【正文】 構(gòu)造速度、冶金企業(yè)線路技術(shù)狀況的限制，以及貨物高溫、液態(tài)的特殊性，致使鐵水的鐵路運(yùn)輸一直在速度低、溫降大、安全性差以及煉鐵、煉鋼工藝銜接效率低的問題，限制了敞開式鐵水車的進(jìn)一步應(yīng)用。魚雷罐車主要由走行裝置、傾翻裝置、主動(dòng)端裝置、從動(dòng)端裝置、罐體裝置、潤滑裝置和電氣設(shè)備等部分組成。運(yùn)用過程中，盡管魚雷罐車保溫性能較好，降低了罐內(nèi)結(jié)殼、結(jié)渣的可能性，但是罐內(nèi)一旦結(jié)殼、結(jié)渣，處理難度極大。鐵路“一包到底”承運(yùn)鐵水的方式作為鋼鐵聯(lián)合企業(yè)新的工藝近年來越來越受到青睞。與傳統(tǒng)的魚雷型混鐵車運(yùn)輸工藝比較，減少了一次倒包作業(yè)，取消了煉鋼車間的倒罐站及塵等設(shè)備，改善了煉鋼廠的作業(yè)環(huán)境。每?jī)山M轉(zhuǎn)向架之間通過平衡梁連接。汽車運(yùn)輸鐵水包最大的特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)靈活,受地形影響小,車輛設(shè)備的轉(zhuǎn)彎半徑小,能很好地緩解場(chǎng)地和物流之間的矛盾,運(yùn)輸靈活、高效、快捷。是電動(dòng)平車和吊車兩種運(yùn)輸方式的組合模式。采用電動(dòng)平車進(jìn)行鐵水運(yùn)輸,使得煉鐵、煉鋼車間最大程度地靠近,運(yùn)輸時(shí)間少,運(yùn)輸距離短, 運(yùn)輸設(shè)施占地少, 充分體現(xiàn)了“一包到底”的優(yōu)勢(shì)。需要解決的主要問題如下：該車應(yīng)完成的動(dòng)作有鐵水的接收、轉(zhuǎn)運(yùn)和傾包，接鐵水時(shí)手臂應(yīng)具有開蓋功能，并可靈活提升和下降鐵水包，從而可以調(diào)整鋼水包的位置，精確接收鐵水。轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)、大臂回轉(zhuǎn)、小臂回轉(zhuǎn)以及重心調(diào)整等動(dòng)作應(yīng)保證足夠的動(dòng)作精度。液壓油箱、電機(jī)、閥塊等重量集中部分，可由由比例閥控制液壓缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行移動(dòng)，主動(dòng)保證小車作業(yè)過程的平衡。在支腳液壓缸的無桿腔裝有壓力傳感器，通過油缸壓力監(jiān)測(cè)傾覆力矩，通過計(jì)算可進(jìn)行主動(dòng)重心調(diào)整、報(bào)警、緊急剎車的作用。四、研究工作進(jìn)度 1—4周 ：查閱相關(guān)資料，制定設(shè)計(jì)方案，并反復(fù)進(jìn)行論證，準(zhǔn)備開題 報(bào)告。 17—18周：整理畢業(yè)設(shè)計(jì)文件，準(zhǔn)備答辯。采用不同的鐵水運(yùn)輸車輛，對(duì)于鋼鐵生節(jié)奏和鋼鐵質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生不同的影響,同時(shí)在生產(chǎn)效益方面也會(huì)有很大不同。（2）魚雷罐車 魚雷罐車是供冶金企業(yè)運(yùn)輸高爐鐵水至煉鋼倒(折)罐站進(jìn)行傾翻鐵水作業(yè)的專用運(yùn)輸車輛。優(yōu)點(diǎn)：魚雷罐車的使用方便了轉(zhuǎn)爐、電爐兌加鐵水，而無需過多地考慮鐵水罐與鐵水包或轉(zhuǎn)爐的匹配問題，從而提高鋼鐵生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。其次是運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)較大，在運(yùn)行過程中一旦脫線，起復(fù)難度較大?！耙话降住笔侵敢环N新的鐵水運(yùn)輸工藝，即采用大容量鐵水車裝載專用鐵水包將高爐鐵水運(yùn)送到煉鋼廠。 日本JFE京濱制鐵所于上世紀(jì)70年代中期采用“一包到底”工藝，采用310 t鐵水車運(yùn)輸鐵水。