第5章目錄5.1

AMESIM簡(jiǎn)介5.2振動(dòng)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.3汽車(chē)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.4小型液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂（下降）的液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

5.5組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.1AMESIM簡(jiǎn)介機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析AMESim最早由法國(guó)Imagine公司于1995年推出，2007年被比利時(shí)LMS公司收購(gòu)。AMESim即“多學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真平臺(tái)”，用戶可以在該單一平臺(tái)上建立復(fù)雜的、多學(xué)科領(lǐng)域的系統(tǒng)模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真計(jì)算和深入分析，也可以在這個(gè)平臺(tái)上研究任何元件或系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，例如在燃油噴射、制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)中的應(yīng)用。AMESim現(xiàn)有的應(yīng)用庫(kù)有：機(jī)械庫(kù)、信號(hào)控制庫(kù)、液壓庫(kù)（包括管道模型）、液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)（HCD）、動(dòng)力傳動(dòng)庫(kù)、液阻庫(kù)、注油庫(kù)（如潤(rùn)滑系統(tǒng)）、氣動(dòng)庫(kù)（包括管道模型）、電磁庫(kù)、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)庫(kù)、冷卻系統(tǒng)庫(kù)、熱庫(kù)、熱液壓庫(kù)（包括管道模型）、熱氣動(dòng)庫(kù)、熱液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)（THCD）、二相庫(kù)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)庫(kù)。作為設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)主要工具，AMESim還具有與其他軟件包豐富的接口，例如Simulink、Adams、Simpack、Flux2D、RTLab、ETAS、dSPACE、iSIGHT等。5.1.1應(yīng)用庫(kù)介紹和特點(diǎn)AMESIM中的常用庫(kù):標(biāo)準(zhǔn)液壓庫(kù)(Hydraulic)液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)(HydraulicComponetDesign機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析AMESIM中的常用庫(kù):信號(hào)庫(kù)(Signal,Control)機(jī)械庫(kù)(Mechanical)AMESim擁有一套標(biāo)準(zhǔn)且優(yōu)化的應(yīng)用庫(kù)，擁有4500個(gè)多領(lǐng)域的模型。這些庫(kù)中包含了來(lái)自不同物領(lǐng)域預(yù)先定義好并經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的部件。庫(kù)中的模型和子模型是基于物理現(xiàn)象的數(shù)學(xué)解析表達(dá)式，可以通過(guò)AMESim求解器來(lái)計(jì)算。不同應(yīng)用庫(kù)的完全兼容省去了大量額外的編程。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析AMESIM具有如下特點(diǎn):多學(xué)科的建模平臺(tái)：涵蓋了機(jī)械、液壓、控制、液壓管路、液壓元件設(shè)計(jì)、液壓阻力、氣動(dòng)、熱流體、冷卻、動(dòng)力傳動(dòng)等領(lǐng)域，2.建模簡(jiǎn)單：建模的語(yǔ)言是工程技術(shù)語(yǔ)言，仿真模型的建立、擴(kuò)充或改變都是通過(guò)圖形界面來(lái)進(jìn)行的。3.簡(jiǎn)化復(fù)雜的模型4.圖形分析工具：AMESim提供批運(yùn)行設(shè)置，所謂批運(yùn)行是用多組不同參數(shù)啟動(dòng)的一系列仿真。5.與其他軟件接口：通過(guò)與MATLAB/Simulink的聯(lián)合仿真，使仿真工作范圍更加寬廣，仿真更加方便。6.探究及優(yōu)化功能AMESim的設(shè)計(jì)探究模塊提供了一系列的技術(shù)，利用這些技術(shù)可以探索設(shè)計(jì)空間。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析AMESIM仿真過(guò)程1.草圖模式(Sketehmode)在草圖模式下，對(duì)仿真對(duì)象的組成及構(gòu)造進(jìn)行研究，搭建模型。在液壓元件仿真中比較多用的元件庫(kù)是機(jī)械庫(kù)、信號(hào)庫(kù)、液壓庫(kù)及液壓元件庫(kù)。2.子模型模式(Submodelsmode)在子模型模式下，系統(tǒng)自動(dòng)初步判斷系統(tǒng)連接是否符合剛體特性。3.參數(shù)模式(Parametersmode)在參數(shù)模式下雙擊想要改變參數(shù)的元件圖標(biāo)，進(jìn)入該元件的參數(shù)對(duì)話框。雙擊需要改變的參數(shù)，輸入?yún)?shù)值。同時(shí)AMESim提供公式編輯功能。4.運(yùn)行模式(Runmode)點(diǎn)擊運(yùn)行模式出現(xiàn)時(shí)域分析模式及線性分析模式選項(xiàng)。在線性分析模式下可以作出系統(tǒng)某個(gè)對(duì)象的波特圖、乃奎斯特曲線及尼古拉斯曲線。時(shí)域模式下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真運(yùn)行。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.1.2軟件功能模塊5.2振動(dòng)壓路機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.2.1振動(dòng)輪結(jié)構(gòu)及工作原理

