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冶金液压系统蓄能器设计与仿真分析

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第３６卷第６期　２０１３年１２月　武汉科技大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．３６。Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２０１３　

冶金液压系统蓄能器设计与仿真分析　

汪　龙　，章德平　，张　文　，宋晓燕　，刘　伟　

（１．中冶南方工程技术有限公司炼钢分公司，湖北武汉，４３０２２３；　２．大连理工大学机械工程学院，辽宁大连，１１６０２４）　

摘要：为了让液压系统蓄能器高效节能地工作，以蓄能器总容积为研究对象，详细介绍了大型冶金液压系统蓄　能器站的设计过程，总结和比较了不同工况下蓄能器总容积的计算方法，并对所选蓄能器动态特性参数进行　仿真研究，绘制出蓄能器在两种不同温度下的压力、温度、容积及＿Ｙ－作循环图。从设计和仿真结果可知，蓄能　器总容积按照理想气体绝热过程考虑结果偏小；按照不可逆多变过程计算并进行温度校正所得结果是最符　合气体的实际工作过程。仿真结果验证了设计方法和数据的准确性。　关键词：液压系统；蓄能器；＿Ｙ－作参数；总容积；仿真　中图分类号：ＴＨ１３７．８＋１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—３６４４（２０１３）０６—０４５１－０４　

冶金系统环境恶劣，设备多在高温、多尘、重　

载下长期工作，具有工序复杂、设备负载大、机构　连续运转等特点ｌ】］，故其液压系统的设计难度较　

大。大型冶金液压系统在一个工作循环中，存在　间歇的高压大流量负载或流量差异很大的负载，　

采用蓄能器作为辅助动力源，可改善系统性能，节　能降耗。蓄能器总容积是选择合适蓄能器的关键　指标。目前关于蓄能器总容积的计算方法有多　种＿２　］，但采用不同方法计算，其结果相差较大。　

