高速液压缸阶梯型缓冲结构与过程研究

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1、万方数据高速液压缸阶梯型缓冲结构与过程研究口王永良口孙艳玲口吴军辉河南平高电气股份有限公司技术中心河南平顶山467000摘要：对采用阶梯型缓冲结构的高速液压缸的缓冲过程进行分析，建立了相应的教学模型，并在此基础上利用AMESim软件进行仿真分析，通过与试验结果进行对比表明．仿真结果与试验结果基本吻合，最后对阶梯型缓冲的结构参数进行了优化。关键词：缓冲缝隙节流仿真AMESim中图分类号：THl37．51文献标识码：A文章编号：1000—4998(2011)04—0049—03高速大功率液压系统中．液压缸驱动的负载质量较大、运动速度很高，在液压缸到达行程终点时。由于惯性的作用

2、会产生液压冲击．使活塞与缸筒端盖之间产生机械撞击．造成振动和噪声．甚至严重影响工作精度和引起整个系统及元件的损坏．为此在高速、大功率或要求较高的液压缸中往往要设置缓冲装置。液压缸中使用的缓冲措施．主要有硬缓冲和软缓冲两类．软缓冲即在液压缸外的液压回路上采取措施．如采用节流阀缓冲和应用缓冲回路等．一般结构比较复杂．应用较少：硬缓冲即在缸的结构上采取缓冲措施．常见的由间隙式缓冲装置和节流孔缓冲装置等．它结构简单、工作可靠、体积小、缓冲性能较好、应用广泛。本文对采用阶梯型缓冲装置液压缸的缓冲过程进行理论分析与仿真研究。1缓冲过程的理论分析液压缸缓冲过程的流场情况比较复杂．可以分

3、为三个阶段。如图1所示：第一阶段，当液压缸缓冲柱塞进入缓冲区时。缓冲腔的油液通过缓冲套内孔流出，由于流道弯曲突变产生局部压力损失：第二阶段，当缓冲柱塞接近缓冲套时．缓冲柱塞的边缘和缓冲套内孔的边缘形成锐缘节流：第三阶段．当缓冲柱塞进入缓冲套中．过流面积随着行程不断变化．形成了阀口节流与缝隙节流同时存在的情况。根据上述分析，以柏努利方程作为流体压力损失的基础方程．建立缓冲过程各阶段的压力损失方程。1)第一阶段局部压力损失的流量方程为：-2r：：————一g=cdI孚、／手△：P(1)式中：q为通过缓冲套内孔的流量，m3／$；Cdl为流道突变的流量系数；d为缓冲套内孔直径，m

4、；P为液体密度，kg／m3；△p为压差，Pa。2)第二阶段锐缘节流的流量方程为：g=伽d垤瓦了记i(2)式中：Cd2为锐缘节流的流量系数；6，为缓冲柱塞第1段与缓冲套内孔的间隙．m：L为缓冲柱塞刚进入缓冲时与缓冲套的距离，m；石为缓冲柱塞位移，m。3)第三阶段由于阀口节流与缝隙节流同时存在。需要分别讨论。其中阀口节流的流量方程为：g-=伽蕊、／手却-(3)收稿13期：2010年11月当雷诺数小于1000时，流场状态为层流状态，缝_卜*+-+—+—·卜-+·+-—+-——●--+-+-+-+·—卜-+-+-—卜·+-—卜——+一——卜-+·+-+·+-—卜-+-—卜-+·—

5、卜-—卜-+-+-—●呻-+-·+．斗·+-+斗·。一卜·。_一-—卜-—卜·。卜-·●一·B．Bras，M．W．MeIntosh．ProduetProeess，andOrganizationalDesignforRemanufacture[J]．RobotingandComputerInteg-ratedManufacturing，1999(15)：167-171．《机床设计手册》编写组．机床设计手册(第四册)[M]．北京：机械工业出版社．1997．贾振超．机床主轴部件静动态性能研究fD]．沈阳：东北大学．2006．范培卿。荣辉．付铁。等．BKx—I型并联运动机床的实验

6、模态分析及灵敏度分析[J]．现代制造工程，2006(9)：124—127．成大先．机械设计手册(第四版)[M]．北京：化学工业出版盛机械制造49卷第560期社．2002．[7]付铁，丁洪生，荣辉．BKX—I型变轴数控机床的有限元模态分析[J]．机械设计与研究，2005，21(4)：85-87．[8]辛志杰，徐燕申，郭志全。等．基于实验分析的机床结构有限元建模及其应用研究[J]．机械强度，2006(z1)：5—8．『9]博弈创作室．ANSYSg．O经典产品基础教程与实例详解fMl．北京：中国水利水电出版社．2006．[10]杨理诚，周新民，桑建兵，等．基于动态测试的机床主轴

7、系统仿真研究[J]．机床与液压，2006(6)：217-220．△(编辑小前)2011／4，II1j1J心口H喳№万方数据隙节流的流量方程为：q2=(14-1．5e‘)(4)当雷诺数大于l300时。流场状态为紊流状态，其流量方程采用长孑L节流损失计算公式：2△P2-A去争(5)～￡-当雷诺数大于1000而小于l300时，取式(4)与式(5)的平均值。式中：如为阀口节流的流量系数；肛为液体的动力粘度，Pa．8；A为沿程损失系数，A=0．3614倩en25；艿f为缓冲柱塞第i段与缓冲套内孔的间隙，nl；Z；为缓冲柱塞第i段的长度．