新型采棉机采摘滚筒驱动液压系统研究

发布时间：2020-05-14 13:07

【摘要】：随着科技的发展,大规模生产棉花时代的到来,以及劳动力成本的不断攀升,采棉机逐渐进入农业市场,机械化采摘棉花受到广大棉农的欢迎。采棉机自动化程度高,能够一次完成采摘、除杂和收集等工序,棉花的采摘部件是采棉机关键组成部分,而采摘滚筒驱动系统是采摘部件的关键部分,采摘滚筒液压系统的优劣直接影响采摘率以及采净率,研究驱动系统具有重要的价值。作为棉花主产地之一的新疆,研究采棉机对新疆发展棉花产业具有经济价值。本文首先介绍了国内外采棉机的发展史以及研究现状,针对本课题所研究的新型采棉机实际特点,采棉机采摘头的驱动系统是由两个马达组成的一组采摘头,每个马达带动两个采棉滚筒旋转,滚筒上的软摘锭进行棉花缠挂工作,决定采用液压马达驱动采摘系统工作。随后详细的介绍了采棉机整机的组成和工作流程,根据采棉机采摘工作原理提出了采棉机采摘滚筒液压系统原理图。论证了多种常用的液压同步系统,以及同步系统的控制方法。根据采摘滚筒液压系统要求,确定了主要元件的型号。本文应用电液比例阀控制采棉机滚筒驱动系统,对其建立了数学模型,并运用AMESim对采棉机采摘滚筒驱动液压系统进行建模和仿真并且模拟外负载变化情况时两马达输出转速,并对系统添加控制方法。在阀与马达输出信号之间加入PID和模糊自整定PID控制方法的控制器来控制阀芯的位移,从而控制阀输出流量,采用了AMESim与Simulink联合仿真方法进行分析。为验证添加控制器后系统性能,分别以阶跃信号和正弦信号模拟外负载进行仿真分析。通过对比分析仿真结果可知,在模糊自整定PID控制的系统中两马达输出转速调整时间更短,系统响应更快,验证了控制方法的有效性。最后把建立好的液压系统集成,并对流道进行优化,优化后涡旋现象减弱,提高了能源利用率。
【图文】：

图 1.1 自走式水平摘锭式采棉机 4M-3 图 1.2 4MZ-5 自走式采棉机1.4 液压技术研究现状随着社会不断发展，生产规模逐渐扩大，机械代替人工时代的到来，以及生产自动化水平提高，液压系统由于其功率大、响应快的优点被广泛利用。液压同步技术是液压系统的重要组成部分，它服务于制造业与国民经济建设的各个领域。驱动系统类型多种多样，主要由以下三类组成，通过机械元件的刚性连接构成系统，阀类元件控制系统和控制电信号通断来控制系统。在大型机器的同步工作中常用双液压缸同步驱动系统，对于多缸系统则采用自整角机实现，这是控制方法简单和可满足基本要求的第一代同步系统。随着对生产精度、反应速度提出更高目标，第二代同步回路应运而生，形成用电信号控制液压先导系统，再依靠其控制液压缸或马达的运动的环节。采用闭环控制的方法，速度输出、位移输出

图 1.1 自走式水平摘锭式采棉机 4M-3 图 1.2 4MZ-5 自走式采棉机1.4 液压技术研究现状随着社会不断发展，生产规模逐渐扩大，机械代替人工时代的到来，以及生产自动化水平提高，液压系统由于其功率大、响应快的优点被广泛利用。液压同步技术是液压系统的重要组成部分，它服务于制造业与国民经济建设的各个领域。驱动系统类型多种多样，主要由以下三类组成，通过机械元件的刚性连接构成系统，，阀类元件控制系统和控制电信号通断来控制系统。在大型机器的同步工作中常用双液压缸同步驱动系统，对于多缸系统则采用自整角机实现，这是控制方法简单和可满足基本要求的第一代同步系统。随着对生产精度、反应速度提出更高目标，第二代同步回路应运而生，形成用电信号控制液压先导系统，再依靠其控制液压缸或马达的运动的环节。采用闭环控制的方法，速度输出、位移输出
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S225.911

【参考文献】

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本文编号：2663396