本文结合国内某大型钢厂连铸机项目，详细介绍　

了液压系统蓄能器的设计过程，比较了不同工况　下蓄能器总容积的计算方法，并对所选蓄能器的　

动态参数进行仿真分析，以验证设计方法和数据　

的准确性。　

１液压系统设计　

１．１连铸工艺流程　

连铸机出坯系统主要为翻钢机、推钢机、分钢　机和翻转冷床提供动力源。某厂连铸机工艺流程　

简图如图１所示。铸坯经过输送辊道后，输送到　出坯辊道上面，翻钢机把铸坯向上翻转９０。置于　滑道上，移坯车将滑道上的铸坯推到翻转冷床入　

图１工艺流程简图　

Ｆｉｇ．１　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｌｏｗ　ｄｉａｇｒａｍ　口或者推钢机上。　

１．２液压系统设计　

１．２．１　工作介质和系统压力　

液压系统常用的工作介质有普通矿物油和抗　燃液压油，该厂连铸机液压系统所用工作介质为　

抗磨液压油。　系统压力与工作介质有关，根据该厂现场实　际使用情况，系统工作压力取１８　ＭＰａ。　

１．２．２　高压泵组流量计算　

、泵的流量是根据系统在一个工作循环中的平　均流量来选取的　］。根据本液压系统执行元件参　

数和系统工艺流程，绘出图２所示的系统流量一时　

①一翻钢机油缸上升；②一翻钢机油缸下降；③一推钢机　油缸上升；④一推钢机油缸下降；⑤一分钢机油缸上升；　

⑥一分钢机油缸下降；⑦一翻转冷床升降缸上升；③　翻　转冷床升降缸下降；⑨一翻转冷床横移缸上升；　⑩一翻转冷床横移缸下降　

图２　系统的流量一时间图　

Ｆｉｇ．２　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｌｏｗ—ｔｉｍｅ　ｃｈａｒｔ　

收稿日期：２０１３－０７　０２　作者简介：汪龙（１９８２），男，中冶南方工程技术有限公司工程师，硕士．Ｅｍａｉｌ：０８２６５＠ｗｉｓｄｒｉ

．ｃｏｍ　４５２　武汉科技大学学报　２０１３年第６期　

间图。由图２中可知，翻转冷床升降缸上升、５流　翻钢机油缸上升和推钢机油缸上升同时动作时，　

系统流量达到峰值，Ｑ…一ｌＯＯ２　Ｌ／ｍｉｒｌ　泵的平均　

流量Ｑ　一５９７　Ｌ／ｍｉｎ。因此，本系统选择力士乐　

恒压变量泵Ａ１ＯＶｓ（）１４ＯＤＲ／３１Ｒ共４台，使用３　

台，１台备用。该泵单台的最大流量为２０７　Ｌ／　

ｍｉｎ，因此本系统泵组的总供油量为Ｑ泵一６２１　Ｌ／　

２蓄能器的选择　

２．１工作参数的选定　蓄能器的重要设计参数有系统工作容积　

Ｖ　、总容积Ｖ。、工作温度、最大排油量和气体最　

低工作压力Ｐ　、最高工作压力Ｐ。及预充气压力　

Ｐ。等，其中Ｐ　、Ｐ　和Ｖｗ由系统本身决定，是确定　

总容积Ｖ。最基本的参数。　

２．１．１　工作容积的选取　

由系统的流量一时间图（图２）可得蓄能器所　

需工作容积Ｖ　一（１００２—６２１）×　＋（７６０一　ＵＵ　９　６２１）×　一４３　Ｌ。　０Ｕ　由于出坯系统动作较频繁，工况也较恶劣，另　

外考虑到系统存在油缸和阀的泄漏量，因此蓄能　

器的有效工作容积取为ＶⅣ一６０　Ｌ。　

２．１．２　工作压力和预充气压力的确定　

蓄能器最高工作压力和最低工作压力都是由　

系统负载决定的。在不考虑管路压力损失的情况　下，蓄能器的最高工作压力Ｐ　一般与液压系统　

的工作压力一致，本系统中取Ｐ　一１８　ＭＰａ。最　

低工作压力Ｐ　由设备工况决定，取Ｐ　一１５　ＭＰａ。对于皮囊式蓄能器，其预充气压力须满足　

Ｐ　≤０．９Ｐ　，本系统中取Ｐ。一１３　ＭＰａ。　

２．２蓄能器总容积计算　

目前常用的蓄能器总容积计算方法有按气体　

绝热过程考虑、按气体不可逆多变过程考虑和温　度校正３种，不同计算方法结果差别较大，只有结　

合冶金系统实际工况选择最为合理的计算方法才　能满足生产要求。下面对不同的计算方法进行比　

较。　

