基于Amesim的取绞车液压系统设计与仿真.docx
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基于Amesim的取绞车液压系统设计与仿真
任务书
题目
基于Amesim的取绞车液压系统设计与仿真
题目来源
教师自拟
学生姓名
学号
专业班级
指导教师
职称
教研室
毕业论文(设计)任务与要求
设计一种额定载荷为4000T的液压工程绞车的液压控制系统,要求回路设计合理,并能实现自动控制,具体要求如下:
1.根据额定载荷设计液压控制回路。
2.绘制自动控制电器回路图。
3.对主要元器件的工作原理用Amesim进行仿真
4.对主要回路用Amesim进行仿真。
5.编写毕业论文一份。
毕业论文(设计)工作进程
起止时间
工作内容
2018.1.2
2018.3.1
2018.3.15
2018.3.22
2018.3.29
2018.4.7
2018.4.14
2018.4.28
1)查阅相关资料,记录所需的信息,确定可行性方案。
2)理清研究思路,学习其他设计产品的优秀方法。
3)设计初期方案,初步计算所需液压回路的各个元件。
4)分析方案,对其进一步优化。
5)初步确定方案,再次并对其可行性以及性能分析并改进。
6)对改进后的结构进行分析,确定设计方案。
7)使用Amesim软件对主要元器件和主要液压回路进行仿真。
8)根据分析结果,仿真结果,对其最后进行改进并反思总结。
指导教师(签字)毕业论文工作组组长(签字)
学生(签字)毕业论文(设计)起止时间:
20XX年12月27日至20XX年5月25日
注:
本表由指导教师填写,于每学年第1学期18周,经毕业论文工作组审批,随毕业论文装订由学院存档。
开题报告
论文(设计)题目
基于Amesim的取绞车液压系统设计与仿真
学生姓名
学号
指导教师
1、研究本课题的目地和意义
1、研究目地
液压绞车是国家大力发展的一门工科学科,液压绞车作为一种通过使用液压马达传动或者直接使用齿轮传动使卷筒缠绕钢丝绳或者链条提升牵引重物的起重设备。
液压绞车的系统速度调节是通过马达的速度调节实现的。
液压绞车相比于其他形式的绞车而言,构造精简、节省空间、单位重量下功率大、动力扭矩高、开启运行稳定、速度调节精确便捷、运行过程安全等诸多特点,被大范围应用于各种实际工程领域,受到诸多使用者的喜爱。
因此研究液压绞车系统对于工程领域的使用有着极为显著的贡献。
液压绞车以其稳定、安全、功率大等诸多优点被广泛的运用在矿产、建筑、海洋、工程等领域。
本设计中主要针对液压绞车系统进行设计,尤其是针对液压绞车的主要元件和主要回路使用Amesim软件进行仿真和检测。
本设计的设计重点在于针对额定载荷进行设计液压控制回路,实现回路的设计合理和自动控制功能。
并对主要的液压回路元件进行Amesim软件仿真和对主要控制回路进行Amesim仿真
2、研究意义
本设计的主旨在于设计一款4000T的液压工程绞车的液压控制系统,设计此系统需要对液压绞车系统进行深入的计算和对Amesim软件有一定的学习。
其意义有:
通过设计本课题,让我对液压绞车和Amesim软件的基本内容以及设计原则有了深刻的了解。
例如在设计液压回路的时候需要计算液压绞车的负载扭矩、绞车转速,需要选择液压马达的型号、主传动回路泵、主传动回路电机、油箱和控制回路。
本次毕业设计的经历,将对我以后在液压绞车和Amesim软件方面的知识掌握相关有很大的帮助。
2、国内外的液压绞车发展状况
1、国内的液压绞车发展现状及前景
国内的液压绞车发展现状,2005年国内直径最大的液压防爆绞车在河南省洛阳中信重机公司试车成功,并且顺利的发向内蒙古大雁煤业公司。
这台液压防爆绞车直径达3M,高度达52M,最大静张力为120KN,最大容绳量1767M,最大提升速度为4s/m,具有良好的防爆性能、稳定的无级调速性能和低速运转性能,节能效果明显。