4組三軸轉(zhuǎn)向架方案的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較緊湊，設(shè)計(jì)的車總長(zhǎng)度短，8組二軸轉(zhuǎn)向架方案車總長(zhǎng)度比前者長(zhǎng)，但二軸轉(zhuǎn)向架通過彎道的性能比前者好。但存在的問題是鐵水包車的運(yùn)輸安全性、穩(wěn)定性,需要實(shí)踐中檢驗(yàn)。目前國內(nèi)采用過跨車運(yùn)輸模式的典型例子為:新余鋼鐵有限責(zé)任公司,新建2 2 500m3 高爐,配套建設(shè)煉鋼車間,煉鐵與煉鋼車間,存在5m 的高差。但是工程一次性投資較高, 運(yùn)輸車輛及線路沒有達(dá)到熟可靠的程度,導(dǎo)致高爐與煉鋼車間的連接方式?jīng)]有緩沖的余地,對(duì)生產(chǎn)組織及管理是個(gè)新的挑戰(zhàn)。挖掘機(jī)伺服系統(tǒng)引入力控制可以減少碰撞沖擊，提高運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，并有利于避開運(yùn)動(dòng)過程中難以移除的障礙物。目前電液比例技術(shù)己經(jīng)成熟，并有了推廣運(yùn)用，比如波克蘭叉車使用了電比例控制系統(tǒng)，又如德國博世公司開發(fā)的農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)液壓提升器電子控制系統(tǒng)引入了比例閥等。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，給機(jī)械行業(yè)帶來了顯著的效益，提高了生產(chǎn)率，提高了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，降低了原材料消耗，節(jié)約了能源，減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)了企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。節(jié)能、環(huán)保 當(dāng)今社會(huì)提倡建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，作為高能耗、高污染的冶金行業(yè)，節(jié)能與環(huán)保是其必然趨勢(shì)，也是冶金行業(yè)降低成本、增加效益所應(yīng)采取的最為有效的措施。隨著鋼鐵企業(yè)的不斷發(fā)展，多種工況、場(chǎng)地必然產(chǎn)生對(duì)不同運(yùn)輸方式的需求，鐵水運(yùn)輸工具的多樣化是必然趨勢(shì)。大容量鐵水車設(shè)計(jì)的最大難點(diǎn)是如何保證整車運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。五、主要參考文獻(xiàn)[1] [J].鐵道車輛, 2008, 46(17):2931 [2] [J].重型機(jī)械2003，5：6061[3] [j].江蘇金,2004,32(2):2123[4] [J]. 商用汽車，2003,1:5556[5] [D]. 中南大學(xué)碩十學(xué)位論文,2008:554[6] [J].金屬世界，2010, 4：7580[7] 韓鵬，劉景春.“一包到底大容量鐵水車的研制情況[J].中國重型裝備，2010, 1：1214[8] 吳麗學(xué)，齊志強(qiáng). 一種特殊的鋼水包專用運(yùn)輸車[J]專用汽車，2004， 5：2123[9] [J].科學(xué)創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009, 24：122[10]張守年，[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2005,36(4): 8385[11] Nandy, S. 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M201。