基于虚拟样机技术的采煤机调高液压系统的仿真

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1、学兔兔www.xuetutu.com第2期(总第165期)机械工程与自动化No．22011年4月MECHANICALENGINEERING＆AUT0MAT10NApr．文章编号：1672—6413(2011)02—0076-03基于虚拟样机技术的采煤机调高液压系统的仿真代彩彩，刘英林(太原理工大学机械工程学院，山西太原030024)摘要：对采煤机液压调高系统进行了理论建模分析，在ADAMS中建立液压系统模型，应用液压调高系统与机械部分耦合技术进行了采煤机液压调高仿真-9分析，验证了该采煤机液压系统模型的精确性。关键词：ADAMS；采煤机；液压调高系统中图分类

2、号：TD421．6文献标识码：A0引言包括调高油缸和调高活塞杆间的移动副、摇臂与牵引采煤机是综采的主要设备之一，其工作环境比较部问的旋转副、摇臂与活塞杆的旋转副、调高油缸与恶劣，当采煤机出现故障时，会造成巨大的经济损失。大地的旋转副以及牵引部与大地的固定副。考虑到滚随着电牵引调速技术的不断成熟，液压牵引采煤机l_1]筒自重的影响，滚筒升起比降落时的载荷要大，因此正逐渐被电牵引采煤机取代。但是，摇臂升降控制目选定活塞杆伸出时为升，缩进时为降。定义Maker点，前仍是通过调高液压系统来实现的。传统的设计方法调试模型使滚筒摆角范围为4O。～一19。。滚筒调高过拉长

3、了产品的设周期，增加了开发成本。本文应用程角度随时间变化曲线如图2所示，滚筒调低过程角动力学分析软件ADAMS对采煤机液压系统进行建度随时间变化曲线如图3所示。模，并在此基础上模拟实际工况对液压调高系统进行仿真研究。1调高机构虚拟样机建模虚拟样机技术_2是对机械系统的运动学和动力学进行仿真计算。本文利用UG建立了采煤机滚筒调高系统的简化模型，并以Parasolid文件格式导人到ADAMS环境中。所建立的虚拟样机模型如图1所示。该模型由摇臂、滚筒、牵引箱、调高油缸_3]、调高活塞图2滚筒调高过程角度随时间变化曲线杆组成。图3滚筒调低过程角度随时间变化曲线给调高

4、活塞杆施加驱动，活塞杆的速度函数为：图1采煤机调高机构的虚拟样机模型step(time，0，0，50，300)+step(time，50，0，100，给模型添加约束和力以满足各种运动关系。约束一300)+step(time，100，0，123，一138)+step(time，收稿日期：2010—08—25；修回日期：2010—10—28作者简介：代彩彩(1984一)，女，山西太原人，在读硕士研究生，主要研究方向：机电液一体化。学兔兔www.xuetutu.com2011年第2期代彩彩，等：基于虚拟样机技术的采煤机调高液压系统的仿真·77·l23，0，146，

5、l38)。得出滚筒升降时油缸的推力P为304780N，拉力尸2调高液压系统虚拟样机建模为208740N。2．1液压系统的设计油缸活塞直径D的计算公式为：图4为左、右滚筒调高液压系统图。油缸要实现厂■伸、缩和锁紧3个动作_4]，系统由油泵、油缸、液控换D=2√。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．(1)向阀、手动换向阀、安全阀、液控单向阀和过滤器组其中：户为工作压力，参考目前调高系统，取P一成。高压溢流阀的调定压力为16MPa。油液由泵经过9．8MPa；为油缸的机械效率，取7／机一0．90。已知滤器吸出后，一路进入三位四通手动换向阀，一路进P1=304780N，户1—9。8M

6、Pa，一0．90，代入式入电磁换向阀，液压油通过电磁换向阀推动手动换向(1)求得D一209．8mm，按标准选取D=210mm。阀工作，调高压力油通过液控单向阀供油，实现摇臂活塞杆直径d的计算公式为：调高。调高油泵采用单柱塞泵[5]，虽然其流量脉动比较2大，但由于采煤机调高油缸的运动对平稳性要求比较~／D2P。．低，也可满足使用要求。已知P2—208740N，P1—9．8MPa，机一0．90，2．2油缸的设计代人式(2)求得一104．9mm，按标准选取一影响滚筒调高的力主要是沿采煤机牵引方向的推105mm。进阻力和截割阻力以及滚筒和摇臂的自重。通过仿真调高油缸

7、全阀控单向阀动换向阀位四通磁阀压压力表压溢流阀油泵滤器油箱图4左、右滚筒调高液压系统图求出上述参数后，即可根据油缸的工作条件和安油缸所需最大流量为Q盛大一2．25×10m。／s。已知泵装位置，确定油缸的其他结构尺寸。的流量Q泵一2．83×10m。／s，KQ最大一2．7×油缸的最大流量Q最大(I／rain)为：10m。／s。其中，取系数K：1．2。Q泵≥K·Q最大，所Q★一—1O00Fv~以满足要求。—一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最大一——一。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯J，(3)3仿真结果分析其中：F为油缸的活塞面积，m。；为活塞杆伸出速在ADAMS环境中仿真，得到采煤机

8、液压调高系度，m／s；叩容为油缸的容积效率，取：0．