混凝土泵排量测量仿真研究

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1、万方数据第32卷第08期计算机仿真2015年08月文章编号：1006-9348(2015)08-0239—06混凝土泵排量测量仿真研究郭润坤，李捷，陈贯祥(太原科技大学机械工程学院，山西太原030024)摘要：在混凝土泵排量测量问题的研究中，现有技术存在实验成本高、研发周期长的缺点，一定程度上限制了产品的生产效率。为了解决上述问题，研制开发了一套计算机仿真混凝土泵排量测量系统的方案。首先分析了混凝土在管道中的流动状态及其泵送压力，建立混凝土泵开式液压系统的键合图模型，导出其状态方程，并结合Matlab对液压系统的动态响应进行了数字仿真。仿真结果利用活

2、塞一次推送实际“有效位移”的概念，得出混凝土泵活塞一次推送的有效排量。将仿真结果泵送效率与实际作对比，结果表明，利用计算机辅助工具结合“有效位移”的方法做混凝土泵排量的测量仿真具有可行性，改进方法具有节约成本、减少研发周期的优点。关键词：混凝土泵；液压系统；排量测量；键合图模型；有效位移中圉分类号：TP391．9文献标识码：BSimulationofEmissionMeasurementforConcretePumpGUORun—kun，LIJie，CHENGuan—xiang(SchoolofMechanicalEngineering，Taiyna

3、nUniversityofScienceandTechnology，TaiyuanShanxi030024，China)ABSTRACT：Theexistingtechnologyofconcretepumpemission'smeasurementhastheweakpointofhighcostandlongdevelopmentcycle．Thispaperpresentsaconcretepumpemission'smeasurementmethodbycomputersimula-tion．Firsttheconcrete'sflowage

4、inthepipelineanditspumpingpressureis町阻嘲．Thentheconcretepump'sby-draulicsystemisestablishedinbondgraphstyleandthestateequationisderived．Finally．thedynamicresponseofhydraulicsystemissimulatedthroughMaflab．Byusingtheconceptofthe”realdisplacement”ofonepistonpushandtranslatingtheres

5、ultstothe“trapezoidalwave”，itcanbeobtainedthevalidemissionofonepushofconcretepump．Simulationandexperimentresultsshowthattheproposedmethodisfeasible，cost—effectiveandconvenient．KEYWORDS：C彻cmtepump；Hydraulicsystem；Emissionmeasurement；Bondgraphmodel；Realdisplacement1引言混凝土泵排量的实时测量不

6、仅能给施工双方或三方的业务结算带来方便，同时还保证施工质量以及为有关部门提供监测的客观依据。目前国内排量测量技术领域主要应用测量仪器或实验，研究新型测量方法也以实验为主[2儿4J【7]，缺少一种排量测量数字仿真方法，以提前预测其实际排量，达到缩减成本之目的。通过科技文献查新，现有技术之一慷3利用压力和位移传感器实测压力位移信号，插入计算机内的研华数据采集卡借助于虚拟仪器与专用的图形化编程工具软件Labv／ew相结合，通过各种控件组建混凝土泵压力和位移数据采集系统；现有技术之二L41基于测量吸入容积效率的方法来计算活塞收稿日期：2014-09—17修回

7、日期：2014—11—13泵实际排量，其研制了一种高浓度黏稠物料吸入容积效率测试装置；现有技术之三L_¨通过设计混凝土泵活塞位移测量装置，通过定滑轮对位移传感器的拉绳进行换向，测量混凝土泵活塞位移。上述三技术需要的传感器、粘稠物料以及活塞位移测量装置，存在安装困难、成本高、增加研发周期的缺点，将混凝土泵排量测量的难度增加。为了解决上述问题。本文在分析混凝土泵液压系统工作原理的基础上，建立混凝土泵开式液压系统的键合图模型，导出其状态方程，并结合Matlab对液压系统的动态响应进行了数字仿真，利用仿真结果导出实际一次有效泵送行程，从而得出其实际排量。为混

8、凝土泵的实际排量的预测提供一种可行的方案。2测量系统原理2．1测量系统原理混凝土泵是一种连续施工流体机械，它