２．２．１按气体绝热过程考虑　

在计算蓄能器总容积时，首先要确定其工作　

气体是处于等温状态还是绝热状态［５］。冶金液压　

系统中，蓄能器一般作为能量储存器和紧急动力　

源的情况较多，此时可按气体绝热过程来计算其　

总容积，计算公式为　式中：”为指数，绝热过程取”一１．４。　

将Ｐ１—１５　ＭＰａ、Ｐ　一ｌ８　ＭＰａ、Ｖｗ一６０　Ｌ、Ｐ。　

一１３　ＭＰａ代入式（２）可得：Ｖ。一５５８　Ｌ。　

２．２．２按气体不可逆多变过程考虑　冶金液压系统中，比较典型的情况是储油进　

行得很慢（等温过程），而排放则很快（绝热过程）。　

例如当执行机构所需流量较少时，泵多余的能量　

就会存储在蓄能器中，这是一个缓慢的过程；当事　

故状态或泵流量不够时需要蓄能器供油，此时是　

一个快速的绝热过程。此种情况下可按气体不可　

逆多变过程计算蓄能器的总容积，计算公式如下：　

一丽　莆　

式中：７／　为慢速存储阶段的多变函数，是一个时　

间函数　，７＂／　一１～ｌＩ　４。　

大多数情况下，可以假设７＂／　＝＝＝１，则式（２）可　

简化为　

一（　）／（（鲁）　一１）　（３）　

代人参数计算可得：Ｖ。一５９７　Ｌ。　

２．２．３　温度校正　

上述式（１）、式（３）是未考虑工作温度变化的　

情况下计算的蓄能器总容积。实际上，蓄能器在　

工作时，温度会有很大的变化。考虑温度因素，蓄　

能器总容积的计算结果须进行温度校正，其计算　

公式为　

ＶｏＴ＝Ｖ。　（４）　

式中：Ｔ　为蓄能器最高工作温度，本文选取Ｔ：一　

３２３　Ｋ；Ｔ　为蓄能器最低工作温度，本文选取Ｔ　

为２９３　Ｋ；Ｖ。　为考虑温度变化之后的蓄能器总容　

积，Ｌ。　

取式（１）和式（３）计算结果中的较大值进行温　

度校正，将Ｖ。一５９７　Ｌ、Ｔ　一３０８　Ｋ、Ｔ２—３２３　Ｋ代　

入式（４）得：Ｖ。　一６２６　Ｌ。　

考虑到冶金系统工作环境恶劣，结合蓄能器　

样本资料，取蓄能器总容积为７２０　Ｌ，即采用１２　

组６０　Ｌ的皮囊式蓄能器。　

另外，当工作压力大于２Ｏ　ＭＰａ时，蓄能器里　面的工业氮气与理想气体相差甚远，还需考虑高　

压校正系数。　

综上所述，用式（１）理想气体绝热过程计算出　

来的蓄能器总容积往往偏小，实际上气体的工作　２０１３年第６期　汪　龙，等：冶金液压系统蓄能器设计与仿真分析　４５３　

过程是一个不可逆的多变过程，故选择蓄能器要　综合考虑温度、多变指数与高压校正系数等因素，　

这样才能保证蓄能器工作总容积选取得合理。　

３　蓄能器动态特性参数仿真与分析　

根据前面的计算结果可知，所选蓄能器参数　

为：Ｑ　一６２１　Ｌ／ｍｉｎ，Ｐ１—１５　ＭＰａ，Ｐ２—１８　ＭＰａ，　

Ｖ　＝＝＝６０　Ｌ，Ｐ。一１３　ＭＰａ，Ｖ。一７２０　Ｌ。采用蓄能　器专业生产厂商德国ＨＹＤＡＣ公司研发的ＡＳＰ　

软件对所选蓄能器的压力、温度、容积进行仿真分　

析，以校验所选参数的准确性。　

３．１压力曲线　蓄能器工作时，液压系统中油的工作温度一　

般控制在２０～５０　Ｃ之间。初始工作温度为５０　ＪＣ　和３５。Ｃ时，蓄能器工作的压力曲线如图Ｓ所示，　采样时间为２个周期。从图３中可知，在　一８．１６　

ｓ时，初始工作温度为３５℃时，蓄能器最低工作　压力Ｐ　一１５．８　ＭＰａ，初始工作温度为５Ｏ℃，蓄　

能器最低工作压力Ｐ　一１５．９　ＭＰａ，可见两种情　

况下最低压力Ｐ　都大于系统所要求的最低工作　

压力１５　ＭＰａ，表明在最恶劣的工况（蓄能器和泵　同时供油，系统达到峰值流量）下，所选蓄能器的　

工作压力仍能够满足系统要求。　

０　５　ｌ０　１５　２０　２５　３０　３５　４０　４５　５０　ｔ　图３蓄能器压力曲线　Ｆｉｇ．３　Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｈａｒｔ　

