基于AMESim的快锻压机泄压特性仿真分析.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2o15)06—0047—03基于AMESim的快锻压机泄压特性仿真分析张友亮，田丽红，杨吉吉2l石志鹏(1．兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州730050；2．济南铸造锻压机械研究所有限公司，山东济南250306)摘要：基于AMESim建立了快锻压机液压系统中比例节流阀和泄压回路的仿真模型，仿真分析了不同控制信号、不同幅值以及不同临界压力条件下的主缸泄压特性，得出正弦信号能获得较斜坡信号好的泄压平稳性，正弦信号加阶跃信号能有效提高泄压快速性。关键词：快锻压机；泄压特性；AMESim；比例节流阀；仿真分析中图分

2、类号：TG315．4；TH137文献标识码：ADOI：10．16316／j．issn．1672—0121．2015．06．0120引言2仿真模型的建立快锻压机液压系统具有高压大流量、大运动惯插装式比例节流阀采用先导控制、座阀主级、插量、强时变负载、换向频繁等特点。压机压制动作结装式连接，具有通流能力大、控制性能高等特点，广束后，若主缸泄压速度过快，势必会引发回程振动现泛应用于快锻、注塑、轧钢等行业。该型快锻压机液象Ⅲ；若泄压速度过慢，则严重制约锻造频次的提高。压系统采用比例节流阀泄压，某型插装式比例节流因此，必须合理控制主缸的泄压速度。阀控制原理

3、框图如图1所示。据不完全统计，国内正在使用的锻造压机液压系统中，两级先导插装阀和比例插装阀占据市场主要份额。此外，德国Wepukoa公司和Pahnke公司联合设计、开发了正弦泵控系统，其主控元件为双向比例变量高压径向柱塞泵，通过泵自身输出流量方向图1比例节流阀控制原理框图的改变来实现锻造压机活动横梁的换向运动，从而使得系统压力冲击有效减小，具有较高的工件锻造图2为某型比例节精度和锻造频次闭。但该系统前期投入成本较大，制流阀阀芯局部结构图，主造周期较长，在国内还未获得广泛应用。阀芯采用锥阀式结构，带实际中锻造压机液压系统设计、制造、调试周期B有滑阀

4、式尾部，且其上均长，应用系统仿真技术能有效克服这些问题，已逐步布有四个三角形节流槽成为系统动态设计、性能评估的有力32具。口，用于小开口范围内的精细节流，从而可以有效A1AMESim简介图2比例节流阀阀芯避免主阀芯因快速开启AMESim软件是由法国IMAGINE公司于1995局部结构图或关闭过程中引起的液年推出的基于键合图的建模仿真平台，具有机械库、压冲击。液压库等模型库和丰富的软件接口，用户可以基于为精确描述插装式比例节流阀阀口过流面积，图形化的物理建模方式进行联合仿真分析。此外，用根据户还可以针对库中现有模型进行定制、封装，进而开升15I发出

5、企业产品的元件模型[3]。八u过流收稿日期：2015—06—10作者简介：张友亮(1987一)，男，硕士在读，从事液压系统及插装阀设所建计开发真模250o／，_-r2000．／／。；1500／匿100o／／屡500／／l／／0051015202530阀口开放／mm图3阀日过流面积一阀口开度特性曲线1．oo1．051．1O1．151．201．251．30时间／s图6不同信号、幅值下的泄压特性曲线斜坡信号。可以看出，不同控制信号、不同幅值条件下的泄压特性差异较大：同种信号不同幅值条件下，信号幅值越小，曲线变化越平缓，反之变化越急剧。原因在于，信号幅值

6、较小时，所对应的主阀芯开口度较小，阀口过流面积较小，通流阻力较大，从而压力变化较为平缓。当信号幅值较大时，主阀口具≈、出州有较大的过流面积，从而压力变化较为剧烈。还可以看出，相同幅值、不同信号类型条件下的泄压特性差异也较大：阶跃信号下的压力变化曲线均比较急剧，正弦信号与斜坡信号下的压力图4快锻压机主缸泄压回路模型曲线均比较平缓，且正弦信号下的压力变化比斜坡信号下的压力变化迅速。图中，压力油源在is内保持25MPa不变，ls在保证泄压平稳的条件下，为尽量缩短泄压时后迅速变为0。插装式比例节流阀在0—9V控制信号间，提高锻造频次，有文献研究采用正弦信

7、号和阶条件下的主阀芯位移阶跃响应特性曲线如图5所跃信号共同来完成泄压嘲：控制信号先为正弦信示。可见，主阀芯位移阶跃响应时间约为24ms，与样号，待压力降至某一值时，控制信号切换为阶跃信本给定值一致，从而验证了所建立的插装式比例节号。流阀仿真模型的正确性。太原科技大学黄忠华教授所研究的泄压回路o．030中，约定快速泄压的临界安全界限为5MPa，认为o．025当液流流速v≤4．5m／s，冲击压力Ap≤5MPa时，系fy=_l1=．0O2．40270006go．020统可安全泄压同。宋拥政教授在快速卸放回路中的潍

8、魁o．o15研究认为，快速泄压与慢速泄

9、压的临界压力一般

10、罴o-010为8MPa同。{O．005在图4所示的仿真模型基础上，通过设置主缸

11、O．0oo压力传感器，来实现正弦信号与