重型車輛中的制動(dòng)器缸由該比例伺服閥控制，通過對(duì)其控制特性和系統(tǒng)性能的分析，我們推斷出了它的非線性模型。關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制技術(shù)；重型車輛；混合制動(dòng)；電液比例控制簡(jiǎn)介:隨著對(duì)重型性能要求不斷的提高，對(duì)于專用重型車輛的一些指數(shù)例如動(dòng)力、重量、速度、機(jī)動(dòng)性等等的要求也越來越高。由于微控系統(tǒng)具有控制精度高、特性好、易于模塊化、數(shù)字化、信息化等優(yōu)點(diǎn)，它使得液壓比例伺服控制系統(tǒng)成為提高重型車輛性能的一個(gè)趨勢(shì)。本文通過分析電液制動(dòng)控制系統(tǒng)的理論和該系統(tǒng)主要元件的性能建立起了該液壓系統(tǒng)的一個(gè)數(shù)學(xué)模型。間歇工作的信號(hào)由一個(gè)壓力傳感器發(fā)出。本文詳細(xì)分析了電液伺服系統(tǒng)的線性模型，該系統(tǒng)在小孔徑下工作。此處用的比例/伺服閥是浙江大學(xué)發(fā)明的比例減壓閥，當(dāng)閥芯移動(dòng)到重疊區(qū)域時(shí)，沒有油液從通道中流過，導(dǎo)致閥內(nèi)形成了一個(gè)死區(qū)。因此用一個(gè)一階模型來代表伺服閥，如圖2所示，非線性系統(tǒng)的主要參數(shù)如下所述。通過公式（1）、（2）可以得到公式（3）。負(fù)載的動(dòng)態(tài)流量方程可以聯(lián)立以上方程得出，流體位移和液壓負(fù)載缸的液壓彈性方程為 方程（5）和伺服閥的動(dòng)態(tài)模型形成一個(gè)完整的關(guān)于閥芯位移和液壓缸位移的動(dòng)態(tài)方程，該模型可以用來獲得一個(gè)非常完美的方針效果。應(yīng)用圖2和方程（6）可以得到一個(gè)簡(jiǎn)化的方程，如圖（3）所示，圖3通過在圖3中代替相關(guān)參數(shù)，得到開環(huán)頻率特性曲線，如圖4所示3電液比例系統(tǒng)的仿真結(jié)果在電液比例伺服仿真系統(tǒng)中應(yīng)用到了電液比例/伺服閥，該方針系統(tǒng)由PD和PID反饋控制系統(tǒng)組成，圖5所示為簡(jiǎn)化的方框圖，線性模型被用來進(jìn)行簡(jiǎn)易的PID參數(shù)調(diào)諧。 這個(gè)采用了閉環(huán)全數(shù)字電液比例伺服閥的控制系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)50t的重型車輛中去執(zhí)行實(shí)際的道路制動(dòng)試驗(yàn)。5結(jié)論基于電業(yè)比例控制的混合制動(dòng)系統(tǒng)具備全數(shù)字的閉環(huán)算法。制動(dòng)效果列于表2.表2由表2所示結(jié)果可以得出結(jié)論。 圖6實(shí)驗(yàn)結(jié)果由電液比例/伺服閥控制的制動(dòng)是在以上關(guān)于重型車輛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制參數(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了高性能的SCM系統(tǒng)來獲得全數(shù)字的閉環(huán)取樣、閉環(huán)算法和保護(hù)。在電液比例控制系統(tǒng)中，與電液比例閥相比液壓缸和液壓環(huán)的非線性處于第二位，因此該非線性模型可以寫成其中 ，在方程中，Khp代表的是總流量的壓力系數(shù)，F(xiàn)l代表所施加的負(fù)載力，wh代表的是液體靜壓力的液壓固有頻率，代表的是液體靜壓力的阻尼比，Khp是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。兩者對(duì)分析不同控制策略都有幫助。假設(shè)油泵的壓力為Ps，負(fù)載壓力為Pl，電液比例伺服閥的主閥是對(duì)稱的、零開口，因此主閥的兩個(gè)對(duì)稱主閥孔口的壓差是Pv=0．5(Ps 一PL)。