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时间:2019-05-13
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1、2014年12月机床与液压Dec?2014第42卷第23期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol?42No?23DOI:10.3969/j?issn?1001-3881?2014?23?007基于DSHplus的液压破碎锤系统仿真与实验分析方建,杨国平(上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620)摘要:在全面分析氮爆室液压破碎锤工作原理的基础上,建立了破碎锤的非线性数学模型,并利用DSHplus搭建了液压破碎锤的液压系统模型。参考破碎锤厂家提供的参数,对模型的参数进行了设置。结果表明:通过仿真获得的结果与实车测试所得的
2、结果的各项参数的误差均在10%以内,证明所建立的仿真模型是正确的。关键词:液压破碎锤;仿真模型;DSHplus;参数设置中图分类号:U415?51文献标识码:A文章编号:1001-3881(2014)23-025-5SimulationandExperimentalAnalysisofHydraulicBreakingHammerSystemBasedonDSHplusFANGJian,YANGGuoping(CollegeofAutomobileEngineering,ShanghaiUniversityofEngineeringS
3、cience,Shanghai201620,China)Abstract:OnthebasisoffullanalysisoftheworkingprincipleofhydraulicbreakinghammerofNitrogenexplosionchamber,thenonlinearmathematicalmodelofthehammerwasbuilt.ThehydraulicsystemmodelofhydraulicbreakinghammerwaspreparedusingDSHplus.Parametersofthe
4、modelweresetreferencingtotheuser’smanualprovidedbymanufacturerofthehammer.Theresultsshowthattheerrorsofeachitemofparametersbetweenexperimentaldataandsimulationresultareallwithin10%,whichprovethesimula⁃tionmodelbuiltiscorrect.Keywords:Hydraulicbreakinghammer;Simulationmo
5、del;DSHplus;Parametersanalysis0前言行程来控制后腔与高压回路的通断。液压破碎锤是以液压为动力源,直接或间接驱动活塞往复运动,靠活塞冲程时的动能冲击钎杆,对物[1]体产生破碎作用的机械设备,简称为液压锤。近年来,随着基础设施建设的完善和交通、煤矿、能源的[2-3]大力开发,液压破碎锤的销量也日趋增长。但[4-5]是,目前破碎锤的工作性能尚需提高。而液压系统是破碎锤的根本,对其进行研究是提高产品性能的基础。虚拟仿真技术由于开发成本低、周期短、风险图1氮爆室液压破碎锤三维模型[6]小,已经在破碎锤领域有了一些发
6、展。本文作者利1?1氮爆式破碎锤工作原理用先进的液压系统仿真软件DSHplus对液压破碎锤系冲击器系统的运动元件有活塞和换向阀阀芯,另统进行仿真研究,与试验结果对比获得良好的仿真结外,氮气室氮气的压力和体积也随时变化。因此,把果,为进一步提高其性能提供基础。破碎锤的工作状态分为5个阶段,如图2所示。1破碎锤工作原理与数学模型活塞回程加速、阀芯不动阶段,如图2(a)所以实验室某型号氮爆式液压破碎锤为研究对象展示,活塞与钎杆在完成上一次打击停顿,换向阀阀芯开研究,如图1所示。该破碎锤在活塞尾部设置一个端面A在高压油p的作用下处于下极限位置
7、。高压5密闭的氮气室,回程时压缩氮气储存能量,冲程时氮油进入活塞前腔,活塞后腔经换向阀与回油相连。活气爆炸对活塞做功;活塞前腔始终与高压回路连接来塞向上加速运动,同时压缩氮气储存能量。推动活塞回程;后腔回路与配流阀连通,通过活塞的收稿日期:2013-10-20基金项目:国家自然科学基金项目(50975169)作者简介:方建(1987—),硕士研究生,研究方向为车辆机械设计和电液控制技术研究。E-mail:autogamer@163?com。·26·机床与液压第42卷图2液压破碎锤工作状态图活塞回程加速、阀芯换向阶段,如图2(b)所球著
8、名的流体传动与控制系统仿真软件。该软件包括示,当活塞的端面A越过信号孔a时,前腔的高压液压库、气动库、控制库、机械库以及温度—液压1油p通往换向阀芯的下端面A。因为A>A,阀芯库。通过搭建图形化的系统原理图,可以方便地对
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