对于在小型液压挖掘机液压系统中的应用

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1、应用动AMESim仿真技术在小型液压挖掘机液压系统中的应用龚进，冀谦，郭勇，张德胜(中南大学机电工程学院，期南长沙410083)【月砚洲井一琴一墨瞥翼瓣犷摘熟对AAtE”软件及其基本特征做了简单介绍;应用AMESim建模仿真技术对挖掘机动臂液压系统进行仿真，并把仿耳纳攀与实测结果进行比较分析。结果表明，仿真模型是实际模型的正确反映关健词:AMESim仿真;液压挖掘机;液压系统;动臂中图分类号:TU621文献标识码:A文章门号:1009-9492(2007)10-0111-041引言AMESim(AdvancedModelingEnviro

2、nmentforPer-formingSimulationofEngineeringSystems，工程系统仿真高级建模环境)是IMAGINE公司于1995年推出的基于键合图的一个图形化开发环境，专门用于液压/机械系统的建模、仿真及动力学分析。AMESim专门为液压系统建立了一个标准仿真模型库，包含120多个不同复杂程度的模型。鉴于液压系统的元件多式多样，标准库无法满足所有建模要求，AMESim提供了一个基本元件设计库HDC(Hydrauliccomponentde-sign),HDC是一个强大的工具，包含了任何机液系统的基本结构单元模块

3、。利用HDC，用户可以建立标准库中没有的液压模型。图2小型液压挖掘机动臂下降液压工作原理图2基干AMESim的小型液压挖掘机动借(下降)的液压系统仿真2.2仿真徽型的趁立2.1动胃下降工作原理整个液压系统主要由泵、多路阀、液压缸和负载组采用节流系统的小型液压挖掘机动臂工作的液压系统成。下面将分别对其中三种主要元件进行分析，并确定参原理图如图1和图2所示。数建立相应的仿真模型。(1)液压泵AMESim软件中关于泵的模型有几种，如单向定量泵、双向定量泵、单向变量泵、双向变量泵、压力调节泵。文章研究的液压系统所用液压泵采用的是一种近似恒功率泵。

4、根据实际泵的模型及AMESim软件中各种泵模型的具体应用范围，选用压力调节泵作为仿真泵的模型。泵与发动机是相连的，对系统进行测试时，使发动机在额定转速下工作，其额定转速为:2300r/min.图1小型液压挖掘机动臂液压工作原理图测得泵的出口压力与排量曲线如图3所示。收稿日期:2007-05-31万方数据息技术阀芯与各处的节流[J死区尺寸如图5所示动~从图5中可以看出，在阀芯中有6处存在节流口，文}一I}}}1一es}}、}}}章所研究内容为动臂下降的单动作，此时起作用的节流口}}工}}}}}、、{}只有3处，它们分别是2、3、6，所以

5、只需对这三处的尺}三}}}、卜}$}一{{与犷~~~寸进行测量即可得到所要参数팁+一-}}}一}]}}}}一1}}一}}一{-}}}一}}#*一一215‘，氏3242(目P目图3泵出口压力与排量曲线图5阀芯与各处的节流日死区尺寸(2〕多路阀在AMESim软件中，有两种定义元器件的方式，第-3)先导压力种:直接调用AMEsim里现有模型;第二种:通过先导压力是用液压综合测试仪multisystem5O50实测AMESim提供的一些小单元来自行搭建元器件的，所测压力曲线如图6所示。AMEsim里现有阀的模型只能定义时间与所流过阀的阀芯与各处的

6、节流口死区尺寸如图6所示。流量之间的关系，而文章研究的液压系统所用多路阀为液压先导式换向阀，研究重点是各种形状的节流槽与节流面积之间的关系。所以软件中所提供的模型不能直接利用，须通过上述中的第二种方法来搭建模型。经过研究阀联的内部结构及AMEsim软件所提供的各种元器件模型，所搭建的AMEsim多路阀模型如图4所示卿鹦熬攀樱黔缚攀黔叶、图4AMESim多路阀模型多路阀参数确定:1)弹簧①弹性系数的测量测量原理:对弹簧缓慢加力，让其匀速运动，根据公式凡k·%，求得k月9，99N/Inln。②弹簧预紧力阀芯在中位时，阀芯两端的弹簧有一定的压缩

7、量，所图6动臂下降时的实测先导压力曲线以存在预紧力。预紧力的大小与液压先导力推动阀芯所需的起始力的大小是相等的。(3)液压缸和负载先导压力作用在阀芯上的面积为:在动臂下降的过程中，虽说对整个挖掘机来说是空，=二、。{答}’=63放、mmZ)载，但对动臂来说是有负载的，因为动臂油缸还要支撑动臂、斗杆、斗杆油缸、铲斗和铲斗油缸，在动臂下降的过因此，预紧力:户P·A二63石Zxlo人02x10性1272(N)程中，这个力的大小是时刻在变化的。在文章中，是通过2)阀芯及阀体在动臂油缸的一端加一负载力曲线来体现这一作用力的，①阀芯质量其AMES皿的

8、模阀芯质量是用电子天秤进行称量的。称得其质量为型如图7所示，昼)伽恒震氢125.249。液压缸负载特性②各处节流口的形状及尺寸，及节流口与阀体配合时曲线如图8所示。图7AMEsim液压缸和负载