基于ITISimulationX的快锻液压机液压系统仿真

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1、学兔兔www.xuetutu.com第5期(总第174期)机械工程与自动化No．52012年iO月MECHANICALENGINEERING&AUT()MATI()NOct．文章编号：1672—6413(2012)05—0049—03基于ITI—SimulationX的快锻液压机液压系统仿真张亦工(太原重工股份有限公司技术中心，山西太原030024)摘要：利用1T1一SimulationX软件建立了大型快锻液压机液压系统模型，给出了系统快锻工况下的工作性能指标和主要元件运行状态，并通过对比仿真结果与调试现场采集数据验证仿真模

2、型。结果表明：仿真模型与实际系统吻合较好，为ITl—SimulationX软件在工程系统研究领域的应用提供了可行性依据。关键词：液压机；液压系统；仿真；IT1-SimulationX中图分类号：TG3l5．4：TP391．9文献标识码：A0引言回程缸油液进入蓄能器储存能量；当活动横梁行至距大型快锻液压机主机结构大多为上推式，即工作下停点某位置，侧缸排油阀开启卸压，油液经由卸压管缸置于压机上部口]。此种结构压机重心高，液压管道道排入充液罐，同时蓄能器释放能量，高压油进入回程长，系统经常工作在高压、大流量状态，而且动作切换缸，活

3、动横梁上行，到达上停点后，进人下一工作循环，频繁，极易产生冲击和振动，影响压机整体工作性能。在此阶段，主缸通过充液阀与充液罐连通，主缸排油阀液压系统仿真是了解大型快锻液压机工作特性的处于常闭状态。快锻工况行程一般不超过3Omm，锻重要手段。本文对某大型快锻液压机快锻工况下的系透深度3mm5mm[2]。快锻液压机在满足高锻造统进行了动态仿真，给出了系统工作性能指标及主要频次的同时，还需保证运行平稳，无冲击和振动，锻造元件运行状态。精度在±1Inm范围内。1系统简介动力系统、主控系统和充液系统是快锻液压机液压系统的重要组成部分。

4、以某大型快锻液压机为例，动力系统为压机提供动力油源，其组成包括主油箱、主泵及其控制阀块，主泵控制阀块主要包括单向阀、溢流阀和卸荷阀。压机主控系统通过控制主、侧缸和回程缸压力实现活动横梁快下、加压、卸压、回程和停止等动作，主、侧缸和回程缸均为柱塞缸，活动横梁通过柱塞与主、侧缸和回程缸分别连接，主、侧缸和回程缸压1一主油箱；2一主泵组；3一主泵控制阀块；4一主缸；5～侧缸；力分别由相应的集成阀块控制。充液系统的作用是在6一回程缸；7一括动横梁；8一主侧缸阀块；9一充液阀块；活动横梁快速下降时向工作缸提供大量油液，卸压和1O一蓄能

5、器；11一回程缸阀块；12一充液罐回程时接收工作缸排出油液，其组成主要包括充液罐图l压机液压系统简图组件及充液阀。压机液压系统简图如图1所示。2仿真环境大型快锻液压机快锻工况为：主泵经由供油管道、ITI—SimulationX是德国ITI有限公司开发的面侧缸进油阀向两侧缸供油，回程缸与蓄能器连通，形成向工程系统高级建模和多学科仿真的软件平台，该软保压容腔；压下阶段，高压油进入侧缸，活动横梁下行，件可以完成很多复杂系统的综合分析、设计优化等任收稿日期：2012—07一O1；修回日期：2012—07—05作者简介：张亦工(196

6、0一)，男，山西太原人，高级工程师，主要从事机械设计和研究工作。学兔兔www.xuetutu.com·5O·机械工程与自动化2012年第5期务，并在许多领域得到广泛应用和验证。快锻液压机次达72次／rain，锻造精度±lmm范围内。液压系统是复杂的非线性、时变系统，涉及液压、机械、I12电气、控制等多学科，利用ITI—SimulationX软件丰富蚕8的元件库，可以方便、准确地建立快锻液压机液压系统4仿真模型。另外，该软件还具有功能齐全的结果显示、：：尊-●-掣O分析窗口，可以对系统各组成单元的参数变量进行动t／s态实时显示

7、、数据导出和报告生成等L4]。图3锻造力F的变化曲线3系统仿真61O3．1仿真模型600茸590依据快锻液压机液压系统原理图及管道图以及系∞580统各元件参数，利用ITI—SimulationX软件液压库、机570械库和控制信号库内单元搭建快锻液压机系统快锻工况仿真模型，如图2所示。泵、阀、管道、液压缸、油箱和蓄能器等液压元件均来源于液压库，活动横梁及连接柱塞作为控制部分以等效质量代替，质量单元位于机械库，锻造力负载为实测曲线，可以用机械库的力单元建模；泵、阀特性曲线来源于产品样本；按现场工艺编制的控制时序可以结合控制信号库

8、单元实现，如变t／s量泵转角控制、充液阀和排油阀启闭控制等。图5活动横梁速度的变化曲线利用ITI—SimulationX软件提供的结果显示功能，可以全面了解系统内各元件运行状态，包括阀启闭特性、管道压力和流速以及液压缸压力等。另外，该软件还允许通过拖拽在同一窗口内显示多条结果曲线，这样就可