液压凿岩台车钻臂变幅系统的联合仿真

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1、HvdraulicsPneumatics&Seals／No．9．2012液压凿岩台车钻臂变幅系统的联合仿真吴晓明，赵燕(燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004)掎要：该文主要描述了液压凿岩机钻臂变幅机构的几何模型和液压驱动方式，通过建立了钻臂变幅机构的虚拟样机，用AMESim软件对双三角钻臂变幅机构虚拟样机及变幅液压系统进行了联合仿真。模拟了钻臂变幅的实际运动，找出了影响钻臂准确定位即钎杆平行移动的主要因素。关键词：联合仿真；钻臂结构；凿岩台车中图分类号：TP137文献标识码：A文章编号：1008—0813(2012)09—0013-05Co——simulationoft

2、heLufingBoomMechanismSystemfortheHydraulicrockDrillPigXiao-ming．ZHA0Yon(CollegeofMechanicalEngineering，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China)a．bstract：Thispaperdescribesthegeometrymodelandthehydraulicdrivingmodeofboomlufingmechanismforthehydraulicrockdrillingrig．Thevirtualprototypeoftheb

3、oomlufingmechanismisbuiltandco-simulationofthedoubletriangleboomlufingmechanism~irtualprototypeisdonebasedontheAMESimsoftware．ThroughSimulatingtheactualmovementoftheboom，themainfactorsfortheboompositioningaccurately，thatis，drillrodmovinginparallelareidentified．Keywords：co～simulation．boomlufi

4、ngmechanism；hydraulicdrillr唔O引言压系统的负载特性，可以与液压仿真软件结合起来完成整个机械——液压系统的联合仿真。机械——液压联合仿真．可以将复杂系统的动力学模型与液压系统模型有机地联系在一起，将动力学1钻臂变幅机构及其几何模型仿真与液压系统仿真联合起来，实现系统机液一体化图1为钻臂结构组成。左、右支臂缸用以实现钻臂全模型仿真，提高仿真精确性。液压系统仿真软件的上下及左右摆动；左、右俯仰缸用以实现推进器的上．AMESim是一个开放的仿真体系，能够与Matlab、下及左右摆动：钻臂伸缩液压缸用以实现钻臂的长度Adams、Virtua1．1ab等软件进行

5、联合仿真，可以有效地对变化；推进器翻转摆动缸用以实现推进器的侧向旋转；钻臂的动态过程进行分析，更加真实地模拟实际情况．推进器补偿液压缸用以补偿推进器的前后位移；推进通过联合仿真结果更准确地评价系统的性能lll。器倾翻液压缸用以实现推进器的正向翻转[31。液压系统的仿真分析通常要将负载变化特性事先测出来，再根据负载特征加一个等效载荷进行仿真分析。实际上，钻臂在变幅过程中负载是动态变化的，如果忽略了动态因素的影响，会严重影响液压系统仿真精度。负载的动力学模型是对负载动态特性的准确描述．动态负载的合理引入是液压系统仿真的关键之一四。本1一支座2一连接件33-左支臂缸杆4一左支臂缸筒文

6、将在动力学软件中建立钻臂变幅机构的虚拟样机模5一凿岩机6一左俯仰缸筒7一左俯仰缸杆8一连接件59一托架型，这一模型具有较高的精度，能够比较真实地反映液l0一连接件111-右支臂缸杆12一连接件213一右支臂缸筒l4一钻臂伸缩缸15一右俯仰缸筒l6一钻臂伸缩缸杆l7一右俯仰缸杆18一连接件619一连接件420一臂头21一推进器翻转摆动缸收稿日期：2012—06—0822一推进器倾翻液压缸筒23一推进器倾翻液压缸杆作者简介：吴晓明(1957一)，男，辽宁新民人，教授，博士，主要研究方向为24一推进器补偿缸筒25一推进器补偿缸杆电液控制系统和机电系统的计算机辅助设计。图1钻臂结构组成

7、13液压气动与密~／2012年第9期全液压凿岩台车现多采用双三角钻臂定位机构和即皿I囱液压驱动方式，这是因为它具有结构紧凑、运行平稳、凿岩无盲区等优点双三角钻臂属于直接定位钻臂，主要指一对支臂l~-,iI{缸和一对俯仰缸组成的部分，支臂缸和俯仰缸分别呈眦吣前后对称分布，推进器和钎杆置于托架之上。在工作区间可将钎头直接移位到目标位置。南商L1一图2为双三角钻臂的机构原理图，其中④，③和②，①分别为俯仰缸和支臂缸，A和A，A和A，A和畦A及B。和B，B3和B，B和B构成六个十字铰，A，，fII=