为托iuaxax辊间允许的输送带垂度2.3 张紧绞车的卷筒设计 2.3.1 钢丝绳的选择钢丝绳起着连接张紧小车与卷筒的作用，通过钢丝绳在卷筒上的缠绕使得张紧小车移动，达到将输送带张紧的目的。在捻制过程中分为左旋捻制和右旋捻制两种捻制方法。根据用途可分为圆股点接触钢芯钢丝绳、圆股线接触钢芯钢丝绳、圆股点接触钢丝绳、圆股线接触钢丝绳、圆股多层股不扭转钢丝绳、三角股钢丝绳等多种钢丝绳，根据实际环境，选用圆股点接触钢丝绳即可满足要求2.3.2 卷筒及配件尺寸参数设计卷筒按钢丝绳的卷绕层数分为单层绕和多层绕卷筒，为了缩小卷筒尺寸，可采用表面带有导向螺旋槽或光面的卷筒，进行多层卷绕，他的缺点是钢丝绳磨损较快，这种卷筒适合于慢速的工作场合。与表面带有导向螺旋槽的卷筒相比，光面卷筒在实际工作中，钢丝绳排列凌乱，互相挤压，使钢丝绳寿命大为降低。目前，多层卷筒大多数制成带有导向螺旋槽型。第一钢丝绳卷绕入卷筒螺旋槽，第二层钢丝绳以相同的螺旋方式卷入内层钢丝绳形式的螺旋沟，钢丝绳的接触情况大为改善，延长了使用寿命。a、 卷筒槽参数的确定 卷筒表面带有导向螺纹槽，一般采用标准槽，只有当钢丝绳有脱槽危险时才采用深槽，按照手册卷规定钢丝绳绕进或绕出卷筒时钢丝绳偏离螺旋槽两侧的角度不应大于 3.5，对与多层缠绕卷筒，钢丝绳偏离与卷筒轴垂直的平面的角度不应大于 2。标准深度 H=(0.25-0.4)d。标准绳槽节距 P=d+（2-4）b、 卷筒长度确认 论文根据公式 L =Z n（D+nd），参考手册确定卷筒的长度，考虑到钢丝绳在0卷筒上的排列可能不均匀，应将卷筒长度增加 10%，因卷筒两边要留出一定的距离，来安装卷筒毂等配件。c、 卷筒毂的尺寸设计 卷筒毂起着将卷筒与主轴连接起来的作用，主轴通过卷筒毂带动卷筒旋转，达到缠绕钢丝绳的作用，卷筒毂通过螺丝固定在卷筒上内径带有键槽，使得它能在主轴的带动下转动。根据确定的槽底直径 D，卷筒毂的尺寸数据库可由手册来确定。由该表可知卷筒毂的直径 D，可确定卷筒的内径，也由该表可知该卷筒毂的参考质量 M。d、 绞盘的尺寸设计 绞盘以防止钢丝绳脱出筒外。绞盘边高应比最外层钢丝绳高出（2-3）d，在张紧绞车设计中，绞盘高度高出卷筒最外层钢丝绳 3 层，该卷筒设计为缠绕四层钢丝绳，故绞盘应高出卷筒 7 层钢丝绳的高度。还可根据选用材料根据手册查的其密度，算出其质量 M。e、 整个卷筒的质量设计 整个卷筒的质量为卷筒、卷筒毂及绞盘的质量之和 M。f、 卷筒强度的校核 卷筒所受的载荷主要是缠绕在其上的钢丝绳对卷筒毂所施加的径向压力，在这种载荷作用下使卷筒壳自由段产生压缩应力，为了确保卷筒能够承受钢丝绳所施加的压应力，进行卷筒强度校核是必不可少的环节。因为已知其 L、D、可知 L 3D,采用公式 =AF /p 进行强度校核。根据公式可知钢的许imaxc用压力 = /1.5，式中 为钢的屈服极限，查询手册对比卷筒许用压力css确认其强度满足。论文第三章 控制系统动态模型建立3.1 功率放大器的传递函数控制系统的参数以点参考量的形式来体现，功率放大器能使较小微笑的参量放大到功能要求。其传递函数为： =）（ ）（ suiuk方框图如下：图 3-1 传递函数框图3.2 比例电磁衔铁及先导阀芯等平移组件的传递函数现在不仅考虑衔铁组件的质量，而且考虑作用于这些零件上的液压力、干扰的情况，对于电液比例控制元件的先导阀建立普通用的力平衡方程：（3.1）（ yskymiP0nfaym DFAFE式中：F -比例电磁铁在一定电流时的推力-移动部件相应面积上的压力代数和iAP-先导阀口处的液动力，现在把他当做一项独立的干扰力，其数值很小，fy实际上可以忽略m-先导及移动部件的质量D -与粘性摩擦有关的阻尼系数y-等效弹簧钢度sK-弹簧的预压量简化上式写出拉氏变换得： ymspxsy20em）（ KSF论文则： （3.2）sy22ms1sKDFYG）（而电磁增量 可以考虑为emFikeI其简化框图：图 3-2 平移组件的传递函数框图3.3 溢流阀的传递函数3.3.1 先导液阻网络和主阀控腔的传递函数根据有关表达式：，式中：3r1ryQ xyryqpqy PGLK）（K 和 K 是先导阀口的流量增益和流量压力系数。