三型内齿轮流量计的流量特性仿真研究.pdf

滤波放大器滤波放大,AD转换器模数转换,由工控
ith Switching Action with Integral Sliding Surface [C].
監机对信号进行采集处理,以判定铲运机在道路上的
Proceedings of the 2001 IEEE International Conference in
位置并给步进电机驱动器发出控制指令,步进电机
Robotics&Automation. Seoul Korea, Mav 21-26. 2001
驱动转向机构,控制前轮转向,从而达到控制运机
按指定方向行驶的目的。
13] John D. Duffy. A Perspective on System and Controls Engi-
neering in the Earth Moving and Construction Industry[C)
结束语
Proceedings of American Control Conference Philadelph
Pennsylvania, June, 1998.
地下无轨铲运机智能化研究是目前地下采矿机4」戴道生,钱昆明.铁磁学[MI北京:科学出版社,1992
械研究的一个热点,而磁导航系统为井下铲运机导
1-101
航的研究提供了较好的解决方案。由于铲运机在矿
rando
Moita, Urbano Nunes, etc. An
井下作业时自身的一些特点,如时速≤60kmh、巷
Outdoor Guidepath Navigation System for AMRS Based on
道内温度较高及粉尘大等,这恰好为磁导航应用提
Robust Detection of Magnetic Markers [D]. Portugal: Uni-
供了一个施展的空间。另外,磁道钉安装后的基本不
versity of Coimbra, 2007
需维护、成本较低等优点,使其有着更厂广阔的发展前
6吴超仲.基于磁道钉导航的车道保持系统信息融合与
景
控制技术研究武汉:武汉理工大学,2002.
参考文献
?张栋林.地下铲运机M.北京:冶金工业出版社,2002
[高梦熊,甘育林,赵金元.地下装载机自动化技术的发
展J.采矿技术,2006(3):429-43
通信地址:成都市建设北路二段4号电子科技大学机械电
- Uk Lce and Pyung Hun Chang. Control of子工程学院(610054)
Heavy-duty Robotic Excavator using Time Delay Control
(收稿日期:2008-12-17)
三型内齿轮流量计的流量特性仿真硏究
张军12,贾瑞清2,刘军1,袁圆1
1.安徽理工大学机械系;2.中国矿业大学北京校区机电学院)
opeooeae/acたe2らeこしeのさのeeのeピPeーピにっにらピにaPピピPeのなきeなもーロっeっeなピの色 OUAAピ accvピ
摘要:针对现有的容积式流量计不能用来测量高压液压系统动态流量的现状,设计了
三型内齿轮流量计,分析该流量计的流暈特性,并进行仿真。指出该种流量计的流量脉动只有
§普通齿轮流量计的15,可测量液压系统高压动态流量。其基本测试原理是:先将被测液体的
流量信号转换为转速信号,再通过齿轮转速传感器将转速信号变为电信号,最终确定被测系
统的动态流量。该流量计具有结构简单、测量范围大、精度高、可靠性好等优点,由于该内齿轮
流量计的3对小齿轮和内齿轮错位啮合,可实现低流量脉动,流量品质得到明显改善。
ODAEDCMCNEピ noteっピeこっeaeのeaのピっらピPPaeのeのピの吧の ouadam/MEUAVっ
关键词:三型内齿轮流量计;高压液压系统;流量特性
对于高压液压系统的流量测量问题,国内目前法,可准确测量流量。但试验条件变了,如流体的黏
还没有成型的产品,只是在部分研究机构、院校的度、温度、流速、脉动、压力、流态等条件改变时,就
试验室,在试验室条件下,通过间接测量流量的方很难准确地测量出该高压液压系统的流量了
基金项目:安微省教育厅自然科学基金资助项目(2005KJ043);安徽省教育厅自然科学基金重点资助项目(KJ2009A075)
作者简介:张军(1963-),男,福建漳州人,教授,在读博士,研究方向:流体传动与控制的教学与科研。
26
针对以上情况,作者设计了一种能可靠地测量
当该流量计接人高压系统之后,被测液体由进貳
高压液压系统流量的高压流量计,并中请了国家发油口经配流盘、密封块进人内齿轮均布的3个进油验
明专利(申请号为:200810083548.1)。该流量计具有腔,推动内齿轮及3个小齿轮旋转,将油液带入内齿
不受环境条件影响,能准确测量液压系统高压流量轮的3个均布的出油腔,油液再经配流轴到出油口,興
的特点,对煤矿液压系统的故障诊断和自动控制有将被测液体的流量信号转换为内齿圈的转速信号,
重要作用,该项研究填补了国内空白。本文主要讨再通过转速传感器将转速信号变为电信号,传给单
论该流量计的工作原理和流量特性。
片机或计算机,系统的动态流量可以通过LCD显示
三型内齿轮流量计结构组成和工作原理
或通过计算机进一步处理。
为了保证该齿轮流量计的3对小齿轮和内齿轮
如图1和图2所示,该齿轮流量计有流量变送错位啮合,内齿轮的齿数必须是非3的倍数,为了使
器和测速炳部分,主要由前后壳体、中间缸体、内齿该流量计的径向尺寸不至过大,径向齿轮的齿数
轮、3个小齿轮、保持架等组成。均匀布置的小齿轮般为小于等于14。
的个数可为2~4个,内齿轮外圈加工有供测量齿轮
转速用的轮齿。内齿轮与3个均布的小齿轮错位啮2三型内齿轮流量计的流量特性研究
合,这样既可以避免单对齿轮啮合时所产生的冲击2.1普通内啮合齿轮流量计
和噪声,又可以使该流量计的流量脉动大大降低。
2.1.1瞬态流量分析
由文献]可推得普通内啮合齿轮流量计的瞬
态流量公式为:
=2~b29°
Bm a, (23
2
Bm w,z(2a-z, )cos a
式中:Qa一内齿轮流量计的瞬态流量;、一内
齿轮的转角;B一径向齿轮和内齿轮的齿宽;
m一齿轮的模数;2一径向齿轮的齿数
1.前壳体2、6.浮动側板3.密封块4.浮动内齿轮
系统5.中间缸体7.后売体
内齿轮的齿数;o3一内齿轮的角速度;一-径向
图1三型内齿轮流量计的爆炸图
齿轮和内齿轮的压力角。
由式(1)可推得,普通内啮合齿轮流量计的最
大、最小流量分别为:
nmin
流量脉动σ。可由下式定义:
(0-0
(4
将Q、Qn的表达式代人式(4),化简可得内
啮合齿轮流量计的流量脉动为:
中间缸体2.浮动内齿轮3.测速传感器4.径向
2r(z3ー22)cosa
齿轮5.轴承6.密封块
8(2x,i1+z+z)-m(ia-z, )cos a
图2三型内齿轮流量计的工作原理