基于AMESim的礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)仿真研究

邱 凱（西京學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,西安 710123）

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基于AMESim的礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)仿真研究

邱 凱
（西京學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院,西安 710123）

摘 要：舉升液壓系統(tǒng)礦用自卸車是重要的工作裝置，其性能的優(yōu)劣，直接影響礦用自卸車的作業(yè)效果。為了提高礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)的作業(yè)性能，本文擬采用AMESim軟件建立螺紋插裝式平衡閥以及礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)的模型，并進(jìn)行仿真研究。

關(guān)鍵詞：礦用自卸車；液壓系統(tǒng)；螺紋插裝式平衡閥；AMESim

1 引言

目前，礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)中存在著一些亟待解決的問題。例如，在礦用自卸車物料卸載過程中，當(dāng)車斗的翻轉(zhuǎn)角度達(dá)到一定程度的時(shí)候，由于車斗重心位置的改變，車斗對(duì)舉升液壓缸的作用力有可能由壓力變?yōu)槔?，在這種情況下，液壓缸的運(yùn)行平穩(wěn)性會(huì)降低，速度波動(dòng)會(huì)增大。本文擬采用螺紋插裝式平衡閥來提高液壓缸速度的平穩(wěn)性，使液壓缸在上述情況下，依然能夠以較為平穩(wěn)的速度運(yùn)行[1]。

2 AMESim仿真平臺(tái)簡(jiǎn)介

AMESim是一種普遍應(yīng)用于各個(gè)工程領(lǐng)域內(nèi)的建模仿真軟件，該軟件采用標(biāo)準(zhǔn)的ISO圖標(biāo)和簡(jiǎn)潔直觀的多端口框圖，覆蓋了液壓、機(jī)械、氣動(dòng)熱流體以及控制等領(lǐng)域，能使各個(gè)不同領(lǐng)域的研究對(duì)象在同一開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)建模與仿真。AMESim仿真模型的建立是通過圖形界面實(shí)現(xiàn)的，用戶只須專注于工程項(xiàng)目中物理系統(tǒng)本身的設(shè)計(jì)，不需要專門學(xué)習(xí)編程語言，就可以直接進(jìn)行建模和仿真，在很大程度上降低了建模仿真研究的難度，便于工程人員進(jìn)行仿真研究[1]。

3 基于AMESim的礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)仿真研究

3.1 礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)模型建立

某型礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)中所使用的螺紋插裝式平衡閥如圖1所示，根據(jù)其結(jié)構(gòu)圖，建立AMESim仿真模型，如圖2所示。

圖3是某型礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)圖。在舉升工況下，駕駛員通過操縱控制手柄6使舉升控制閥3處與左起第一位置，此時(shí)，來自舉升泵2的液壓油經(jīng)過舉升控制閥3以及平衡閥4中的單向閥進(jìn)入液壓缸的無桿腔，完成舉升動(dòng)作，液壓缸有桿腔中的液壓油經(jīng)過平衡閥4回到油箱；在停止工況下，駕駛員通過操縱控制手柄6使舉升控制閥3處與左起第二位置，此時(shí)，來自舉升泵的液壓油不進(jìn)入液壓缸，同時(shí)液壓缸有桿腔和無桿腔與油箱之間的油路均被切斷，液壓缸停止動(dòng)作；在浮動(dòng)下降工況，駕駛員通過操縱控制手柄6使舉升控制閥3處與左起第三位置，此時(shí)液壓缸在負(fù)載的重力作用下下降；在壓力下降工況，駕駛員通過操縱控制手柄6使舉升控制閥3處與左起第四位置，此時(shí)，來自舉升泵2的液壓油經(jīng)過舉升控制閥3以及平衡閥4中的單向閥進(jìn)入液壓缸的有桿腔，完成壓力下降動(dòng)作，液壓缸無桿腔中的液壓油回到油箱[1]。

根據(jù)礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)原理圖，在利用已構(gòu)建的平衡閥的AMESim模型圖，即可建立某型看礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)的AMESim模型，如圖4所示。

該型礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)采用二級(jí)液壓缸，根據(jù)樣車參數(shù)設(shè)定仿真模型參數(shù)如表1：

表1

3.2 礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)仿真研究

某型礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)中，液壓缸行程與負(fù)載力的關(guān)系曲線如圖5所示。

如圖5可知，在液壓缸行程達(dá)到1.3m時(shí)，液壓缸的負(fù)載力為零，當(dāng)液壓缸行程超過1.3m時(shí)，液壓缸的負(fù)載力由正值變?yōu)樨?fù)值，即由壓力變?yōu)槔Γ谶@種情況下，液壓缸有的運(yùn)行平穩(wěn)性會(huì)降低，速度會(huì)有較大波動(dòng)[1]。

為了驗(yàn)證螺旋插裝式平衡閥在該型礦用自卸車舉升液壓系統(tǒng)中的作用，分別對(duì)安裝平衡閥的舉升液壓系統(tǒng)和未安裝平衡閥的舉升液壓系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。

如圖6所示：

在0～9s時(shí)間段：一級(jí)液壓缸伸出，兩速度曲線均較平穩(wěn)。

在9s～17s時(shí)間段：二級(jí)液壓缸伸出，未安裝螺紋插裝式平衡閥的液壓系統(tǒng)中，液壓缸的速度曲線出現(xiàn)較大波動(dòng)，并在約15.8s時(shí)出現(xiàn)了明顯峰值；安裝平衡閥的液壓系統(tǒng)中，液壓缸運(yùn)行速度較平穩(wěn)。

4 結(jié)論

由仿真結(jié)果可知，安裝螺紋插裝式平衡閥時(shí)，液壓缸速度的平穩(wěn)性比未安裝時(shí)有顯著提高，螺紋插裝式平衡閥可以有效的增加礦用自卸車舉升液壓缸速度的平穩(wěn)性。

參考文獻(xiàn)：

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[5]畢紅霞.220t礦用自卸車液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析[D].長沙.中南大學(xué),2011.

作者簡(jiǎn)介：邱凱（1990-），男，陜西西安人，碩士，助教，主要從事：液壓與氣動(dòng)技術(shù)研究。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.182