振動(dòng)輪是壓路機(jī)的工作裝置，用來(lái)執(zhí)行壓路作業(yè)；壓路機(jī)振動(dòng)輪由振動(dòng)輪體、激振機(jī)構(gòu)、行走軸承總成、振動(dòng)軸承、減振系統(tǒng)等組成。其三維結(jié)構(gòu)如圖所示。

振動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，是通過(guò)液壓泵把液壓油箱的液壓油輸入到液壓馬達(dá)，馬達(dá)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)中間軸激振機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，偏心組件的偏心質(zhì)量在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生激振力。

液壓馬達(dá)有正反兩個(gè)旋向，使活動(dòng)偏心塊與固定偏心塊相位角變化，形成離心力的疊加或疊減，從而產(chǎn)生大小兩種激振力和振幅。改變振動(dòng)泵的排量可以實(shí)現(xiàn)兩種不同的振動(dòng)頻率。

目前振動(dòng)輪有多種結(jié)構(gòu)，市場(chǎng)上振動(dòng)壓路機(jī)的激振機(jī)構(gòu)多為左、右激振機(jī)構(gòu)通過(guò)中間花鍵軸聯(lián)接組成。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析SR12壓路機(jī)的振動(dòng)液壓系統(tǒng)如圖6-8所示。

振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)液壓系統(tǒng)路線：發(fā)動(dòng)機(jī)→振動(dòng)泵→振動(dòng)閥→振動(dòng)馬達(dá)→振動(dòng)輪。

在系統(tǒng)中，先導(dǎo)溢流閥為系統(tǒng)提供保護(hù)功能，限制系統(tǒng)的最高壓力，振動(dòng)閥為系統(tǒng)提供換向功能，使振動(dòng)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，從而使振動(dòng)輪產(chǎn)生不同的振幅。緩沖補(bǔ)油閥對(duì)系統(tǒng)中的液壓元件提供保護(hù)功能，當(dāng)振動(dòng)馬達(dá)突然停止工作或換向時(shí)，馬達(dá)的進(jìn)油腔將形成高壓，而排油腔將形成低壓甚至形成一定的真空度，這時(shí)緩沖補(bǔ)油閥可同時(shí)對(duì)高壓腔進(jìn)行緩沖降低壓力，對(duì)低壓腔進(jìn)行補(bǔ)油防止產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。1-雙聯(lián)泵2-過(guò)濾器3-油冷器4-油箱5-振動(dòng)馬達(dá)6-振動(dòng)補(bǔ)油閥7-振動(dòng)閥8-先導(dǎo)溢流閥機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.2.2基于AMESIM的液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析1）系統(tǒng)模型的建立

在AMESIM環(huán)境下，利用Sketch模式并調(diào)用系統(tǒng)提供的液壓庫(kù)、機(jī)械庫(kù)和信號(hào)庫(kù)建立如圖所示的液壓系統(tǒng)仿真建模圖。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

