基于ADAMS的80T液压裂管器液压系统建模与仿真分析

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1、机械设计与制造第1期186MachineryDesign&Manufacture2011年1月文章编号：1001—3997(2011)O1—0186—02基于ADAMS的80T液压裂管器液压系统建模与仿真分析术原思聪裴喜永刘波李志远(’西安建筑科技大学机电工程学院，西安710055)(重庆宜康实业有限公司，重庆401147)DynamicsimulationforhydraulicsystemofhydrostaticpipebursterbasedonADAMSYUANSi-cong，PEIXi-yong，LIUBo，LIZhi

2、-yuan(SchoolofMech．&Elec．Eng．，Xi’anUniv．ofArch．&Tech．，Xi’an710055，China)(。ChongqingApprspriiateKangIndustneyCo．，HD，Chongqing401147，China)中图分类号：TH132，TP33文献标识码：A随着城市化建设的快速发展，地下管道因锈蚀、容量小等因1-2系统工作简述素与城市化的发展进程已不相协调，改善这些不堪重负的管道，该液压裂管器的额定拉拔力为80T，可换管直径~(200,,．400)就面临管道的修复、扩容

3、问题。而传统的地下管道更换方法是通mm，换管速度为lO0m／Hr。换管具体操作过程如下：首先开挖出过开挖地面然后再掩埋沟槽，然而由此产生的交通堵塞和改道放置裂管器以及刀具和新管的工作坑，然后分别将裂管器以及刀以及令人不快的噪音和视觉污染，对人们的日常生活、活动和施具放入各自坑中。这时调整裂管器四个支腿的调整机构，使裂管工地周围的商业有着严重的影响_1I。基于这一背景，我们设计了新器动力头的中心与旧管的中心保持同一水平，并使裂管器整体保型的裂管器，用来替换或修复天然气管道、污水管道和管线，它是持水平。完成后将拉杆一节一节的通过裂管器

4、输送到放置刀具的一种管道在线更换的设备，可对控制范围内的地下管道进行更换坑中，然后将刀具安装在拉杆上，新管安装在刀具后边。之后裂管而不用对地面进行开挖，不仅能完成管道替换的工作，还可以增器工作，将拉杆一节一节地卸下。在卸杆的过程中，拉杆拉动刀具加管径。目前，在国外裂管器已经发展的相当成熟，美国和丹麦都和新管一起前进，即刀具在前爆裂旧管，新管随后安装。这样将所已经研发出了适用于不同拉拔力的裂管器，但换管机在我国的研有拉杆拉出时，两坑之间的旧管就更换完毕。发还处于初级阶段，采用这种非开挖技术安装地下管道，不仅费1．3液压系统工作原理图

5、用低、不破坏路面，而且还大大减轻了操作者的劳动强度。根据裂80T裂管器工作装置的液压系统原理，如图1所示。其特点管器液压系统工作原理，在Adams／Hydraulics环境下对裂管器液在于多个液压油缸组成的液压回路结构紧凑、功能多样、且具有压子系统进行仿真研究，取得了良好效果。大行程、大推力等优点，系统中的5个三位四通手动换向阀分别1系统描述控制5个不同的液压回路，可实现工作机构的协调动作。该系统1．1系统主要参数包括主伸缩回路，夹紧回路(前后夹紧)，扭转回路，和由马达为执系统主要参数，如表1所示。行机构的旋紧回路等5个液压回路，

6、限于篇幅，本文仅对主回路表1系统主要参数液压系统进行仿真分析。1．4建立系统模型根据80T裂管器的设计思想和工作装置液压系统的工作原理，可按工作装置的数量将七述液压系统划分为5个相列独立的的子系★来稿日期：2010—03—04★基金项目：陕西省自然科学基金资助(2007E218)，陕西省教育厅科研项目资助(O9JK559)第1期原思聪等：基于ADAMS的80T液压裂管器液压系统建模与仿真分析187统，以简化研究对象，有主回路、前加紧回路、后加紧回路、扭转回路、的液压缸子模块对于各个液压回路的仿真具有通用性。动力头马达回路，各子系统

7、除执亍机构有所不同外，液压回路的其它3裂管器的动态性能仿真分析部分的结构和工作原理基本是相同的，其中除动力头马达回路的执对主回路油缸进行了仿真，在液压系统回路中，控制元件通行机构为液压马达外，其它工作回路的执行机构均为液压缸。过控制方程表达式，控制液压流量，从而控制液压阀并驱动液压利用ADAMS建立的虚拟样机主要由机械系统、液压系统破碎机完成预定的运动，本例用的是阀芯控制函数step(time，0．0，和控制系统等组成，建立的工作装置系统模型。80T裂管器工作时，控0．0，0．2，1．0)+step(time，0．4，1．0，0．

8、6，-1．0)+step(time，0．8，一1．0，制系统读^速嚏、加速度以及液压元件的工作参数等，然后按照预定1．0，0．0)，进行1．0r100步的动态仿真。在ADAMS环境下，模拟的工作方案控制液压系统各换向阀的开度，实现对整个系统的控制。