摩擦、粘性、泄露、死區(qū)和磁滯都會(huì)對(duì)流動(dòng)壓力的性能造成負(fù)面影響。因此我們對(duì)該液壓伺服系統(tǒng)建立了一個(gè)非線性的動(dòng)態(tài)模型，并對(duì)該控制系統(tǒng)的控制元件的特性進(jìn)行了進(jìn)一步的分析。該系統(tǒng)是一個(gè)典型的壓力控制回路，該系統(tǒng)的控制方法和控制性能由比例/伺壓力服閥和制動(dòng)缸的性能決定。該電液比例控制混合制動(dòng)系統(tǒng)由一個(gè)泵組、一個(gè)安全閥、一個(gè)過濾器、一個(gè)單向閥、一個(gè)2L容量的蓄能器、一個(gè)電液比例/伺服閥、一個(gè)制動(dòng)缸、一個(gè)壓力傳感器、一個(gè)電子控制器，如圖1所示。同時(shí)，對(duì)于電液比例控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，比例/伺服閥的應(yīng)用是基于該液壓系統(tǒng)的固有屬性的。重型車輛上的混合制動(dòng)控制系統(tǒng)大致分為兩種類型：機(jī)液比例控制和電液比例伺服控制。仿真結(jié)果與工作臺(tái)上關(guān)于50t重型車輛實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。. A. Visloguzova, L. V. Serova, and A. G. Areas For Application Of Refractories At The Nizhnytagil Iron And Steel Works Jointstock Co[J]. Refractories and Industrial Ceramics,2004, 45(3)[15] V. M. And Certificates For Usefumodels[J]. Metallurgist,2003, 47指導(dǎo)教師審閱簽字： 年 月 日附錄3 外文翻譯及原文譯文：關(guān)于電液比例控制系統(tǒng)在重型車輛混合制動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用的研究摘要：本文討論的主要內(nèi)容為重型車輛的混合制動(dòng)系統(tǒng)。這些作用力會(huì)激起車輛振動(dòng)，車輛的劇烈振動(dòng)將對(duì)車輛的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。這種高溫液態(tài)貨物(1300℃以上)運(yùn)輸車的意外溜行，其后果是不堪設(shè)想的。要高出鐵路運(yùn)輸?shù)囊淮涡酝顿Y,但道路運(yùn)輸和過跨車運(yùn)輸?shù)恼嫉孛娣e要比鐵路運(yùn)輸占地面積小得多。三、發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化高效率的生產(chǎn)一直是人們鍥而不舍追求的目標(biāo)，科技的進(jìn)步為人們實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)創(chuàng)造了條件，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化必定是將來的發(fā)展方向，而鐵水的運(yùn)輸也更加會(huì)向這個(gè)方向發(fā)展。電液比例控制的理論研究和技術(shù)的發(fā)展是液壓工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的大趨勢(shì)，是液壓工業(yè)又一個(gè)新的技術(shù)熱點(diǎn)和增長(zhǎng)點(diǎn)對(duì)于電液比例控制技術(shù)國內(nèi)外對(duì)此展開了深入研究，并且已取得很大成果。在方鋼坯連鑄機(jī)上用力控制電液伺服系統(tǒng)使校直力能跟隨計(jì)算機(jī)給定校直量，速度控制電液伺服系統(tǒng)的應(yīng)用使剪切機(jī)的水平運(yùn)動(dòng)在剪切過程中能與鑄培同步。 