(1)發(fā)動(dòng)機(jī)部分;發(fā)動(dòng)機(jī)部分：FXA01是一個(gè)循環(huán)子模型，它是根據(jù)ASCII數(shù)據(jù)文件中定義的規(guī)則，定義輸出輸人的函數(shù)值。(2)液壓泵部分：PU001是一個(gè)理想的定量泵模型，其機(jī)械效率可認(rèn)為是定值，設(shè)定液壓泵的排量為65mL/r。(3)限壓溢流部分：RVO01是一個(gè)簡(jiǎn)單的溢流閥模型，沒(méi)有考慮動(dòng)力學(xué)因素。打開(kāi)時(shí)，溢流閥的流量壓力特性是線性的，系統(tǒng)的最高壓力設(shè)定為1000bar，TK000是一個(gè)液壓油箱模型,FP04是液壓油模型，它考慮了液壓油的黏性。CV000是一個(gè)理想的單向閥模型沒(méi)有考慮動(dòng)力學(xué)模型，當(dāng)它打開(kāi)時(shí)，單向閥的流量壓力特性是線性的。(4)液壓閥部分：HSV34-12是一個(gè)三位四通先導(dǎo)閥，它的開(kāi)閉由階段信號(hào)UD00來(lái)控制，主閥是由液壓元件設(shè)計(jì)庫(kù)(HCD)組建成的。(5)液壓馬達(dá)部分：M0001是一個(gè)理想的雙向定量馬達(dá)模型，設(shè)定液壓馬達(dá)的排量為100mL/r，流速由軸轉(zhuǎn)速，沖擊損失、馬達(dá)排量和進(jìn)口壓力共同決定。(6)振動(dòng)輪部分：RL01是一個(gè)簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)負(fù)載動(dòng)力學(xué)模型，RN000是一個(gè)理想的齒輪減速器模型，它沒(méi)有考慮機(jī)械效率，MECFR1R0A是一個(gè)旋轉(zhuǎn)負(fù)載產(chǎn)生器，摩擦力僅為庫(kù)倫摩擦力。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析2）動(dòng)力學(xué)仿真分析

系統(tǒng)仿真時(shí)間為60s，設(shè)定振動(dòng)閥在5s時(shí)開(kāi)啟，為了能顯示出先導(dǎo)溢流閥和緩沖閥在系統(tǒng)換向時(shí)的工作狀態(tài)，設(shè)定30s時(shí)換向，此時(shí)閥芯的位移曲線如圖所示。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

振動(dòng)壓路機(jī)整個(gè)起振過(guò)程特點(diǎn)：①整個(gè)起振過(guò)程中，負(fù)載扭矩是動(dòng)態(tài)變化的；②起振初始時(shí)，驅(qū)動(dòng)扭矩主要由振動(dòng)軸和偏心塊作加速運(yùn)動(dòng)的慣性力矩，以及偏心塊的重力矩決定；起振過(guò)程中期，慣性力矩、偏心塊的重力矩和偏心塊隨振動(dòng)輪的振動(dòng)力矩決定了所需的驅(qū)動(dòng)力矩，起振終了時(shí)，所需驅(qū)動(dòng)扭矩由偏心塊的振動(dòng)力矩和重力矩確定，負(fù)載扭矩趨于穩(wěn)定。③起振高壓峰值出現(xiàn)在起振初始時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)偏心塊的角加速度最大，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)扭矩也最大。根據(jù)以上三個(gè)過(guò)程對(duì)振動(dòng)輪的負(fù)載進(jìn)行加載，加載信號(hào)如圖所示機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析繪出馬達(dá)轉(zhuǎn)矩隨負(fù)載扭矩的變化的曲線，如圖所示。

從曲線圖中看出，工況變化時(shí)，系統(tǒng)的沖擊較大，并且出現(xiàn)較大波動(dòng)。振動(dòng)壓路機(jī)的起振過(guò)程屬于有載起動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中管道液體流動(dòng)受阻，振動(dòng)液壓系統(tǒng)將產(chǎn)生沖擊。

振動(dòng)馬達(dá)因負(fù)荷作用對(duì)液壓油的流動(dòng)產(chǎn)生阻力，其流速下降。根據(jù)流體動(dòng)力學(xué)的理論可知，流速下降的越大則系統(tǒng)壓力升高的越大。流體的總能轉(zhuǎn)化為壓力能，產(chǎn)生急劇的壓力變化，出現(xiàn)瞬時(shí)高壓而形成液壓沖擊。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析振動(dòng)馬達(dá)的壓力曲線和流量曲線分別如圖(a)和圖（b）所示。

從曲線中可以看出在振動(dòng)輪起振時(shí)馬達(dá)端口出現(xiàn)壓力峰值，在29s時(shí)振動(dòng)換向閥開(kāi)始換向，到31s時(shí)換向結(jié)束。(a)(b)機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

