气囊式液压蓄能器的数学模型与仿真分析.pdf

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1、设计．工艺航天制造技术设计·工艺

2、‰。气囊式液压蓄能器的数学模型与仿真分析愚。j；姜强。一§’■毕超1陈正茂2张立斌1罗松保1(1．北京航空精密机械研究所，精密制造技术航空科技重点实验室，北京100076；2．北京信息高技术研究所，北京100085)摘要：为了提高液体静压导轨系统的动态工作性能，针对其中的气囊式液压蓄能器开展了基础理论研究，通过合理假设和公式推导得到了以气腔体积为输出的蓄能器数学模型，并基于此建立了蓄能器的仿真分析模型，考察了蓄能器在不同的充气压力下对液压回路中的阶跃冲击和脉动冲击的衰减效果，并通过压力

3、衰减实验考察了蓄能器对供油管路中的油液波动的衰减规律。实验结果与仿真结果基本吻合，表明了所建立的气囊式液压蓄能器模型的有效性和实用性。关键词：蓄能器；数学模型；液压系统；传递函数MathematicalModelandSiII】【ulationAnalysisofHydraulicBladderAccuHmlatorBiCha01ChenZhengma02ZhangLibinlLuoSongba01(1．KeyLaboratoryofScienceandTechnologyonPrecisionManufacturin

4、gTechnolo鼢BeijingPrecisionEngineeringInstituteforAircraRIndust吼Beijing100076；2．BeijingInfornlationandHighTbchnologyResearchInstitute，Beijing100085)Abstract：InordertoimproVethedynamicperfomanceofthehydrostaticguidewaysystem，thebasictheoryofhydraulicbladderaccumul

5、atorinitisstudiedinthepaper．FirstIv’themathematicmodeloftheaccumulatorisestablishedthrou曲reasonableassumptionandfomuladeriVation，whoseoutputistheVolumeofthecaVi哆Andthen，thesi眦1ationanalysismodeloftheaccumulatorissetupbasedonthemathematicmodel，inwhichtheperfomanc

6、eoftheaccumulatorindecreasingthepulsatileimpactandabsorbingthepressureimpactisinspected．Finally，thelawofattenuatingthenuctuationofthehydraulicoilinthepipelinesisinspectedbyexperiment，inwhichtheexperimentresultsshowngoodagreementwiththesimulationones．Therefore，me

7、mathematicmodelofthehydraulicbladderaccumulatorbuiltupinthepaperisefrectiveandpractical．Kevwords：accumulator；mathematicalmodel；hvdraulicsvstem；transferfunction1引言近年来，随着液压理论与技术的深入研究，基于液压原理的传动与控制系统已经广泛应用于航空航天、工程机械、能源动力和武器装备等领域。在这些系统中，液压蓄能器作为一种重要的能量储存与释放装置，可以起到改善液压

8、系统性能的作用，从而使其稳定、可靠地运行¨J。液压蓄能器能够在一定时间内将液压回路中由动力元件(如油泵等)产生的多余能量转换成其他形式的能量储存起来，并将这些能量在执行元件所需能量不足时释放出来，这样就使蓄能器具有了蓄积压力能和吸收压力冲击的功能，从而减轻了油路中的压力波动并提高了能量利用的灵活性【2’3】，因而被广泛应用于各类液压自动化设备中。基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项(No．2013zx04001071)。作者简介：毕超(1987一)，高级工程师，仪器科学与技术专业；研究方向：精密测试

9、技术及仪器。收稿日期：2016122711设计‘工艺2017年4月第2期在各种形式的液压蓄能器中，气囊式蓄能器是基于气体(氮气)的可压缩性而研制出的一种液压蓄能装置，由于其具有体积小、重量轻、响应快、气液隔离和易于安装等特点，并且可以做成不同规格，因而目前应用最为广涮41。具体说来，气囊式液压蓄能器主要包括油液部分和气囊(内部装有