基于AMESim的礦用自卸車舉升液壓系統仿真研究

邱 凱（西京學院機械工程學院,西安 710123）

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基于AMESim的礦用自卸車舉升液壓系統仿真研究

邱 凱
（西京學院機械工程學院,西安 710123）

摘 要：舉升液壓系統礦用自卸車是重要的工作裝置，其性能的優劣，直接影響礦用自卸車的作業效果。為了提高礦用自卸車舉升液壓系統的作業性能，本文擬采用AMESim軟件建立螺紋插裝式平衡閥以及礦用自卸車舉升液壓系統的模型，并進行仿真研究。

關鍵詞：礦用自卸車；液壓系統；螺紋插裝式平衡閥；AMESim

1 引言

目前，礦用自卸車舉升液壓系統中存在著一些亟待解決的問題。例如，在礦用自卸車物料卸載過程中，當車斗的翻轉角度達到一定程度的時候，由于車斗重心位置的改變，車斗對舉升液壓缸的作用力有可能由壓力變為拉力，在這種情況下，液壓缸的運行平穩性會降低，速度波動會增大。本文擬采用螺紋插裝式平衡閥來提高液壓缸速度的平穩性，使液壓缸在上述情況下，依然能夠以較為平穩的速度運行[1]。

2 AMESim仿真平臺簡介

AMESim是一種普遍應用于各個工程領域內的建模仿真軟件，該軟件采用標準的ISO圖標和簡潔直觀的多端口框圖，覆蓋了液壓、機械、氣動熱流體以及控制等領域，能使各個不同領域的研究對象在同一開發平臺上實現建模與仿真。AMESim仿真模型的建立是通過圖形界面實現的，用戶只須專注于工程項目中物理系統本身的設計，不需要專門學習編程語言，就可以直接進行建模和仿真，在很大程度上降低了建模仿真研究的難度，便于工程人員進行仿真研究[1]。

3 基于AMESim的礦用自卸車舉升液壓系統仿真研究

3.1 礦用自卸車舉升液壓系統模型建立

某型礦用自卸車舉升液壓系統中所使用的螺紋插裝式平衡閥如圖1所示，根據其結構圖，建立AMESim仿真模型，如圖2所示。

圖3是某型礦用自卸車舉升液壓系統圖。在舉升工況下，駕駛員通過操縱控制手柄6使舉升控制閥3處與左起第一位置，此時，來自舉升泵2的液壓油經過舉升控制閥3以及平衡閥4中的單向閥進入液壓缸的無桿腔，完成舉升動作，液壓缸有桿腔中的液壓油經過平衡閥4回到油箱；在停止工況下，駕駛員通過操縱控制手柄6使舉升控制閥3處與左起第二位置，此時，來自舉升泵的液壓油不進入液壓缸，同時液壓缸有桿腔和無桿腔與油箱之間的油路均被切斷，液壓缸停止動作；在浮動下降工況，駕駛員通過操縱控制手柄6使舉升控制閥3處與左起第三位置，此時液壓缸在負載的重力作用下下降；在壓力下降工況，駕駛員通過操縱控制手柄6使舉升控制閥3處與左起第四位置，此時，來自舉升泵2的液壓油經過舉升控制閥3以及平衡閥4中的單向閥進入液壓缸的有桿腔，完成壓力下降動作，液壓缸無桿腔中的液壓油回到油箱[1]。

根據礦用自卸車舉升液壓系統原理圖，在利用已構建的平衡閥的AMESim模型圖，即可建立某型看礦用自卸車舉升液壓系統的AMESim模型，如圖4所示。

該型礦用自卸車舉升液壓系統采用二級液壓缸，根據樣車參數設定仿真模型參數如表1：

表1

3.2 礦用自卸車舉升液壓系統仿真研究

某型礦用自卸車舉升液壓系統中，液壓缸行程與負載力的關系曲線如圖5所示。

如圖5可知，在液壓缸行程達到1.3m時，液壓缸的負載力為零，當液壓缸行程超過1.3m時，液壓缸的負載力由正值變為負值，即由壓力變為拉力，在這種情況下，液壓缸有的運行平穩性會降低，速度會有較大波動[1]。

為了驗證螺旋插裝式平衡閥在該型礦用自卸車舉升液壓系統中的作用，分別對安裝平衡閥的舉升液壓系統和未安裝平衡閥的舉升液壓系統進行仿真分析。

如圖6所示：

在0～9s時間段：一級液壓缸伸出，兩速度曲線均較平穩。

在9s～17s時間段：二級液壓缸伸出，未安裝螺紋插裝式平衡閥的液壓系統中，液壓缸的速度曲線出現較大波動，并在約15.8s時出現了明顯峰值；安裝平衡閥的液壓系統中，液壓缸運行速度較平穩。

4 結論

由仿真結果可知，安裝螺紋插裝式平衡閥時，液壓缸速度的平穩性比未安裝時有顯著提高，螺紋插裝式平衡閥可以有效的增加礦用自卸車舉升液壓缸速度的平穩性。

參考文獻：

[1]邱凱.90t礦用自卸車舉升液壓系統研究[D].西安.長安大學,2014.

[2]楊務滋.礦用自卸車舉升液壓系統的動力學建模與仿真[J].現代制造工程,2009(03):83-86.

[3]季偉.SF33900型220t自卸車液壓系統動態性能分析與研究[D].長沙.中南大學,2009.

[4]趙遵平.SF33900型電傳動礦用自卸車液壓系統設計與動態分析[D].長沙.中南大學,2008.

[5]畢紅霞.220t礦用自卸車液壓系統動態性能分析[D].長沙.中南大學,2011.

作者簡介：邱凱（1990-），男，陜西西安人，碩士，助教，主要從事：液壓與氣動技術研究。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.182