先導(dǎo)溢流閥的工作曲線如圖(a)所示。振動(dòng)液壓系統(tǒng)緩沖補(bǔ)油閥工作(溢流)曲線如圖(b)所示

當(dāng)振動(dòng)壓路機(jī)起振和換向時(shí)出現(xiàn)壓力峰值，此時(shí)先導(dǎo)溢流閥打開(kāi)，開(kāi)始溢流，但先導(dǎo)溢流閥在工作時(shí)壓力的變化需要一定的時(shí)間，因此先導(dǎo)溢流閥反應(yīng)滯后，使系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力峰值對(duì)馬達(dá)產(chǎn)生很大的危害。

從緩沖補(bǔ)油閥曲線圖中可看出，在振動(dòng)壓路機(jī)的起振和換向時(shí)緩沖補(bǔ)油閥起到溢流緩沖的作用，在換向和制動(dòng)停振時(shí)起到補(bǔ)油的作用。(a)(b)機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

振動(dòng)液壓系統(tǒng)緩沖補(bǔ)油閥工作（補(bǔ)油）曲線如圖

(a)所示。振動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速曲線如圖(b)所示

從緩沖補(bǔ)油閥曲線圖中可看出，在振動(dòng)壓路機(jī)的起振和換向時(shí)緩沖補(bǔ)油閥起到溢流緩沖的作用，在換向和制動(dòng)停振時(shí)起到補(bǔ)油的作用。(a)(b)機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.3汽車(chē)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.3.1汽車(chē)起重機(jī)的結(jié)構(gòu)

如圖所示，汽車(chē)起重機(jī)主要包括起升系統(tǒng)、伸縮系統(tǒng)、變幅系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、支腿系統(tǒng)、底盤(pán)系統(tǒng)等,通常具備兩個(gè)操縱室,在起重作業(yè)時(shí)有時(shí)為了保證受力穩(wěn)定可以伸出支腿保持車(chē)體平衡。1卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)2伸縮系統(tǒng)3變幅系統(tǒng)4回轉(zhuǎn)系統(tǒng)5支腿系統(tǒng)6底盤(pán)系統(tǒng)機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.3.2起升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)

起升機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)通常由液壓泵、液壓馬達(dá)、平衡閥、制動(dòng)器、離合器和相關(guān)輔件等組成。系統(tǒng)的回油路設(shè)置有平衡閥，當(dāng)起升馬達(dá)承受負(fù)值負(fù)載時(shí)，用以防止重物自由下落。起升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)如圖所示。1.變量泵2.馬達(dá)3.換向閥4.平衡閥5，10.溢流閥6.變速箱7.卷筒8.制動(dòng)器9.單向節(jié)流閥11.補(bǔ)油泵（定量泵）機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.3.3基于AMESIM的起升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

1）系統(tǒng)模型的建立

為了使問(wèn)題簡(jiǎn)單化，又不使問(wèn)題失真，在建立液壓系統(tǒng)的模型，做如下假設(shè)：（1）油液的密度、粘度、彈性模量、阻尼孔的特征系數(shù)不隨著壓力和流量的變化而變化。（2）管路接頭，以及各元件和管路連接處泄露流量不計(jì)。（3）忽略起升機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)軸、鋼絲繩等彈性元件的彈性影響。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

平衡閥用于液壓執(zhí)行元件承受物體重力的液壓系統(tǒng)。在物體下滑時(shí)，重力形成動(dòng)力性負(fù)載，反驅(qū)動(dòng)液壓執(zhí)行元件按重力方向或重力所形成的力矩方向運(yùn)動(dòng)，平衡閥在執(zhí)行元件的排油腔產(chǎn)生足夠的背壓，行程制動(dòng)力或制動(dòng)力矩，使執(zhí)行元件作勻速運(yùn)動(dòng)，以防止負(fù)載加速墜下。平衡閥HCD模型如圖所示。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析汽車(chē)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的仿真模型如圖所示機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

2）仿真參數(shù)設(shè)置主要元件的仿真參數(shù)如下圖所示：泵的參數(shù)設(shè)置馬達(dá)的參數(shù)設(shè)置機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析主要元件的仿真參數(shù)如下圖所示：起升負(fù)載的參數(shù)設(shè)置制動(dòng)器液壓缸的參數(shù)設(shè)置機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

3）動(dòng)力學(xué)仿真分析起升馬達(dá)壓力和流量仿真曲線分別如圖(a)和圖（b）所示。（a）（b）機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