二、 主要研究成果液壓伺服系統(tǒng)是液壓控制系統(tǒng)的重要組成部分，是在液壓傳動(dòng)和自動(dòng)控制技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門較新的科學(xué)技術(shù)，液壓伺服系統(tǒng)因具有響應(yīng)速度快、功率質(zhì)量比大及抗負(fù)載剛度強(qiáng)等特點(diǎn)而在眾多重型行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。所以,該工程鐵水運(yùn)輸采用過跨車運(yùn)輸模式。（3）過跨車運(yùn)輸模式過跨車運(yùn)輸模式是一種以電動(dòng)平車實(shí)現(xiàn)高爐到煉鋼車間過程中需要過跨的功能,各個(gè)高爐出鐵側(cè)設(shè)置垂直于出鐵場(chǎng)的橫跨,即鐵水調(diào)運(yùn)跨,采用吊實(shí)現(xiàn)電動(dòng)平車軌道之間的過渡。該工程屬于改擴(kuò)建項(xiàng)目,煉鐵、煉鋼區(qū)域之間隔著白渠港翻水河,鐵水用鐵水包模式承載,受地形限制,鐵水包運(yùn)輸用鐵路方式存在著很大的困難,最終選用道路運(yùn)輸作為該工程的鐵水運(yùn)輸方式。目前該技術(shù)我國處于研制開發(fā)階段，尚未投入工業(yè)型運(yùn)營，國內(nèi)開發(fā)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)軌距300 t鐵水車有兩種方案，一種走行裝置采用4組三軸轉(zhuǎn)向架，另一種走行裝置采用8組二軸轉(zhuǎn)向架。采用大容量鐵水車裝載煉鋼專用鐵水包直接運(yùn)輸鐵水縮短了工藝流程。運(yùn)輸方式（1）鐵路運(yùn)輸 鐵路運(yùn)輸是目前冶金企業(yè)普遍采用的一種運(yùn)輸方式,安全可靠,生產(chǎn)操作、鐵水調(diào)度簡(jiǎn)單易行,鐵路、車輛的維護(hù)(修)技術(shù)成熟,比較適合用于鐵水運(yùn)輸,但是也存在鐵路運(yùn)輸設(shè)備轉(zhuǎn)彎半徑大,線路爬坡能力差,運(yùn)輸設(shè)施占地面積大,鐵路道岔形成三地帶,對(duì)場(chǎng)地利用不充分,靈活性差等缺點(diǎn)。缺點(diǎn)：首先是投資額較大，以濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司為例，現(xiàn)在使用的320 t魚雷罐車每臺(tái)造價(jià)就達(dá)319萬元，其總投資超過1億元。該車具有保溫性能好、載重大、儲(chǔ)存能力強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏起到很大的緩沖作用。鐵水罐車主要用于將煉鐵高爐的鐵水運(yùn)往鑄鐵機(jī)鑄鐵或倒入混鐵爐煉鋼。. A. Visloguzova, L. V. Serova and A. G. ’rod,Yu. S. Rodgol’ts, A. A. Paivin, V. V. Kazakov,T. I. Toporkova, G. S. Rossikhina. Improving The Steel Ladle Lining At The Volzhskii Tubemaking Plant Jointstock co[J].Refractories and Industrial Ceramics,2004, 45(3)[14] 201。 9—12周 ：繪制標(biāo)準(zhǔn)的工程制圖，準(zhǔn)備中期進(jìn)度檢查。定位后液壓支腿伸出，由減壓閥壓力控制直至支撐到位，然后方向閥回中位，液壓支腿被液控單向閥鎖止，可承受更大的支撐力，并反映到相應(yīng)的壓力傳感器中。在大臂和小臂間安裝有稱重測(cè)力傳感器4，在小臂缸處于無壓狀態(tài)時(shí)可測(cè)得鐵水包重量。三、研究步驟、方法及措施 圖1 鐵水運(yùn)轉(zhuǎn)車總裝示意圖1鐵水包；2傾包缸；3開蓋缸；4稱重傳感器；5小臂；6大臂；7小臂液壓缸；8油箱；9中心移動(dòng)滾輪；10液壓支腿；11從動(dòng)輪對(duì)；12大臂液壓缸；13卷纜機(jī)構(gòu)