致谢 47

1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

研究预应力锚索在不一样的冲击载荷作用下的破坏机理及摸仿按照锚索在拉脱、拉断过程中摩擦产生的热、以及产生火花的工况设计试验系统。预应力锚索支护是现在这段时间煤矿使用最多的支护形式之一，它具备传递较大的拉应力、原理超前。加工方便、经济稳定、效果明显、且对于岩土层比较柔软、高的地势高压地带及复杂条件等优点。矿上用的锚索的性能对煤窑矿的安全生产比较重要。静态试验的研究在以前的静态实验室进行。研究完成之后也不能很好的反应锚索工作过程的使用的使用情况。矿上使用的锚索拉伸动态冲击试验系统是为锚索在不一样的冲击载荷作用下的破坏机理及模仿锚索在拉脱、拉断过程中，摩擦受热、产生火花引起瓦斯爆炸的工况而研究做准备的，实现提升锚索支护性能，使矿窑巷道的支护的质量得到改进完善【1】文献综述。

这个液压冲击加载设备作为一个高效的冲击加载装置，本次毕业设计将以锚索加载试验台试验设备为例，介绍该液压冲击加载试验系统的设计方法和设计步骤，其中包括液压系统的组成、液压系统的工况分析、确定设计的一些参数、先初步制定液压系统的原理说明运动系统图、选择液压需要的一些阀类等其它器件以及算算液压的系统合适不合适，再重新计算一下，验算结果等。

1.2课题研究现状

1.2.1 国内研究现状

当前社会力伺服系统主要所应用于舵面加载系统，不同的气动载荷的发生变化情况都是在仿真实验的过程中模拟出来的，因此机电液复合系统它是一个非常复杂的一个。它是一个强耦合、非线性时变受控对象这是从它受控制的角度看。近年来，科学技水平的不断提高和现代化，液压技术在国内外也早已相对成熟。特别是对于微电子技术的运用，液压机的性能在较高的程度上得到了一定的改进，其原来的稳定性与加工效率也得到了提高，这使得成型工艺加工设备中的是液压机成为应用最为广泛的一种。而在国外的技术发展情况来看，相对于本国国内的液压机有较多的种类，但是技术含量想多较低【2】。         

1.2.2国外研究现状

在国外，日本学者池谷光荣研制的电液伺服加载系统早就运用了模拟加载技术，加载油缸的两头分别安装了压力检测的检测装置，控制加载是由以两缸的压力差作为反馈量。相应的施加重载力的产品相继在美国和西方一些国家被推出来，这种比较超前的好的控制形式的出现，可以看出在很多方面国外的液压技术他实际的发展情况从效率上来讲就有很大的提高，有先进性，所以会采用这种技术含量高的控制方式。我们也可以从其他方面看出，现在在工业控制产品上采用控制机的方式来控制是不多见的，这是显而易见的。在之前的社会我国都是从国外买别人的东西用到自己的产品上，这是在电气液压电动机辅助试验系统的控制上还是一张白纸，所以要依靠进口【3】。 

我国在预应力方面的技术的发展，传统单纯液压控制液压冲击系统已经满足不了社会的需求，并且在调频和调能方面存在着许多不足和有待发展的地方。目前在国内这种液压冲击加载系统的功率小，冲击力不是很大，不能满足日益的需求。为此本设计课题再设计参数上作出了改进，设计一套高速、大功率的液压冲击加载系统。传统的液压控制效率低、精度不高、控制不灵活，并且在做试验的过程中，不能够清晰的观察到被测物体的状态的改变，为此更好的直观清晰的展现这一变化过程，特采用先进的设备高速摄像机进行记录采样。高速摄像机对快速移动的物体进行好几次的采取样本，检测速度可以在很短的时间内做完这些工作。当它以正常的速度进行播放时，对拍摄下来的物体的变化状态的运动轨迹就会很清晰的、很慢的出现在我们的面前，呈现给大众。高速摄像机技术它拥有以下优点：对正在移动的目标实时捕获、抓拍、迅速的记下来图像的状态、当时就可以回放、图像的显示比较清晰直接明了。大自然的光线或者人工照出来的光线会对高速移动的物体产生一些影响，或者运动目标本身发光,这些光的一部分透过高速成像系统的成像物镜。或移动物体本身，通过成像透镜的成像系统的部分，如感觉，控制的驱动电路的光电设备，如感觉的目标，快速响应，即根据目标的光能量分布的每个采样点的光电转换，完成图像的图像信息传输到计算机，经过计算机的信号处理，结果输出。因此，一套完整的高速成像系统由光学成像、光电成像、信号传输、控制、图像存储和处理等。通过以上分析，选择了该装置用于拍摄矿用锚索力变化的冲击试验系统，并可以在图片上进行拍照，得出液压缸活塞冲击速度和时间曲线，这一测试系统可以很好的满足锚索拉伸过程的要求。