借助起升機(jī)構(gòu)液壓回路的仿真模型，可以獲得起升馬達(dá)進(jìn)、出口壓力曲線和轉(zhuǎn)速曲線，將這些曲線分為靜止到起升、穩(wěn)定起升到制動(dòng)、制動(dòng)到下降3個(gè)階段，每階段持續(xù)時(shí)間為10s，分別進(jìn)行分析。仿真工況為汽車(chē)起重機(jī)以基本臂起吊10t負(fù)載，在空中懸停動(dòng)，之后下降。

（1）靜止到起升

在重物開(kāi)始離地起升時(shí)，泵的壓力和馬達(dá)進(jìn)口壓力迅速升高并且泵的壓力超過(guò)溢流閥的調(diào)定壓力，泵開(kāi)始溢流，壓力維持在18MPa，如圖所示。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

（2）穩(wěn)定起升到制動(dòng)

如圖所示可以看出，10s前為重物穩(wěn)定提升，在10s至20s為制動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)到13s時(shí)使得馬達(dá)完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)，13s至20s保持完全制動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)過(guò)程中，馬達(dá)一方面要克服負(fù)載的轉(zhuǎn)矩，另一方面還要克服制動(dòng)阻力矩，這使得馬達(dá)進(jìn)出口的壓力差很大，從而使得泵的出口壓力很大。所以，在整個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，泵都處于溢流狀態(tài)。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

（3）制動(dòng)到下降如圖所示：20s至30s為下降過(guò)程，此過(guò)程平衡閥起作用。油液經(jīng)過(guò)平衡閥的壓力降一般為2至5MPa。本次仿真中，該壓力差為3MPa。在下降過(guò)程中，泵的壓力下降。馬達(dá)交換進(jìn)、出口壓力變化如圖6-31所示。當(dāng)控制元件承受負(fù)值負(fù)載時(shí)，在其回油路上設(shè)置平衡閥是十分重要的。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

4）起升特性影響因素分析

（1）制動(dòng)時(shí)間對(duì)系統(tǒng)的影響當(dāng)馬達(dá)的制動(dòng)時(shí)間為5s時(shí)，其進(jìn)口壓力波動(dòng)較??；當(dāng)馬達(dá)的制動(dòng)時(shí)間為3s時(shí)，其進(jìn)口壓力波動(dòng)較大；由此可以得出：制動(dòng)時(shí)間越短，馬達(dá)進(jìn)口壓力波動(dòng)越大，系統(tǒng)的沖擊越大；反之則相反，如圖所示。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

（2）換向閥開(kāi)度對(duì)系統(tǒng)的影響如圖所示：曲線1至曲線4所對(duì)應(yīng)的泵出口壓力逐漸減小，曲線1、2、4的壓力波動(dòng)也逐漸減小，趨勢(shì)一致。唯獨(dú)曲線3的壓力波動(dòng)較小、但持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，這是因?yàn)樵诖碎y口開(kāi)度下，泵提供給馬達(dá)的壓力與提升重物所需的壓力相差不多，接近馬達(dá)起升重物的臨界狀態(tài)，造成對(duì)系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間沖擊。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

（3）溢流閥調(diào)定壓力對(duì)系統(tǒng)的影響重物起升的瞬間能夠?qū)σ簤合到y(tǒng)產(chǎn)生很大的沖擊，大大降低液壓元件的壽命。如圖6-34所示的三個(gè)曲線：當(dāng)溢流閥的調(diào)定壓力為18MPa時(shí)，泵出口液壓波動(dòng)最小，當(dāng)溢流閥的調(diào)定壓力為30MPa時(shí)，泵出口壓力波動(dòng)最大，對(duì)系統(tǒng)的沖擊最大。所以溢流閥不同的調(diào)定壓力對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響不同。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.4小型液壓挖掘機(jī)動(dòng)臂(下降)的液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.4.1液壓挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)1.液壓泵2.行走馬達(dá)3.支重輪4.引導(dǎo)輪5.電池6.履帶板7.大臂油缸8.小臂9.鏟斗.10.鏟斗油缸11.小臂油缸12.大臂13空濾14.水箱15.發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.4.2挖掘機(jī)動(dòng)臂液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

