针对玻璃切割机液压系统设计及系统性能仿真分析

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1、2014年6月机械设计与制造工程Jun．2014第43卷第6期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．43No．6DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2014．06．004玻璃切割机液压系统设计及系统性能仿真分析王立杰，陈飞，王伟，邬逵清(1．南京林业大学机械电子工程学院，江苏南京210037)(2．江阴长龄液压机具厂，江苏江阴214422)摘要：为了优化系统参数，防止玻璃切割机在使用过程中发生运动部件爬行、运动速度不稳定的现象．首先根据使用要求拟定了

2、液压传动系统原理图，确定了系统主要参数及液压缸的结构，然后利用液压系统原理建立了数学模型，并以此为基础利用AMESIM仿真软件建立了仿真模型，通过仿真得到了系统工作各阶段压力变化曲线、速度变化曲线。仿真结果表明，玻璃切割机液压系统工作各阶段压力、速度响应迅速，工进开始时速度波动幅度较大，但很快趋于稳定，与实际运行结果吻合，满足机床使用性能要求。关键词：玻璃切割机；液压传动系统；数学模型；AMESIM仿真；性能中图分类号：TH137文献标识码：B文章编号：2095—509X(2014)06一o0l8—04玻璃切割机主要应用

3、于光学仪器生产中，它加示，液压泵3经粗滤油器从油箱吸油，液压油经精工的主要对象是硬度较高的脆性光学玻璃材料，用滤油器6进入系统，当电磁铁5DT得电，液压油经于将大块的光学玻璃材料锯切成一定形状和尺寸三位四通电磁换向阀l0左位、单向阀l3、二位四的光学零件毛坯。玻璃切割机的进给运动采用液通电磁换向阀16右位，进入工作台液压缸17的右压传动，因为液压传动不仅传动平稳，也便于与电气控制、微机控制等新技术相结合，实现玻璃切割机的自动化⋯。切割机在使用过程中常发生系统爬行、运动不稳定的现象，本文将利用AMESIM软件对切割机液压传

4、动系统进行仿真分析，以便优化系统参数，使系统能更好地满足使用要求。1液压系统的设计要求金刚石锯片上下移动，其完成的动作循环为快下一慢下一快退；工作台左右移动，其完成的动作循环为快进一稍退一工进一快退。锯片直径为300ram，切割玻璃的体积(长×宽×高)为300ram×250ram×150ram，锯片轴转速为200r／min，工作台最大行程为300mm，锯片轴最大行程为200mm，设备的最大负载为2500N，锯片和工作台快进、快退速度为30×10。。m／s，工进速度可调，调节范围为5．7～1800mrn／min。l一粗滤油

5、器；2一节流阀；3一液压泵；4一溢流阀；5一节流阀；6一精滤油器；7一压力表开关；8，1O一电磁换向阀；9一压力表；11，l4一调速阀；12，l3一单向阀；15，16一二位四通电磁换向阀；17一工2液压传动系统组成及工作原理作台液压缸；l8一锯片液压缸；19一金刚石锯片；2O一工作台根据设计要求拟定的液压系统原理如图1所图1液压系统原理图收稿日期：2o14—03—17作者简介：王立杰(196_4一)，女，四川资阳人，南京林业大学副教授，主要研究方向为液压传动及控制。·18·2014年第6期王立杰：玻璃切割机液压系统设计及

6、系统性能仿真分析腔，活塞杆带动工作台快进，同时液压缸左腔的油D：4F——液经换向阀16右位、换向阀l0左位、节流阀5，流盯(pl一P2)[1一(d／D)．]回油箱。式中：F为液压系统的最大负载；P为液压缸工作工作台快进结束时4DT得电，液压油经换向压力；P：为液压缸回油压力；D为活塞直径；d为活阀8右位、单向阀12、换向阀15左位，进人锯片液塞杆直径。按工作压力选取d／D=0．45，由于采用回油压缸上腔，使锯片快速下降，同时液压缸下腔的油节流调速，回油腔有背压，取P：=0．6MPa，则液经换向阀l5左位、换向阀8右位、节

7、流阀2，流D：4x2500回油箱。—————：53．39mm叮TLz—u6八1一u45)X1(yu锯片液压缸快速下降结束时，1DT、3DT得电，d=0．45D：0．45X53．39=24．03mm液压油经换向阀8左位、换向阀15右位，进入锯片参照国家标准取活塞直径D=50mm，活塞杆液压缸的上腔；同时液压缸的下腔的油液经换向阀直径d=22mm，这里尽管选取的活塞直径小于计l5右位、调速阀11、换向阀8左位、节流阀2，流回算值，考虑系统压力本身不高，活塞直径缩小对压油箱。由于锯片液压缸下腔的回油路上有调速阀力影响不大，同时

8、活塞直径缩小还可以减小液压缸11的节流作用，使锯片慢速下降进行玻璃切割。体积，降低制造成本。根据选定的活塞直径、活塞锯片液压缸慢速下降结束时，1DT、3DT失电，杆直径，计算得液压缸最大工作压力P=换向阀8切换到中间位置，锯片处于停止状态。与2．179MPa。此同时，2DT、5DT得电，液压油经换向阀l0左位、3．2