浅析amesim的液压振动系统建模及仿真研究

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1、·166·机床与液压第43卷为了方便研究，利用AMESim中的液压元件设计液压振动缸10和液压调频阀9采用HCD建模，库(HCD)，在建模中将液压缸简化为双作用液压缸模其主要基本参数设置如表1、表2所示，液压振动系型，液压调频阀在声波振动头中起到强制分配液压油统其他主要元件采用常规子模型建模，其主要基本的作用，它的作用同二位四通滑阀功能相似，因此将参数设置如表3所示。液压调频阀简化为二位四通滑阀。除此之外其他元件3液压振动系统仿真分析选用常规模型建模。简化后模型如图3所示。设置好各个元件子模型的参数后，就可以对液压振动头进行液压流体力学仿真分析了。通过对液压振

2、动系统的主要变量参数系统压力P、供油流量Q的改变来分析液压振动系统的振幅、速度的变化和影响。另外，通过对液压振动缸泄漏模型的仿真，探讨不同的密封间隙和长度对泄漏的影响。通过对液压振动系统的仿真，能够更好地了解液压振动头的工作状态，从而对整个系统进行优化。3．1系统压力对液压振动系统各参数的影响在液压振动系统中，系统压力可以影响振动活塞激振力的大小。振动质量为振动活塞杆与钻杆质量的和。不同深度钻杆质量也不同。设置振动频率为100Hz、振动。质量为70k。g，变量泵的排量为70mL／r。分别设置系统压力为6、9、11、13、15MPa，系耋；吼吼啪啪嗽统压力对振动

3、活塞的振幅、速度的影响如图4所示。图3液压振动系统仿真模型2仿真参数设置表1液压振动缸主要参数设置活塞直径／mm125活塞杆直径／mm70活塞质量／kg50(a)不同的系统压力时振动活塞位移活塞起始位置／mm30活塞与缸体密封间隙／mm0．O6eo活塞与缸体密封长度／mm450表2液压调频阀及激励信号主要参数设置·o活塞直径／mm50lig．10．0000．0100．0200．0300．0400．0500．060活塞杆直径／ram28时间，s激励正弦波频率／Hz根据需要设定(a)不同的系统压力时振动活塞速度3·行程中位／mm0正弦波幅值／mm2i2·表3液压振

4、动系统其他主要元件参数设置菌子模型参数类型具体设置1．异步电机1转速／(r·min)1500p／MPa变量泵2公栅赧凝(c)系统压力与振幅关系曲线拟合图1500图4不同的系统压力对液压振动系统各参数的影响弹簧压力／N根据需要设定溢流阀4溢流梯度／(L·min～·MPa)5×10将图4(a)进行曲线拟合得图(c)，由图额定电流／mA2004(C)可知：当系统压力为6MPa，振动活塞的振幅换向阀7最大~J]t／(L．min)150为1．4mm；当系统压力为11MPa时，振动活塞的振额定电流／A4。幅为2．5mm；当系统压力为15MPa时，振动活塞的进油管软管长度／

5、m2．5振幅为3mm。由此说明：提高液压振动系统压力，油管振动缸进油硬管长度／m0．1振动活塞的振幅也会呈线性增加，但增加的幅调频阀进油软管长度／m0．5度较小第7期李超等：基于AMESim的液压振动系统建模及仿真研究·167-图4(b)为不同系统压力对振动活塞速度的影问隙密封，由于间隙两端存在压力差，在高频振动的响，振动活塞速度随着系统压力的增加而变大。过程中，不可避免地会产生微量的泄漏。文中分综上可知：振动活塞的振幅、速度、随着系统压别从间隙大小、间隙密封长度、系统压力来研究间隙力的增加而增大。密封的泄漏情况。3．2供油流量对液压振动系统各参数的影响如图6

6、所示为不同的间隙大小对系统泄漏的影在液压振动系统中，系统流量可以影响振动活响。设置振动频率为100Hz，振动质量为70kg，系塞振幅、激振力的大小。设置振动频率为100Hz，振统压力为15MPa，密封长度设置为35mm，分别设动质量为70kg，系统压力为15MPa。分别设置系统置不同的间隙大小，所得系统的泄漏量如图6所示。流量为31．5、52．5、73．5、89．25、105L／min，供油当间隙值为0．05mm时，泄漏量仅为0．04L／min，油量对振动活塞的振幅、速度、加速度、振动．Ll呐缸n_．L5m压．√Im，}．√I5m．√Imrj当间隙大小为0．0

7、8mm时，泄漏量为0．2L／min，说力、激振力的影响如图5所示。明了问隙越大，泄漏越严重，并且间隙的大小对泄漏0_03l5量影响较为显著。删B10。·宴0．03051—n08mill2—n07mm通0．03000．3—电06mm4_—n05Ⅻ~0．0295m吆90裂0．伽850‘¨u0o。U20o‘04u时60o‘08o0‘l0o0时间，图6不同的间隙大小对泄漏的影响(a)不同的供油流量时活塞位移1．设置振动频率为100Hz，振动质量为70kg，系^0．卜losL／in统压力为15MPa，间隙大小设置为0．06mm，分别-89目．2“设置不同的密封长度o·一

8、73，所得系统的泄漏量如图7所．54-