本節(jié)以山河智能機(jī)械公司SWE16型挖掘機(jī)的閥控動(dòng)臂液壓系統(tǒng)為研究對(duì)象，其液壓回路圖如圖所示。1.變量泵2.主溢流閥3.液壓先導(dǎo)三位六通換向閥 4.單向閥5、6.二次溢流閥7.動(dòng)臂液壓缸Pa、Pb換向閥的先導(dǎo)控制油壓機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析1）系統(tǒng)模型的建立

整個(gè)液壓系統(tǒng)主要由泵、多路閥、液壓缸和負(fù)載組成。下面將分別對(duì)其中三種主要元件進(jìn)行分析，并確定參數(shù)建立相應(yīng)的仿真模型。

（1）液壓泵AMESIM軟件中關(guān)于泵的模型有幾種，如單向定量泵、雙向定量泵、單向變量泵、雙向變量泵、壓力調(diào)節(jié)泵。本節(jié)研究的液壓系統(tǒng)所用液壓泵采用的是一種近似恒功率泵。故選用壓力調(diào)節(jié)泵作為仿真泵的模型。

泵與發(fā)動(dòng)機(jī)是相連的,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下工作，其額定轉(zhuǎn)速為：2300r/min。

測(cè)得泵的出口壓力與排量曲線如圖6-37所示。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

（2）多路閥所搭建的AMESim多路閥模型如圖所示。

機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

②閥芯及閥體

閥芯質(zhì)量為125.24；

閥芯與各處的節(jié)流口死區(qū)尺寸如圖所示。從圖中可以看出，在閥芯中有6處存在節(jié)流口，文章所研究?jī)?nèi)容為動(dòng)臂下降的單動(dòng)作，此時(shí)起作用的節(jié)流口只有3處，它們分別是2、3、6，所以只需對(duì)這三處的尺寸進(jìn)行測(cè)量即可得到所要參數(shù)。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

③先導(dǎo)壓力

先導(dǎo)壓力是用液壓綜合測(cè)試儀multisystem5050實(shí)測(cè)的，所測(cè)壓力曲線如圖所示。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

（3）液壓缸和負(fù)載其AMESim的模型如圖6-41所示，液壓缸負(fù)載特性曲線如圖6-42所示。液壓缸負(fù)載特性曲線如圖所示。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

（4）整個(gè)系統(tǒng)的AMESIM仿真模型機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析2）動(dòng)力學(xué)仿真分析曲線1—?jiǎng)颖巯陆禃r(shí)液壓缸有桿腔的壓力曲線曲線2—?jiǎng)颖巯陆禃r(shí)液壓缸無(wú)桿腔的壓力曲線曲線3—?jiǎng)颖巯陆禃r(shí)液壓泵的出口壓力曲線機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析曲線1—?jiǎng)颖巯陆禃r(shí)液壓缸有桿腔的壓力曲線曲線2—?jiǎng)颖巯陆禃r(shí)液壓缸無(wú)桿腔的壓力曲線曲線3—?jiǎng)颖巯陆禃r(shí)液壓泵的出口壓力曲線

通過(guò)實(shí)際操作挖掘機(jī)，用Hydrotechnik公司的6通道手持式液壓測(cè)試儀器Multi-system5050，在試驗(yàn)中采集動(dòng)臂下降過(guò)程中泵出口壓力、液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔壓力，如圖所示。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析曲線1—?jiǎng)颖巯陆禃r(shí)液壓缸有桿腔的壓力曲線曲線2—?jiǎng)颖巯陆禃r(shí)液壓缸無(wú)桿腔的壓力曲線曲線3—?jiǎng)颖巯陆禃r(shí)液壓泵的出口壓力曲線

通過(guò)實(shí)際操作挖掘機(jī)，用Hydrotechnik公司的6通道手持式液壓測(cè)試儀器Multi-system5050，在試驗(yàn)中采集動(dòng)臂下降過(guò)程中泵出口壓力、液壓缸有桿腔和無(wú)桿腔壓力，如圖所示。機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.5組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析5.5.1組合機(jī)床動(dòng)力滑臺(tái)結(jié)構(gòu)及工況分析1.立柱2.動(dòng)力箱3.動(dòng)力滑臺(tái)4.側(cè)底座

5.中間底座6.夾具7.多軸箱(a)組合機(jī)床組成結(jié)構(gòu)圖動(dòng)力滑臺(tái)