压桩机吊机回转系统液压冲击抑制方法研究.pdf

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1、第33卷第10期计算机仿真2016年10月文章编号：1006—9348(2016)10—0197—06压桩机吊机回转系统液压冲击抑制方法研究胡均平，刘攀，李科军，王兰(中南大学机电工程学院，湖南长沙410083)摘要：压桩机吊机回转系统在换向和制动过程中普遍存在着严重的液压冲击现象，原因是油路突然关闭或换向时管道内液体的流动惯量和负载的运动惯量。针对上述现象，提出在马达两端并联溢流阀和电液比例方向节流阀的新方案来抑制回转系统液压冲击，建立了基本流量方程和传递函数模型。结合某型吊机回转系统参数，在AME

2、sim平台上建立了系统的仿真模型，仿真结果表明：采用了新型液压冲击抑制方案的回转系统，使泵出口及回转马达两腔的液压冲击得到了明显的抑制。最后通过试验验证了液压冲击抑制系统及仿真模型的有效性和正确性。关键词：回转系统；液压冲击；电液比例方向节流阀中图分类号：N945．12文献标识码：BResearch伽RestrainingMethod0fHyd阳lllicImp醒tinPneDriVerCraneSlewiIlgSystemHUJun—ping，UUPan，UKe—jun，WANGLan(sch00l

3、ofMechaIlicalandElectricalEn舀neering，CentralS叫thUnivers畸，Ch蛐gshaHun蛐410083，China)ABslrRACT：AnewrestrainghydmulicimpactingmethodwitllparallelcoIlrIectionreliefvalve明delectr0一hydmulicpmponionaltllmtdevalveonbot}lendsoftllemotorisputforwardforpiledrivercra

4、鹏slewingsystem，锄ditsbasicflowequation肌dthetraIlsferfunctionmodelareesta_blished．CombinedwitlIcr明eslewingsystemp咖eters，simu-lationsystemisbuiltbytIIeAMEsimpla响珊．rnlesimlIlation玎皓ultsshowtllattllenewhyd咖llicimpactinIlibitionsystemcanmaketllehydmulicimpact

5、ofitspumpandmtarymotorgetobviousiIlIIibition．FinaUytllevalidity卸dcorrectnessoft}IesimIllationmodelabouttlIehy妇licimpactsuppressi∞systemarevermedbyexperiment．KEYWoIUDS：Slewingsystems；Hydmulicimpact；Proportionalvalve1引言吊机是静力压桩机的重要组成部分，是确保施工过程中对桩精确，提高工作效率的

6、重要辅机。吊机回转回路在换向和制动过程中，换向阀阀芯切换，平衡阀控制腔往往不能及时卸压，压力出现短暂急剧上升，平衡阀阀口先是进一步开大，使吊机回转出现瞬时加速，负载较小角度的自由转动再突然停止会使马达回油腔的压力瞬间升的很高，而且进油腔易产生吸空，产生压力冲击⋯。该冲击严重影响系统的平稳运行，降低液压元件的使用寿命，甚至会影响对桩准确性。因此，降低液压回转系统换向和制动过程中的液压冲击是一项重要的内容。液压冲击的实质主要是管道中的液体因突然停止运动基金项目：国家自然科学基金(51175518)收稿日期

7、：2015—12一07而导致动能向压力能的瞬间转变心。3J。目前，针对大惯量负载系统制动过程中产生的液压冲击，肖清等H1提出了在液压马达两腔并联回转缓冲阀进行减振，但是这种缓冲方法反应较慢只有当冲击压力大于缓冲阀设定压力后才能起到缓冲作用，动作具有滞后性；刘坤等∞o针对液压打桩锤提出了结合阻尼孔的大流量缓冲装置，液体通过阻尼孔，能量将以热能的形式损耗掉；滕韬等”1针对盾构刀盘驱动液压系统，提出了一种采用比例方向阀控制蓄能器来吸收冲击，但使用蓄能器存在以下缺陷：蓄能器体积太小时，随着压力的升高，蓄能器吸

8、收振动的效果下降，而蓄能器的体积不能无限增大。本文针对压桩机吊机回转系统换向和制动过程中的压力冲击，提出二种在马达两端并联溢流阀和电液比例方向节流阀的新方案来实现对回转系统压力冲击的抑制。结合湖南长河机械有限公司压桩机用QY6型吊机回转液压系统参数，建立了该液压冲击抑制系统的数学模型，以AMESim软一】97—件建立系统物理模型作为设计平台进行参数建模仿真。通过调整输入电流的大小成比例的改变比例方向阀阀口开度的大小，实现可变节流式的液压冲击抑制。2回转系