基于 AMESim的排土机司机室自动调平系统设计与研究.pdf

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1、２０１４年３月机床与液压Ｍａｒ２０１４第４２卷第５期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ４２Ｎｏ５ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－３８８１２０１４０５０２８基于ＡＭＥＳｉｍ的排土机司机室自动调平系统设计与研究肖艳军，韩静粉，石亚茹，关玉明（河北工业大学机械学院，天津３００１３０）摘要：排土机经过半个多世纪的发展自动化程度日益发达，而司机室调平系统依旧是手动控制，控制精度较差。为了提高其控制精度，对手动控制进行改进，并在改进的基础上设计一种司机室自动调平系统。以其工作原理及结构参

2、数为依据，建立了调平系统的数学模型和ＡＭＥＳｉｍ仿真模型，分别对原系统、改进系统及自动控制系统进行仿真。仿真结果证明了改进系统稳定性优于原系统，验证了自动调平系统的可行性，节省了实验费用，为司机室调平系统设计、改进提供了理论依据。关键词：ＡＭＥＳｉｍ仿真；排土机；自动调平；液压系统中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ａ文章编号：１００１－３８８１（２０１４）５－０９９－４ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｎｔｈｅＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｕｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆＳｐｒｅａｄｅｒＣａｂＢａｓｅｄｏｎＡＭＥＳｉｍＸＩＡＯＹａｎ

3、ｊｕｎ，ＨＡＮＪｉｎｇｆｅｎ，ＳＨＩＹａｒｕ，ＧＵＡＮＹｕｍｉｎｇ（ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｔｅｒｍｏｒｅｔｈａｎｈａｌｆａｃｅｎｔｕｒｙ，ｔｈｅｓｐｒｅａｄｅｒｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｌｅｉｔｓｃａｂｔｕｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔｉｌｌｍａｎｕａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｓｐｏｏｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌａｃｃｕｒａｃｙ，ｔｈｅｍａｎｕａｌｃｏ

4、ｎｔｒｏｌｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄａｋｉｎｄｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｔｕｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｃａｂｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｙｓｔｅｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｉｔｓｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄＡＭＥＳｉｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｔｕｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｃａｂ．Ｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｙ

5、ｓｔｅｍａｎｄｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｌｅｖｅｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｏｓｔｉｓｓａｖｅｄ．Ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｄｅｓｉｇｎｏｆｃ

6、ａｂｔｕｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＭＥＳｉｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｓｐｒｅａｄｅｒ；Ａｕｔｏｍａｔｉｃｔｕｎｉｎｇ；Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍ排土机是露天煤矿连续或半连续开采成套设备的调平。司机室调平结构如图１所示，通过控制调平油一部分，用于露天矿排土场和料场疏松物料的排弃和缸伸缩，带动平台一实现角度调整。现有某排土机司堆集用。随着露天矿开采工艺成套设备的推广应用，机室液压系统图如图２所示，其换向阀采用的是Ｏ排土机自动化程度日益发达，但其司机室调平液压系型三位四通电磁换向阀。当排土机上仰或下俯某个角

7、统仍是手动控制，控制精度差。因此，改进司机室调度时，电磁换向阀相应切换到左位或右位，从而实现平液压系统使其实现自动化有着非常重要的现实意义。调平油缸的收缩及伸长。司机室相应地下俯及上仰，司机室自动调平系统连续、平稳以及高精度控实现调平。制，是排土机司机室调平系统未来发展的必然趋势。考虑到其设计理念的完善性，需要对其进行动静态的分析。因此根据司机室调平机制对原液压系统进行改进并在此基础上设计出自动调平系统，用仿真软件ＡＭＥＳｉｍ进行建模分析研究，代替液压系统实验十分必要。１司机室调平原理及分析排土机在上仰１２°到下俯８°

8、的区间进行俯仰动作时，司机室反向在下俯１２°到上仰８°区间运动。传统排土机司机室液压系统利用这个原理人工进行司机室图１机构图收稿日期：２０１３－０２－２０基金项目：河北省科学技术研究与发展计划项目（１０２１３９４７）；河北省科技支撑计划项目（１２２２７１０９Ｄ）作者简介：肖艳军（１９７６—），男，博士研究生，副教授，主要研究方向为