这台绞车的直径和提升力均称得上是国内之最。
2、国外的液压绞车发展现状及前景
20世纪年代后期,日本、美国又开始推广应用液压马达-机械传动绞车。
其优点是高速小扭矩,液压马达具有制造容易、质量稳定、寿命长、传动效率高、噪音低、体积小等优点。
国外由于电器技术水平较高,机械化程度高,较早的开始推广防爆绞车,主要是绕线行电机转子外接电子调速。
其缺点为发热严重,占地面积大,电控系统复杂,成本高,调整型差。
随着液压技术的不断成熟和发展,推出了轴向柱塞式和径向柱塞式液压马达系列。
在国外,液压绞车根据起结构形式分为两大类:
一类是运用低速大扭矩柱塞液压马达直接带动绞车卷筒的全液压式传动;另一类是采用高速的小扭矩柱塞液压马达经过减速器在带动绞车卷筒的液压-机械传动式。
3、研究内容
本课题研究的主要内容有:
1.根据额定载荷设计液压控制回路。
2.绘制自动控制电器回路图。
3.对主要元器件的工作原理用Amesim进行仿真
4.对主要回路用Amesim进行仿真。
5.编写毕业论文一份。
4、研究方案及步骤
经分析,本课题的设计可分为以下阶段:
第一阶段:
1)查阅相关资料,记录所需的信息,确定可行性方案。
2)理清研究思路,学习其他设计产品的优秀方法。
3)设计初期方案,初步计算所需液压回路的各个元件。
第二阶段:
1)分析方案,对其进一步优化。
2)初步确定方案,再次并对其可行性以及性能分析并改进。
3)对改进后的结构进行分析,确定设计方案。
第三阶段:
1)使用Amesim软件对主要元器件和主要液压回路进行仿真。
2)最后根据分析结果,仿真结果,对其最后进行改进并反思总结。
5、论文提纲
第1章绪论
1.1研究的目的及意义
1.2国内外液压绞车发展现状
1.3国内外Amesim软件的发展现状
1.4绞车的功能和结构、分类和工程应用领域概述
1.5Amesim软件在液压系统设计分析中的应用
第2章液压系统的工作原理
2.1闭式回路和开式回路的比较分析
2.2液压绞车驱动系统的制动回路的设计
2.3液压绞车驱动系统的冲洗回路的设计
2.4恒张力液压绞车控制回路的设计
2.5绞车液压系统的工作原理
第3章液压绞车的液压系统的工作原理
3.1技术要求
3.1.1绞车负载扭矩的计算
3.1.2绞车转速计算
3.2液压马达的选择和扭矩验算
3.3主传动回路泵的选择和验算
3.4主传动回路电机的选择与验算
3.5油箱及控制回路的设计
3.6液压绞车的液压系统主要阀块的设计及整体布置
3.7液压电控系统电控部分设计
第4章液压绞车液压系统主回路的数学模型和建模仿真
4.1液压绞车液压系统主回路数学模型的建模
4.2Amesim软件的介绍
4.3Amesim液压仿真分析
4.4液压绞车系统的Amesim模型建立
4.3液压绞车液压系统主回路仿真
4.4液压绞车液压系统主要元器件的仿真
第5章模型验证与结果分析
第6章结论与展望
第七章总结
参考文献
致谢
附件
6、论文(设计)工作量的估计、工作条件
1、工作量估计
1)查阅并记录所需资料。
2)液压回路系统基本性能参数的确定;
3)液压回路系统各个参数的选择与计算;
4)学习使用Amesim软件的使用方法;
5)使用Amesim软件对液压回路系统进行仿真;
6)制作毕业答辩的PPT。
2、工作条件
1)Amesim软件。
2)在图书馆查阅相关资料以及在国内外知名网站上查阅所需的资料。
3)实验室和工训中心提供的有利条件。
参考文献
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指导教师意见及建议(从选题、理论与实证准备、研究(设计)方法、工作安排等方面给出评价,并提出指导意见):
选题符合专业要求,学生通过此论文能将理论和实际相结合,锻炼实际动手能力,工作量饱满,现同意开提,继续进行后期工作!