qp令阀口开口量为 y，当增 益 y 为图示时，阀口关小，压力增量 为正，x而 Q 减小。因此，增益 K 、K 、K 仍采用通用表达式。G 串联液阻yqpy yR 、 R 、R 的等效液导。 2r又 xxx3x11 sePEVAPQPGR ）（） ；（联立解以上几式，可得 的表达式：X 1xsyp1xKGC相应框图如下图：论文图 3-3 先导阀与主控腔3.3.2 主阀运动及其增益的传递函数主阀的输出变量是流体动力参数，直接对液体功率进行控制：主阀的运动方程控制腔及阀口前后压力腔的流量平衡方式： lvxxryx QPEVXAQeFfkscmp1101 )(考虑到可以忽略主阀及弹簧平移组件被看作牛顿摩擦系数的二阶段环节。主阀上的稳定液动力增量被分解为两项： 和xsK1fp对以上几式进行拉氏变换，简化推导结果可得 xmPAKfpfxsx)()( 211 其方框图如下：图 3-4 主阀及其增益传递函数框图3.3.3 主阀进口管路容腔的压缩效应和流量的平衡关系阀前流量的平衡方程为： 1xr11 sel PEVAQQ因为： 1pxPKQ论文所以： 1)(1sxAKPGQKGPsQyylpQP其相应方框图:图 3-5 主阀平衡关系方框图图 3-6 比例溢流阀传递函数图3.4 液压缸的传递函数微分方程为： 考虑到油缸离心力 F212101ymKAPFyzkf 对系统产生的影响很小，而 F 为高阶微分，所以在求传递函数中，不考虑油2 2缸离心力，则传递函数简化为： 对上式进行拉式变化 101pyzkfy可得： )()( 121 sfmsAsp液压缸的传递函数框图为:图 3-7 液压缸的传递函数框图论文3.5 负载的传递函数减速机的传递函数： )()(32su其方框图如下：减速器传递函数方框图图 3-8 减速器传递函数绞车滚筒的传递函数拉氏变换后的方程为： 因为：)()(33sJRsFTc)(23sKTma考虑到绞车的张紧速度：0.1m/s，其值很小，可以忽略不计。所以简化结果可得： )()(21sRKsFmac其方框图为：绞车滚筒的传递函数框图图 3-9 绞车滚筒的传递函数框图为了更精确地分析系统的动静特性，对电液比例阀、液压缸、绞车及功能放大器等建立数学模型，通过对各部分传递函数的分析，在外界负载作用下的各部件的传递函数的响应稳定情况，建立系统总的传递函数方框图，通过对系统的传递函数的分析，对系统运行稳定性进行了量化界定。给定了系统正常工作的初始条件以及运行中参数的模拟特性，为体统的有效运行建立了科学基础。论文第四章 控制系统仿真4.1 选择仿真工具控制系统计算机仿真是应用现代科学手段对控制系统进行科学研究的十分重要的手段之一，通过仿真研究可以对照比较各种控制策略与方案，优化并确定相关参数，特别是对于新控制决策与算法的研究，进行系统仿真更是必不可少的。一般而言，对控制系统进行计算机仿真首先应建立系统模型，然后依据模型编程方程程序，充分利用计算机作为工具对其进行数值求解并将结果加以显示，通常在仿真过程中，十分耗费时间与精力的是编制与修改仿真程序。4.2 系统的闭环传递函数 当外干扰信号 Q 等于零时传递函数框图简化为：图 4-1 传递函数框图其中： yumamawamyypysy kARkGKJkKJSGszkyasGkas 16354 12302201 ;);(;)( ;1;1 则外干扰信号为零时的开环传递函数： 543621)( GA由于反馈函数： )(1)()(2sGHskfH论文所以闭环函数传递函数： 64321543 654321)( GKAGsf 4.3 系统稳定性分析稳定性是去掉扰动后，系统自身的一种恢复能力，对于一个控制系统应满足多种性能指标，但首要的技术要求是系统在全部时间内必须稳定，只有稳定的系统才有用，对于线性系统，系统的稳定性取决于系统的特征方程方程特征根，当闭环系统的所有根均具有副实部时，系统则稳定。利用编程系统在 NOTEBOOK 的文档显示，具体显示如下：图 4-2 程序此时闭环控制系统特征方程的所有根的实部均为负数，所以闭环控制系统是稳定的。利用计算机的仿真可以对控制系统进行有效的系统模拟，并对数值求解和显示结果，达到节省人力和物力的功能。