雙臂錨桿鉆車行走液壓系統仿真分析

王晨升，蘇 芳，張占東

（山西大同大學機電工程學院,山西大同 037003）

0 引言

安全支護是礦井順利生產的保障，選用有效的支護機械至關重要[1]。考慮井下作業安全性，大多類型錨桿鉆車均采用液壓傳動系統[2]，液壓傳動系統的性能決定了整車的作業能力，考慮到試驗和樣機成本，在設計階段需要對整車液壓系統進行仿真，以考查其性能參數。AMESim軟件廣泛應用于各種裝備液壓系統的設計仿真階段，取得良好效果[3-4]。應用該軟件對雙臂錨桿鉆車液壓系統進行建模和仿真分析。

1 雙臂錨桿鉆車

雙臂錨桿鉆車主要用于煤巷及半煤巖巷道掘進工作面支護作業，整車模型如圖1所示。

雙臂錨桿鉆車能完成巷道內不同高度、不同角度錨桿錨索孔、炮眼孔、探測（探水、探瓦斯）孔的機械化作業施工。雙臂錨桿鉆車的應用大大縮短支護作業時間，提高支護效率和支護質量。

2 基于AMESim行走液壓系統建模及仿真分析

雙臂錨桿車的行走機構由三聯齒輪泵的2個前泵（63泵）分別向2個液壓馬達供油，通過2個單聯換向閥控制行走馬達的正、反轉，實現鉆車的行走，行走液壓系統設計參數如表1所示。

基于AMESim建立錨桿車行走工況如圖2所示仿真模型。

設置仿真時間為10 s，步長0.01 s，馬達輸入轉速為0.12 r/min。錨桿車行走工況下液壓泵泵口壓力如圖3所示。液壓泵泵口壓力在仿真開始后壓力快速增加，峰值達22.5 MPa，0.7 s后穩定在20 MPa，響應較快，工作正常。

圖1 雙臂錨桿鉆車模型

表1 行走液壓系統設計參數

圖2 行走液壓系統模型

圖3 泵口壓力

液壓泵泵口流量如圖4所示。液壓泵在仿真開始時流量最大達到90 L/min，系統工作1 s后流量穩定在11.8 L/min，泵口最大流量未超過系統最大流量，工作正常。

行走馬達口的壓力如圖5所示。設置行走速度為0.12 r/min，液壓馬達工作壓力0.8 s后穩定為4 MPa，馬達口壓力開始時有一定脈動，最高壓力達到6.8 MPa，未超過馬達額定壓力，工作正常。

液壓馬達流量如圖6所示。液壓馬達工作時的流量穩定在9 L/min，仿真開始時流量為1 L/min，仿真開始后躍升至9 L/min，馬達工作正常。

3 結論

機械化程度的提升是礦井生產實現智能化的前提，基于AMESim完成了雙臂錨桿鉆車行走液壓系統的建模及仿真分析，結果顯示系統壓力在開始階段有一定波動，這是由液壓閥引起的，液壓泵和行走馬達均能快速響應，并穩定在合理范圍內正常工作。

圖4 泵口流量

圖5 馬達口壓力

圖6 馬達口流量