基于AMESim的輪軸壓裝機液壓系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：設(shè)計了一種輪軸壓裝機液壓系統(tǒng)，首先擬定輪軸壓裝機液壓系統(tǒng)原理圖，然后通過AMESim仿真軟件對整體回路進行了模型搭建，用動態(tài)機械節(jié)點模型來實現(xiàn)三缸的機械同步運動。仿真驗證結(jié)果表明，液壓缸運動速度平穩(wěn)，壓力和流量符合設(shè)計要求。

關(guān)鍵詞：AMESim;輪軸壓裝機;機械同步運動;液壓系統(tǒng)

中圖分類號：TH137" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2024）04-0046-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.04.011

0" " 引言

輪軸壓裝機是軸孔類零部件過盈配合的壓裝和拆卸工作中重要的設(shè)備之一，其工作過程是將在其他工序中已經(jīng)加工好的車輪和車軸選配后擺放到輪軸壓裝機上，在油壓系統(tǒng)的幫助下，將車軸擠壓進車輪中[1-3]。輪軸壓裝機在工作過程中，要求執(zhí)行元件工作速度穩(wěn)定，技術(shù)動作符合要求。根據(jù)上述要求，本文設(shè)計了一種執(zhí)行元件具有快進退功能、系統(tǒng)具有保壓等功能的輪軸壓裝機液壓系統(tǒng)，并利用AMESim仿真軟件對該液壓系統(tǒng)進行了仿真驗證。

1" " 輪軸壓裝機液壓系統(tǒng)擬定

輪軸壓裝機液壓系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

液壓系統(tǒng)控制順序為：啟動→快進→工進→保壓→后退→原位→停止。

文字說明如下：

啟動電機：柱塞泵5進入工作狀態(tài)。

快進工作：3YA得電，電磁換向閥10.2打到左位，此時液壓油經(jīng)電磁換向閥10.2的左位、雙單向節(jié)流閥20進入活塞缸的無桿腔，推動壓裝封頭18進行快進工作，同時柱塞缸16內(nèi)部形成真空度，液控單向閥12打開，大氣壓將液壓油壓進柱塞缸16，柱塞缸16隨同活塞缸17一同向右工作。此時，有桿腔的油液經(jīng)雙單向節(jié)流閥20、電磁換向閥10.2左位回到油箱，完成快進工作。

工進工作：1YA得電，電磁換向閥10.1打到左位，此時液壓油經(jīng)電磁換向閥10.1的左位、板式單向閥13、調(diào)速閥14進入柱塞缸16，液壓油推動柱塞完成工作進給。柱塞缸16帶動兩個活塞缸17同時進行工進，活塞缸有桿腔的油經(jīng)雙單向節(jié)流閥20、電磁換向閥10.2中位回到油箱。

快退工作：2YA先得電2 s，使電磁換向閥10.1打在右位，控制油將液控單向閥12反向開啟，使柱塞缸16中的高壓油先卸壓2 s;之后4YA得電，電磁換向閥10.2打在右位，活塞缸無桿腔開始進油，推動柱塞缸進行快退，這樣可以保證輪軸壓裝機在退回時平穩(wěn)進行，有利于減小液壓沖擊。活塞缸有桿腔的油液經(jīng)雙單向節(jié)流閥20、電磁換向閥10.2右位回到油箱，完成快退工作。

最終各執(zhí)行元件退回原位，柱塞泵5停止工作，液壓系統(tǒng)完成一次工作循環(huán)。

2" " 輪軸壓裝機液壓系統(tǒng)仿真

2.1" " 液壓系統(tǒng)建模

在AMESim仿真軟件中搭建液壓回路如圖2所示。

為實現(xiàn)三缸機械同步運動，通過動態(tài)機械節(jié)點模型將三個液壓缸進行連接。該模型可將速度和力進行連接，即左邊輸入的速度被復(fù)制到右邊端口，而右邊端口力的總和作為左邊端口的輸出，從而實現(xiàn)整個工作過程中三缸機械同步運動。

2.2" " 動態(tài)特性仿真分析

單個活塞缸快進、快退時壓力曲線和流量曲線如圖3、圖4所示，柱塞缸工進時壓力曲線和流量曲線如圖5、圖6所示。

三個液壓缸的速度和位移曲線如圖7和圖8所示（三色曲線完全重合）。

由上述曲線可知，三個液壓缸完全滿足機械同步要求，在整個工作過程中速度平穩(wěn)，執(zhí)行元件工作時的壓力和流量滿足設(shè)計需求，并且活塞桿和柱塞能夠完全伸出，實現(xiàn)等距離反向運動，完全符合設(shè)計要求，仿真結(jié)果表明該液壓系統(tǒng)設(shè)計方案可行。

3" " 結(jié)束語

本文提出了輪軸壓裝機液壓系統(tǒng)方案，并利用AMESim仿真軟件對該液壓系統(tǒng)進行仿真分析，驗證了方案的可行性。本設(shè)計產(chǎn)品可以實現(xiàn)輪軸的壓裝和拆卸工作，可以通過調(diào)節(jié)行程開關(guān)的位置滿足不同產(chǎn)品的壓裝需求，能夠極大地降低勞動量，提高實際生產(chǎn)效率，滿足生產(chǎn)實際需求。

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收稿日期：2023-10-10

作者簡介：王杰（1972—），女，河北黃驊人，工學碩士，教授，從事流體傳動與控制技術(shù)的研究及教學工作。