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1、大功率阀控液力偶合器设计理论及关键技术研究【摘要】阀控充液型液力偶合器是采煤工作面大功率刮板输送机最有效软启动装置之一,作为联系工作机和原动机之间的“纽带”,其采用纯水作为工作介质,适应频繁带载起动并具备过载保护和调速等功能,成为800kW(单驱动)以上大功率刮板输送机软启动设备的主导机型。阀控偶合器是复杂的机、电、液(液压、液力)一体化系统,设计加工难度大,目前国内还没有此类产品,相关研究也很少,已成为制约我国大型刮板输送机进一步发展的瓶颈。泵轮和涡轮形成的工作腔是偶合器的技术核心,功率的增大使得偶合器结构强度和
2、散热问题突出,因此工作腔结构及控制阀组是阀控偶合器的技术关键。本文以解决大采高综放工作面后部刮板输送机(2×1000kW)软启动问题为目标,围绕阀控偶合器的关键技术,理论分析和实验相结合,从工作腔流场分析和优化、液相分布规律、工作轮结构力学特性分析以及控制阀组开发等方面对阀控偶合器展开了研究。相关研究工作主要包括以下几个方面:根据刮板输送机阻力计算模型和后部刮板输送工作特点,指出后部刮板输送机受落煤量大幅变化等因素影响,具有负载波动大和起动困难等特点;进一步分析了阀控偶合器的基本特性,确定了阀控偶合器与电动机和刮板
3、输送机间参... 更多还原【Abstract】Asthelinkbetweenworkingmachineanddrivingmachine,valve-controlhydrodynamiccoupling,whichusingpurewaterasworkingmedium,isoneofthemosteffectivesoft-startequipmentsforlargepowerAFC(ArmouredFaceConveyor)intheminingface.Valve-controlcouplingis
4、suitableforthefrequencystartwithheavyloadandhasthefunctionofoverloadprotectionandspeedcontrol,soithasbeentheleadingsoft-startequipmentforAFCinstalledmorethan800kWcapacitymotorforsingledr... 更多还原【关键词】阀控液力偶合器；刮板输送机软启动；CFD；界面追踪；单向FSI；先导式电磁阀；【Keywords】valve-contro
5、lhydrodynamiccoupling；soft-startofAFC；CFD；interfacetracking；one-wayFSI；pilotoperatedsolenoidvalve；摘要6-8Abstract8-9ExtendedAbstract10-17图清单17-23表清单23-24变量注释表24-261绪论26-421.1课题来源261.2课题背景及研究意义26-281.3液力偶合器及其在刮板输送机中应用28-311.4偶合器研究现状31-371.5纯水控制阀研究现状37-391.6现有研究存在
6、的问题39-401.7研究目标及内容40-422阀控偶合器负载与性能需求分析42-552.1后部刮板输送机及其运行阻力特性分析42-452.2电动机特性452.3阀控偶合器基本特性45-482.4特性匹配48-502.5常见偶合器循环圆型式及特性50-532.6本章小结53-553偶合器流场数值分析方法55-683.1满充流场数值分析方法55-613.2部分充液数值模拟方法61-663.3小结66-684工作腔满充流场研究及结构优化68-904.1仿真模型建立68-744.2标准桃形腔流场分析及力矩预测74-814
7、.3腔型结构优化81-884.4本章小结88-905工作腔部分充液流场特性研究90-1015.1部分充液环流形态90-925.2部分充液数值模拟92-945.3液相分布94-995.4部分充液下力矩特性99-1005.5本章小结100-1016基于单向FSI的偶合器叶轮结构力学特性分析101-1186.1双腔工作轮结构和载荷分析101-1026.2单向FSI方法102-1056.3泵轮强度分析105-1126.4泵轮模态分析112-1176.5本章小结117-1187水介质低压大流量先导式电磁控制阀组研究118-1
8、447.1功能和参数需求118-1207.2压差先导式电磁阀工作原理120-1227.3节流孔特性研究122-1297.4电磁阀组设计129-1317.5基于AMESim的电磁阀性能仿真131-1427.6本章小结142-1448控制阀组及阀控偶合器整机试验研究144-1548.1控制阀组及其性能测试144-1498.2阀控偶合器台架实验149-1528.3