论文第五章 液压系统的安装、使用和维护5.1 液压系统的安装、试压和调试 5.1.1 液压元件的安装 各种液压元件在安装时都必须注意一些问题，其注意事项如下： （1）装前元件应进行质量检查，若确认元件被污染需进行清洗，合格后安装。 （2）安装前应将各种自动控制仪表进行校验。这对以后的调整工作极为重要，以避免不准确而造成事故。（3）液压泵装置安装要求如下:a.液压泵与原动机之间的联轴器的安装,必须保证中心线对齐。 b.外露的旋转轴、联轴器安装防护罩。 c.液压泵与原动机的安装底座必须有足够的刚性，以保证运转时始终同轴。 d.液压泵的进油管路密封必须可靠。（4）油箱装置安装要求如下：a.油箱应仔细清洗，用压缩空气干燥后，再用煤油检查焊缝质量。 b.油箱底部应高于安装面 150mm 以上，以便搬移，放油和散热。c.必须有足够的支撑面积，以便在安装和装配时用垫片和楔块等进行调整。（5）液压阀的安装要求如下：a.阀的安装方式应符合制造厂规定。b.为了保证安全，阀的安装必须考虑重力、冲击、振动对阀内主要零件的影响。（6）其它辅件的安装要求如下： a.滤油器：为了检测滤油器何时需要清洗和更换滤芯，必须装有污染指示器或设有测试装置。b.蓄能器：蓄能器充气种类和安装必须符合制造厂的规定；蓄能器的安装位置必须远离热源；蓄能器在泄压前不得拆卸，禁止在蓄能器上进行焊接、铆接和机加工。c.密封件： 密封件的材料必须与它相接触的介质相容；论文密封件的使用压力、温度以及密封件的安装应符合有关标准规定。（7）液压缸的安装要求如下： a.液压缸的安装必须符合设计图样和制造厂的规定；b.安装液压缸时，进出油口的位置应放在最上面； c.配管连接不得松弛。5.1.2 管路的安装与清洗 洗应在管路配制完毕，且以具备冲洗条件后进行。管路酸洗复位后，应尽快进行循环冲洗，以保证清洁和防锈。管路安装应遵循下列要求：（1）管路敷设、安装应按有关工艺规范进行； （2）管路敷设、安装应防止元件、液压元件受到污染； （3）管路应在自由状态下进行敷设，焊装后的管路固定和连接不得施加过大的径向力强行固定和连接； （4）管路的排列和走向应整齐一致，层次分明，尽量采用水平和垂直布管。5.2 试压 系统的压力试验应在系统的安装完毕组成系统，并冲洗合格后进行。 （1） 试验压力在一般情况下应符合以下规定当公称压力 p16Mpa 时,试验压力为 1.5p; 当公称压力 16MPap31.5Mpa 时,试验压力为 1.25p 当公称压力 p31.5Mpa 时,试验压力为 1.15p. 这里选择公称压力的 1.25 倍进行试压。 （2）压力试验期间，不得锤击管道，且在试验区域的 5m 范围内不得进行明火作业或重噪声作业。5.3 液压系统的使用和维护 (1)液压系统的日常检查和定期检查在设备运行中，应监视系统的压力是否稳定和在规定范围内；监视噪声和振动有无异常；监视油温是否在 3555C;监视系统有无漏油；监视液位是否正常等。同时还要定期检查系统的油箱、油道、阀板、密封件、弹簧、油污染度以及压力表和液压元件的使用。 (2)液压系统的合理使用，还应注意以下事项：a.油箱中的液压油液应经常保持正常液面（液位一般在液位控制计的中论文上部）。管路和液压缸最初应放入足够数量的油液，在启动之后，由于油液进入了管路和液压缸，液面会下降，甚至使过滤器露出液面，因此必须一次补充油液。 b.液压油液应经常保持清洁。检查油液的清洁应经常和检查油液面同时进行。 c.油温应适当。油箱的油温不能超过 60C。从维护的角度看，也应绝对避免油温过高。若油温有异常上升，应进行检查。 d.回路里的空气应完全清除掉。回路中进入空气后，因为气体的体积和压力成反比，所以随着载荷的变动，液压缸的运动也要受到影响。另外空气又是造成油液变质和发热的主要原因，所以应特别注意下列事项： 为了防止回油管回油时带入空气，回油管应插入液面以下； 吸入管和泵轴密封部分等各个低于大气压的地方应注意不要漏入空气； 油箱的液面应尽量大些。 (3)在初次启动液压泵时应注意以下事项：a.检查转动方向是否正确；b.入口和出口是否接反。论文总 结2017 年 5 月，我开始了我的毕业设计工作，经过长时间的写作到现在毕业设计基本完成。毕业设计的写作是一个长期的过程，需要不断的进行精心的修改，不断地去研究各方面的文献，认真总结。