基于matlab_simulink的混凝土泵车液压系统的动态仿真研究

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1、万方数据2012年第10期液压与气动19基于MATLAB／Simulink的混凝土泵车液压系统的动态仿真研究张桂菊1，肖才远2。葛动元1DynamicSimulationontheHvdraulicSystemoftheConcreteUynamlc3lmulatlonontheHVdraulicSVstemo士theConcretePumptmck：MATLAB／SimulinkApplicationZHANGGui-jul，XIAOCai—yuan2，GEDong．yuanl(1．邵阳学院机械

2、与能源工程系，湖南邵阳422000：2．邵阳学院城市建设系，湖南邵阳422000)摘要：该文对某混凝土泵车开式液控液压系统的工作原理进行了介绍。采用功率键合图的建模方法，建立了泵送回路的数学模型，并运用仿真软件MATLAB／Simulink对泵送回路数学模型进行了动态仿真，分析在不同输送流量(泵送频率)和触发信号换向时间下，系统泵出口压力和活塞杆的位移情况，找到了造成系统液压冲击的根本原因是触发信号换向时间与活塞杆运动时间不匹配，为混凝土泵车液压系统的设计和改进提供可靠的分析依据。关键词：混凝土泵

3、车；液压系统；功率键合图；MATLAB／Simulink中图分类号：TP31；THl37．1文献标志码：B文章编号：10004858(2012)10旬019旬5引言混凝土泵车由泵体和输送管组成。是一种利用压力将混凝土沿管道连续输送的施工机械。主要应用于房建、桥梁及隧道施工。目前主要分为S阀式混凝土泵与闸板阀式混凝土泵，再一种就是将泵体装在汽车底盘上，再装配可伸缩或曲折的布料杆而组成的泵车。某企业THB系列S阀式混凝土泵车泵送回路采用开式系统，液压泵为大排量盘式变量泵，采用液压双缸的形式，两个油缸交

4、替工作，使混泥土平稳连续输送，同时也增加了排量，充分地利用了动力机的功率，是目前流动方向，因此微动性好，且工作平稳。4．3主泵电机的选择由主油泵最高转速为1800r／min，我们选用YD280M4三相交流异步电动机，其额定电压380V；额定功率72kw；额定转速1480r／min。5结论该闭式容积调速回路调速稳定性好，系统效率高，发热少，没有溢流和节流损失，适用于大功率，并需要一定调速范围的系统中。但双向变量泵和双向液压马达结构复杂，制造成本较高，投资费用较高，因而没有得到广泛的使用。但对于矿山绞

5、车的研究中，液压控应用最为广泛的混凝土泵形式‘1。4】。由于混凝土泵车液压系统在高压工作时出现较严重的冲击和振动，往往导致泵车寿命缩短，所以，对泵车液压系统的动态特性分析，找出引起液压冲击的根本原因，对泵车的设计和使用有重要意义‘5

6、。为此，收稿日期：2012．03一15基金项目：湖南省自然科学基金资助项目(09JJ6092)作者简介：张桂菊(1979一)，女(布依族)，研究生，主要研究方向：机电液一体化技术、动态仿真研究。制系统无疑是一种安全可靠的研究方向。随着一些新技术、新方法的出现，对其的研

7、究也会进入新的领域。参考文献：[1]许福玲，陈尧明．液压与气压传动[M]．北京：机械工业出版社，2008．[2]姚春东，等．液压传动实用技术[M]．北京：石油工业出版社，2001．[3]毛征宇．防爆液压提升机提升速度控制技术研究[M]．武汉：武汉理工大学，2001．[4]雷天觉．新编液压工程手册[M]．北京：北京理工大学出版社，1998．万方数据图l液压系统原理图以某企业生产的HBT型混凝土泵车液压系统为例，利用MATLAB／Simulink软件对其进行建模与仿真分析，从而达到全面分析液压系统动态

8、特性的目的，为THB型混凝土泵车液压系统的设计和改进提供可靠的分析。1混凝土泵车液压系统混凝土泵车的液压系统为液控换向三回路的开式系统。主要由泵送回路、搅拌回路以及分配回路组成。其中泵送系统的结构特点是，双泵双回路开式系统(泵送回路和分配回路)，各回路中换向阀的动作是由对方回路的液压油控制的，即液动顺序互控∞1。其液压系统原理图如图1所示。该工作回路由主泵2和两个工作主油缸21组成，通过电磁换向阀17实现高／低压切换，当电磁阀17不通电时，插装阀①、③、⑥关闭，②、③、⑤打开，处于低压泵送状态；当

9、电磁阀17通电时，插装阀①、③、⑥打开，②、④、⑤关闭，处于高压泵送状态。主泵2输出的液压油流人一个泵送油缸的有杆腔，推动活塞前进(或后退)，另一泵送油缸的活塞则按相反的方向运动，泵送油缸排出的液压油经散热器24后回油箱，形成一个开式回路。活塞将退到油缸尾部时，安装在水箱中的接近开关就接受到感应信号，并发出信号引起电磁换向阀的电磁铁动作，电液换向阀换向，从而2个泵送油缸活塞反向运动。泵送油缸活塞行程靠近终点处装有单向阀，当活塞运行到终点时，单向阀将油缸有杆腔和无杆腔连通，形成缓冲，