指导教师签名:
年月日
毕业论文工作组意见及建议
毕业论文工作组组长签字:
年月日
注:
1.此表由学生填写后,交指导教师签署意见,经毕业论文(设计)工作组审批后,才能开题。
中期检查表
论文(设计)题目
基于amesim的取绞车液压系统设计与仿真
学生姓名
学号
指导教师
计划完成时间
20XX年5月4日
按照进度安排应完成的任务
1.根据额定载荷设计液压控制回路。
2.绘制自动控制电器回路图。
3.对主要元器件的工作原理用Amesim进行仿真
4.对主要回路用Amesim进行仿真。
5.编写毕业论文一份。
实际完成情况
1.根据额定载荷设计液压控制回路。
2.绘制自动控制电器回路图。
3.对主要元器件的工作原理用Amesim进行仿真
4.对主要回路用Amesim进行仿真。
目前有哪些问题和困难,拟采取的解决方法
Amesim软件为全英文软件,在元件库和参数设置、元器件调控方面并没有汉化,是的翻译方面出现差异。
解决方法:
继续查阅资料,寻找别人对此处的翻译,对比不同翻译,结合实际测试得出最终结果。
检查中发现的问题与建议
毕业论文工作组组长签名:
年月日
注:
1.最后一栏由指导教师填写。
2.此表随毕业论文装订并由学院存档。
指导教师评分表
学院:
XXX专业班级:
XXX学生姓名:
XXX学号:
XXXX
毕业论文题目
基于Amesim的取绞车液压系统设计与仿真
评价项目(参考)
分值
打分
工作
态度
01
工作态度,工作作风
20
20
02
毕业论文完成情况
能力
水平
03
查阅文献资料能力
40
30
04
综合运用知识能力
05
研究方案的设计能力
06
研究方法和手段的运用能力
07
外文应用能力
论文
质量
08
文题相符程度
40
28
09
写作水平
10
写作规范程度
11
篇幅,论文工作量
12
论文的理论或实际价值
综合评定成绩
78
评
价
意
见
1.学习态度较认真,能按时参加定期辅导,并按要求完成规定的任务工作量。
2.论文内容设计较合理,工作量基本符合要求;通过设计过程很好了得锻炼了学生的设计分析能力,分析结果具有一定的实用性。
3.论文写作较规范,格式符合要求。
达到了本科生的毕业设计要求,同意答辩。
是否同意答辩
同意答辩
指导教师(签名):
年月日
注:
此表随毕业论文装订并由学院存档。
评阅教师评分表
学院:
XXX专业班级:
XXX学生姓名:
XXX学号:
XXXX
毕业论文题目
基于Amesim的取绞车液压系统设计与仿真
评价项目(参考)
分值
打分
能力
水平
01
查阅文献资料能力
50
35
02
综合运用知识能力
03
研究方案的设计能力
04
研究方法和手段的运用能力
05
外文应用能力
论文
质量
06
文题相符程度
50
36
07
写作水平
08
写作规范程度
09
篇幅,论文工作量
10
论文的理论或实际价值
综合评定成绩
71
评
价
意
见
论文对绞车液压系统进行设计和仿真,选题具有一定的应用价值。
利用AMESim对4000T液压绞车系统进行仿真,对其设计合理性验证具有一定作用。
论文撰写认真,格式规范,工作量适中,表达个别部分欠流畅,结论重复且言之无义,建议修改。
是否同意答辩
评阅教师(签名):
年月日
注:
此表随毕业论文装订并由学院存档。
答辩及成绩评定表
学生姓名
学号
专业名称
答辩时间
答辩地点
指导教师
题目
基于Amesim的取绞车液压系统设计与仿真
记录人
答
辩
小
组
成员
姓名
职称
姓名
职称
提问及回答情况记录(3~4个主要问题):
1.PPT中A口B口流量曲线起始位置纵坐标横坐标分别是什么?
答:
PPT中电磁换向阀的流量曲线图A、B两口的起始位置的横坐标为时间,单位是秒(s);纵坐标是流量大小,单位是升每分钟(L/min)
2.设计是否从流量开始控制?
答:
本设计的设计思路是基于定载荷所需扭矩大小得到液压马达的输出功率从而推出液压泵和其他元器件的最大负载时所需的压力、流量等数据。
仿真时是通过负载的变化观察其余物理量的变化是否符合设计要求。
3.液压回路中各种管路如何设计?
是否考虑压力?
