基于amesim的增壓缸仿真分析

1主油缸壓力計(jì)算為了便于液壓閥的選擇和使用，液壓閥的工作壓力通常設(shè)置為160190hz。由于實(shí)際工況的需要,主油缸壓力可達(dá)到350bar左右。在這種情況下,通過(guò)增壓缸使主油缸獲得較高的工作壓力是一種較為理想的選擇。2主缸操作原理增壓缸的工作原理如圖1所示。當(dāng)?shù)蛪河蚉其中:PPAA由(1)式可得:面積A3增壓過(guò)程及原理某液壓系統(tǒng)增壓部分原理圖如圖2所示。它由電機(jī)、變量泵、蓄能器、插裝閥、溢流閥和增壓缸等基本元件組成。增壓過(guò)程如下:系統(tǒng)壓力油通過(guò)插裝閥V101(YV101通電)進(jìn)入到增壓缸的大端,增壓缸小端的高壓油進(jìn)入到主油缸的上腔,產(chǎn)生壓力克服彈性負(fù)載。增壓系統(tǒng)的作用是在盡可能短的時(shí)間內(nèi)使主油缸的壓力達(dá)到要求(由彈性負(fù)載的大小決定),主缸的負(fù)載為彈性負(fù)載,主缸的活塞桿行程要控制在2mm內(nèi)。4避免了自行設(shè)計(jì)人模型的仿真AMESim所含液壓系統(tǒng)的模型庫(kù)中集成了大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)液壓元件的仿真子模型,最大程度地避免了仿真者自行設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。同時(shí),對(duì)于系統(tǒng)中的特定元件模型,可根據(jù)其物理結(jié)構(gòu),使用液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)里面的最小模型單元搭建完成4.1標(biāo)準(zhǔn)液壓庫(kù)建模難本仿真系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力采用變量泵來(lái)實(shí)現(xiàn),省略了油路上的冷卻系統(tǒng)和過(guò)濾系統(tǒng)等輔助元件。對(duì)圖2所示的液壓系統(tǒng),大多數(shù)元件如變量泵、蓄能器、電磁閥和溢流閥就直接調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)液壓庫(kù)里的子模型;但是系統(tǒng)中的增壓缸、插裝閥作為特定元件,標(biāo)準(zhǔn)液壓庫(kù)無(wú)法滿足建模要求。為此采用了AMESim的液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)HCD(HydraulicComponentDesign)4.2選取模型選取模型進(jìn)入子模型模式(Submodelmode),為系統(tǒng)中的每個(gè)圖形模塊選取子模型。AMESim提供了首選子模型(Premiersubmode1)功能。4.3參數(shù)模式下每個(gè)圖形模塊所需的特定參數(shù)在參數(shù)模式(Parametersmode)下,設(shè)置系統(tǒng)主要的仿真參數(shù)如表1所示。4.4在運(yùn)行模式下運(yùn)行模擬進(jìn)入運(yùn)行模式(Runmode),設(shè)置仿真時(shí)間為1s、仿真步長(zhǎng)為0.01,按照單步運(yùn)行的運(yùn)行方式開(kāi)始仿真。5模擬結(jié)果分析5.1增壓缸增壓比的確定圖6為增壓缸低壓、高壓腔壓力曲線,其中曲線1為低壓腔壓力曲線,曲線2為高壓腔壓力曲線;圖7為增壓缸活塞桿的位移曲線。通過(guò)仿真曲線可以看到,增壓缸低壓腔在44ms達(dá)到最大壓力140bar(系統(tǒng)的壓力),此時(shí)高壓腔的壓力為310bar,可以計(jì)算出實(shí)際的增壓比為2.21,比理論值2.25略小。這是由于增壓缸的泄漏和液壓油的壓縮造成的;在增壓缸低壓腔達(dá)到最大壓力時(shí),增壓缸的活塞桿位移為75mm,與活塞桿的最大位移140mm相比,還有很大余量,為了使增壓缸適應(yīng)不同的負(fù)載,其最大位移都要留有余量。5.2主缸穩(wěn)定情況圖8為主油缸活塞桿的位移曲線,圖9為主缸壓制力曲線。通過(guò)仿真曲線可以看到,主缸在0.44s達(dá)到了預(yù)定的最大位移2mm,此后保持了穩(wěn)定高壓狀態(tài);達(dá)到最大位移時(shí)主缸最大的壓制力為1.1×105.3增壓缸間隙t為了探討增壓缸的泄漏對(duì)系統(tǒng)的影響,通過(guò)改變系統(tǒng)仿真模型中增壓缸的徑向間隙,可以得到低壓腔、高壓腔的具體泄漏情況。圖10為增壓缸徑向間隙t=0.01mm時(shí)的泄漏流量,圖10(a)為低壓腔泄漏流量,圖10(b)為高壓腔泄漏流量。通過(guò)圖10(a)與圖10(b)的對(duì)比可以看出,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)(0.44s),低壓腔、高壓腔泄漏量都很小,但高壓腔的泄漏量相對(duì)較大。同理,圖11為增壓缸徑向間隙t=0.1mm時(shí)的泄漏流量。對(duì)比圖11(a)與圖11(b)可以很明顯的看到,徑向間隙的增大,低壓腔、高壓腔泄漏量都增大,達(dá)到穩(wěn)定時(shí)(0.44s),低壓腔的泄漏流量為0.63L/min,而高壓腔的泄漏流量為0.96L/min,低壓腔的泄漏量增長(zhǎng)速度更快,但高壓腔的泄漏量始終大于低壓腔,這說(shuō)明高壓對(duì)系統(tǒng)泄漏的影響是最大的。通過(guò)上面的分析可以對(duì)增壓