基于EASY5的防反转阀的动力学建模与仿真

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1、2011年2月机床与液压Feb．2011第39卷第3期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．39No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．03．028基于EASY5的防反转阀的动力学建模与仿真潘尚峰，邓鹏(清华大学精密仪器及机械学系，北京100084)摘要：根据挖掘机液压系统中使用的防反转阀的工作原理，建立其动力学方程，在EASY5中构建其仿真模型并对仿真模型进行测试检验。在有无防反转阀两种情况下，对某液压挖掘机的回转回路进行仿真。仿真结果表明，防反转阀能够有效抑制回转装置的往复摆动。关键词：防反转阀；建模与仿真；EASY

2、5中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)3—094—3ADynamicalModelingandSimulationofAnti-swingValveBasedonEASY5PANShangfeng，DENGPeng(DepartmentofPrecisionInstrumentsandMeehanology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Adynamicequationofanti—swingvalveusedinhydraulicexcavatoronthebas

3、isofitsworkingprinciplewasestab—lished，andasimulationmodelinEASY5wasbuiltandtested．Inthetwocaseswithandwithoutanti—swingvalve，simulationsoftheslewingcircuitonahydraulicexcavatorweremade．Thesimulationresultsshowthattheanti—swingvalvecaneffectivelyinhibitthesle—wingdevicefromswingingbackan

4、dforth．Keywords：Anti—swingvalve；Modelingandsimulation；EASY5液压挖掘机除了下部行走机构外，其余部分都布处于正常工作状态；置在回转平台上。对于大型挖掘机而言，其上部机构当换向阀回中位时，的转动惯量很大。当转台即将停止时，油路切断，为马达在惯性作用下继了达到制动效果，液压马达进油腔和回油腔被封闭。续旋转，此时马达B由于惯性，转台带动马达继续旋转，此时马达进、出口(与b，和b，相通油口会形成液压弹簧，使系统产生振荡。的口)压力上升，马回转缓冲控制的目的就是尽快实现马达制动动作达A口和B口压差变的转换，使回转装置能够平稳

5、地制动。一般而言，有少，防反转阀阀芯在两种方法可以有效地对马达实行制动和缓冲：(1)弹簧力作用下回到中在回转回路上设置防反转阀j；(2)利用传感器来位，马达两腔压力油探测回转系统工作状态，从而控制缓冲阀的通断。经过防反转阀中间室节流孔相连，压力油卜阀体～阀芯。一中间室一弹簧使用传感器往往存在失效、漂移等诸多问题，而使用防反转阀则更为可靠和经济。在一定时间内，有一图1东芝防反转阀原理图EASY5在液压仿真中具有多种特点，比如，图定量(可调整)流向另一腔，制动压力迅速降低。当形界面特别适合大型复杂液压系统建模等等“。回转操纵阀处右位向中位转变时，防反转阀的工作原EASY5的

6、另一大特点是允许用户自行创建非标准模理与上述过程相似。型(非EASY5液压库中包含的模型)。在图1中，a和a的压力均为P，b，和b的压1某型东芝防反转阀的工作原理及阀芯动力学力均为P；a口向左作用在阀芯上的有效面积为s。，分析b口向左作用在阀芯上的有效的面积为S。，a：口和某型东芝反转阀的原理如图1所示。当回转操纵b，口压力作用在阀芯上的有效面积为S；阀芯质量为阀处于左位工作时，马达A口(与a和a相通的m；阀芯与室壁之间的阻尼系数为c；阀芯左右两端口)为进油口，其油压将使防反转阀的阀芯处于右弹簧的弹性系数分别为k和k。阀芯的动力学方程端位置，中间室节流孑La和b。之间通

7、道切断，马达为收稿日期：2010—04—19作者简介：潘尚峰(1961一)，男，副教授，研究方向液压传动与控制、可靠性工程。电话：13801289284，E—mail：pansf@mail．tsinghua．edu．cn。第3期潘尚峰等：基于EASY5的防反转闺的动力学建模与仿真·95·PS—PSo—PbS1+Pb(S0+S1)一PbS=m菇+c+弹性系数，P为动态库仑摩擦力幅值。$WP为质心运(k。+k)(1)动状态值，当质心停止在(最小限值)或(最经过简化可以得到式(2)大限值)时，其值为一2或+2；当v质心P停止在其他P(S～S0)