答:
本设计所设计的液压回路考虑的是理想模型下的液压回路变化和液压元器件的物理量变化,所以对于管路的设计也是理想模型下的液压管路即各个管路中不存在泄露,不发生损耗,不损失能量。
所以管路的设计中并没有考虑压力。
记录人签字:
年月日
答辩小组评语及成绩:
答辩小组组长签字:
年月日
指导教师成绩×40%=
毕业论文
总评成绩
论文等级
评阅教师成绩×20%=
答辩成绩×40%=
毕业论文工作组意见:
毕业论文工作组组长签名:
年月日
注:
1、总评成绩=指导教师成绩×40%+评阅教师成绩×20%+答辩成绩×40%。
2、论文等级分优秀(≥90分)、良好(80-89分)、中等(70-79分)、及格(60-69分)、
不及格(<60分)。
3、此表随毕业论文装订并由学院存档。
基于Amesim的取绞车液压系统设计与仿真
摘要:
随着液压绞车的快速发展以及液压绞车大量的被应用于海洋船舶、矿产开发、冶炼金属、运输起重等工程领域,对于液压绞车液压系统的设计要求越来越高,设计的高效性、准确性、安全性越来越被人所关注。
Amesim软件的使用能够让设计者快速、准确、便捷的提供出符合设计者要求的液压系统回路,其庞大的子模型库和众多的模型系统为设计者减轻了负担,是的设计者不再需要去浪费大量的时间在程序编写和数学模型的建立上,而能专注于物理模型的建立和系统回路的仿真。
本设计主要研究的是4000T的液压工程绞车的液压控制系统,并对其主要回路和主要元器件运用Amesim软件进行仿真,检验其稳定性和合理性。
关键词:
液压绞车Amesim软件仿真建模
DesignandSimulationofWinchHydraulicSystemBasedonAmesim.
Abstract:
Withtherapiddevelopmentofthehydraulicwinchandalargequantityofhydraulicwinchisusedinoceanshipping,mineraldevelopment,smeltingmetal,transporthoistingengineeringfield,suchasforthedesignofthehydraulicwinchhydraulicsystemdemandishigherandhigher,theefficiencyandaccuracyofdesign,safetyismoreandmoreattentionbypeople.UsingAmesimsoftwaredesignerscanmakerapid,accurate,convenientprovidedmeettherequirementsofthedesignersofthehydraulicsystemcircuit,itsmassivemodellibraryandnumerousmodelsystemfordesignerstoreducetheburden,yesdesignersnolongerneedtowastealotoftimeontheprogrammingandtheestablishmentofthemathematicalmodel,andcanfocusontheestablishmentofphysicalmodelandthesystemcircuitsimulation.
Thisdesignmainlystudiesthehydrauliccontrolsystemof4000Thydraulicengineeringwinch,andsimulatesitsmaincircuitandmaincomponentsusingAmesimsoftwaretotestitsstabilityandrationality.
Keywords:
HydraulicwinchAmesimsoftwareSimulationmodeling.
第1章绪论
1.1研究的目的及意义
液压绞车的快速发展和广泛应用迫使液压系统的控制方法得到不断的改进和发展,并且随着在液压绞车中PLC和单片机等控制模块的广泛使用及其自动化、智能化程度越来越高,使得液压绞车的液压系统更加的简便,其可操作性、安全程度、准确性都得到了大幅的提高。
在液压绞车的控制和检测方面集成化、模块化的控制方式和数字化高效化的检测方式已经在液压绞车上得到了完整成熟的应用。
而关于液压绞车层次输出方式方面液压绞车已经能够完美的完成一定速度下的输出或者一定的张力输出下的输出方式。
在液压绞车的测试方式方面,测试者使用压力传感器测量液压马达的进油口和出油口的压力值大小通过计算或智能模块的数据转换得到马达的输出扭矩。
测试者能够使用光电编码器来测量缆绳的收放速度快慢在通过计算或智能模块的数据转换来得到缆绳的长度。
本设计中主要针对液压绞车系统进行设计,尤其是针对液压绞车的主要元件和主要回路使用Amesim软件进行仿真和检测。
本设计的设计重点在于针对额定载荷进行设计液压控制回路,实现回路的设计合理和自动控制功能。
并且针对主要的液压控制回路和液压回路主元件使用Amesim软件进行模拟仿真。
本设计的主旨在于设计一款4000T的液压工程绞车的液压控制系统,设计此系统需要对液压绞车系统进行深入的计算和对Amesim软件有一定的学习。
其意义有:
通过设计本课题,让我对液压绞车和Amesim软件的基本内容以及设计原则有了深刻的了解。
例如在设计液压回路的时候需要计算液压绞车的负载扭矩、绞车转速,需要选择液压马达的型号、主传动回路泵、主传动回路电机、油箱和控制回路。
本次毕业设计的经历,将对我以后在液压绞车和Amesim软件方面的知识掌握相关有很大的帮助。
1.2国内外液压绞车发展现状
国内的液压绞车发展现状:
在2005年,在中国河南省洛阳市有一台直径长达3米,高度高至52米,最大净张力达120千牛的液压防爆绞车在河南省中信重型机械公司测试成功,并成功通过运输到达到内蒙古大雁煤业公司。
这台当时在中国称得上是最大的液压防爆绞车的最大绳索容积长达1767米,最大提升速
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