历经了这么久的努力，终于完成了毕业设计。在这次毕业设计的写作的过程中，我拥有了无数收获。5 月初，在与导师的交流讨论中我的题目定了下来，是带式输送机全自动液压张紧装置。当开题报告定下来之后，我便立刻在学校的图书馆着手资料的收集工作中，当时面对众多网络资料库的文章真是有些不知所措，不知如何下手。在不断地探索中，终于我了解了应该怎么样利用学校的浩瀚的资源找到自己需要的知识，并为自己的毕业设计打好了基础。接下来就是毕业设计方面的知识，带式输送机经过近两个世纪的发展，已从最初的小型运输工具发展成为具有高强力、大运量、大功率的现代化大型运输设备在国民经济发挥着重要的作用。带式输送机结构简单、工作平稳可靠，噪音小，能实现连续长距离大倾斜输送，设备运行 ，可在胶带的任意位置上加料或卸料，具有生产效率高、输送量大、能源消耗少的特点，被广泛的应用于煤炭、冶金、矿山、化工、港口、电站、轻工、建材、粮食等工业领域。张紧装置是输送机的核心装置，担负着输送机稳定运行的重要责任。到目前为止在社会生产中有多种皮带拉紧装置得到应用，以往煤矿井下用带式传送机一般均采用固定绞车拉紧或重锤拉紧很少见到别的类型。由于固定绞车拉紧装置只能定期张紧皮带而皮带的张紧程度往往与操作者的经验有关，经常出现张紧力过大或者过小并且直接影响到带式传送机的冲击动负荷，所以固定绞车拉紧装置对于传送机的安全及平稳运行极为不利。因此我设计了以液压为动力和控制的液压张紧装置来对运输过程中因张紧力变化而引起的胶带打滑、跑偏等一系列问题来进行治理。我们通过对带式输送机张紧装置常规设计存在的问题，在前人研究的基础上，进行动态的分析提出了利用电流来识别载荷，较好地解决了胶带张紧问题。 对带式输送机张紧装置采用电流来识别输送带上载荷量的原理将电流作为闭环回路的反馈信号来反映载荷量的多少，直接从皮带输送机电机取得电流信号，通过检测电流量变化计算出理论张紧力的值，同时将理论值与力传感器所测得的瞬间实际张紧力的值比较后来自动调节张紧张力，这样可以适应载荷量随时的变化，保证输送机正常的张力防止打滑，实现动态张紧效果。完成了张紧装置系统中的结构参数设计，主要包括张紧力的计算、张紧卷筒设计、以及论文相关零部件的设计和选型。针对闭环控制系统存在的不稳定性建立了数学模型，通过软件对闭环系统进行了稳定性分析，结果表明整套张紧控制系统的稳定性较好，相应速度比较快。写作毕业设计是我们每个大学生必须经历的一段过程，也是我们毕业前的一段宝贵的回忆。当我们看到自己的努力有收获的时候，总是会有那么一点点自豪和激动。任何事情都是这样子，需要我们脚踏实地的去做，一步一个脚印的完成，认真严谨，有了好的态度才能做好一件事情，一开始都觉得毕业设计是一个很困难的任务，大家都难免会有一点畏惧之情，但是经过长时间的努力和积累，经过不断地查找资料后总结，我们都很好的按老师的要求完成了毕业设计的写作，这种收获的喜悦相信每个人都能够体会到。这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，相信对我未来的学习和工作有很大的帮助。在这次毕业设计中同学之间互相帮助，共同商量相关专业问题,这种交流对于即将面临毕业的我们来说是一次很有意义的经历,大学四年都一起走过了,在最后我们可以聚在一起讨论学习,研究专业问题,进而更好的了解我们每个人的兴趣之所在,明确我们的人生理想,进而在今后的生活和工作中更好的发挥自己的优势,学好自己的专业,成为一个对于社会有用的人。论文参考文献1贾铭新.液压传动与控制M.北京：国防工业出版社，2001；2张利平.液压阀原理、使用与维护M.北京：化学工业出版社，2005；3周士昌.液压系统设计图册M.北京：机械工业出版社，2003；4顾晓勤.工程力学M.北京：机械工业出版社，2007；5李元元， 带式输送机液压绞车自动张紧系统的研究J太原：太原理 工大学出版社. 2005； 6成大先主编，机械设计图册：零部件的结构与组合 上、下册 ，北京： 化学工业出版社 ，1997.12； 7姜继海、宋锦春、液压与气压传动,北京；高等教育出版社，2002； 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