礦用蓄電池電機車液壓制動系統(tǒng)仿真分析與機構(gòu)參數(shù)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、礦用蓄電池電機車制動系統(tǒng)性能對保障其安全運行和運輸效率非常重要。本文以湖南某公司生產(chǎn)的8噸礦用蓄電池電機車為研究對象,綜合運用現(xiàn)代設(shè)計理論與方法、機械系統(tǒng)建模與動態(tài)分析方法、現(xiàn)代控制理論、流體傳動與控制方法等理論,系統(tǒng)分析了礦用蓄電池電機車制動過程力學(xué)行為,構(gòu)建了其液壓制動系統(tǒng)動力學(xué)仿真模型,并對礦用蓄電池電機車閘瓦連桿機構(gòu)進行穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)系統(tǒng)分析和研究了礦用蓄電池電機車制動過程力學(xué)行為及其數(shù)學(xué)

2、模型。通過對礦用蓄電池電機車手輪閘瓦制動過程力學(xué)行為分析,探討了制動力與閘瓦壓力關(guān)系式,進行了制動減速度數(shù)學(xué)模型和制動距離數(shù)學(xué)模型研究,并計算礦用蓄電池電機車在不同工況下的制動時間、制動距離和閘瓦平均壓力。
　　(2)構(gòu)建了基于能量回收的礦用蓄電池電機車液壓制動系統(tǒng)。詳細分析了礦用蓄電池電機車結(jié)構(gòu)和制動特點,系統(tǒng)研究了能量回收制動方式,分別研究了液壓能量回收裝置、拉桿閘瓦制動裝置和液壓伺服控制裝置組成及功能,構(gòu)建了基于能量回收的礦

3、用蓄電池電機車液壓制動系統(tǒng)。
　　(3)運用AME/Sim軟件進行了礦用蓄電池電機車液壓制動系統(tǒng)動力學(xué)建模與仿真分析。由AME/Sim的模擬仿真平臺建立了基于能量回收的礦用蓄電池電機車液壓制動系統(tǒng)動力學(xué)模型;仿真分析了電機車進行正常制動和緊急制動情況下電機車速度、閘瓦平均壓力、蓄能器壓力隨時間變化規(guī)律。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)制動相比較,礦用蓄電池電機車正常與緊急制動情況下,液壓制動時間分別降低了19％和28.9%,制動距離分別降低了19

4、.9%,33.1%。
　　(4)考慮桿件加工誤差和轉(zhuǎn)動副間隙影響,對礦用蓄電池電機車閘瓦制動連桿機構(gòu)進行穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計。首先對礦用電機車閘瓦制動連桿機構(gòu)的運動過程進行分析,建立理想狀況下的閘瓦制動連桿機構(gòu)運動學(xué)模型。然后,考慮轉(zhuǎn)動副間隙對該機構(gòu)進行運動學(xué)分析,建立計入轉(zhuǎn)動副模型的閘瓦制動連桿機構(gòu)運動學(xué)模型。最后,以機構(gòu)桿長為設(shè)計變量,以轉(zhuǎn)動副間隙、間隙副接觸角和桿件加工誤差為噪聲因素,建立以閘瓦制動距離誤差均值和標準差最小化為目標的