３．２　温度曲线　

蓄能器工作时油温的变化曲线如图４所示。　

从图４中可知，蓄能器初始工作温度为３５℃时油　

温在３５～２４℃问变化，初始工作温度为５０“Ｃ时　

５５　５０　４５　４０　３５　３０　２５　２Ｏ　０　５　ｌＯ　１５　２０　２５　３０　３５　４０　４５　５０　ｓ　图４蓄能器温度曲线　Ｆｉｇ．４　Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｈａｒｔ　油温在５Ｏ～３９。Ｃ间变化，两种情况下最大温差都　

达１２。Ｃ左右。可见，本设计中采用温度校正法计　

算蓄能器的工作总容积是合理的。　

３．３　容积曲线　

蓄能器容积曲线如图５所示。从图５中可　知，当初始工作温度分别为３５。Ｃ和５０｜Ｃ时，蓄能　

器中气体或油的体积变化均为ＡＶ一４２．１９７　Ｉ　，　

ＡＶ即为蓄能器的有效工作容积，这与前面根据　图２计算得出的结果一致，可见虽然设计时蓄能　

器是按容积为６０　Ｌ选取的，但其有效工作容积仍　为４２　Ｌ。　

图５蓄能器容积曲线　Ｆｉｇ．５　Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ　ｖｏｌｕｍｅ　ｃｈａｒｔ　

３．４　ＰＶ曲线　蓄能器的ＰＶ曲线如图６所示。由于蓄能器　

液压系统考虑的是最恶劣的工况，因此只考虑充　油过程和放油过程的压力。放油过程皮囊中气体　

膨胀，压力下降；充油过程中气体压缩，压力升高，　通常是一个多变过程＿６ｊ。从图６中可以看出，皮　囊式蓄能器的工作过程是不可逆的循环过程，故　

存在能量损失，即释放的能量总比存人的少，导致　

气体温度升高。　

图６　蓄能器ＰＶ曲线　Ｆｉｇ．６　Ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ　ＰＶ　ｃｈａｒｔ　

根据以上曲线，可以得出所选蓄能器在任意　

时刻温度、压力、容积、流量以及蓄能器内油量变　化的情况。综上分析可知，在工作时间为８．１６　Ｓ　处，蓄能器的压力、温度和容积达到最低，此刻即　

为系统供油量最大处，△Ｖ一４２　Ｌ，所需蓄能器最　

大流量为６．３　Ｌ／ｓ，未超过所选蓄能器允许的最　８　８　７　７　６　６　５　∞　享＼

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蓄能器在汽车液压系统中的应用分析

蓄能器在汽车液压系统中的应用分析

机械装备研发2019年6月上Research&DevelopmentofMachineryandEquipment

1蓄能器的概念及发展历史蓄能器是液压气动系统中的一种能量储蓄装置袁它在适当的时机将系统中的能量转换成压缩能或位能储存起来遥当系统需要时袁又将压缩能或位能转缓成液压或气压等能量释放出来袁重新提供给系统遥当系统压力增大时袁它又可以吸收这部分的能量袁以保证系统整体压力正常[1]遥20世纪30年代袁液压技术得到大力发展遥在短时间内袁液压设备迅速与电气设备尧机械设备齐头并进甚至取代了这些设备遥因此袁科学家也十分重视对蓄能器的探究袁并在理论和技术两个方面取得了不小的成绩遥2蓄能器的类型弹簧式蓄能器依靠压缩弹簧将液压系统的多余压力转化为弹簧势能存储起来袁需要时释放出去遥优点是结构简单袁成本低遥但是弹簧伸缩量有限袁而且它对压力的变化不敏感袁所以只适合容量小的低压系统或缓冲装置遥重锤式蓄能器通过升高密封活塞上的带有质量的重块将液压系统的压力装换成重力势能储蓄起来遥优点是结构简单袁压力稳定遥但是袁重锤式液压器只能垂直安装袁不容易密封遥弹簧式和重锤式蓄能器都有一定的局限性袁在实际生活中已经很少被采用[2]遥但是袁部分相关部门考虑到经济因素的制约袁在这两种蓄能器的基于结构上进行了改进袁降低了成本遥气体式蓄能器的工作公式为渊pVn=K=常数冤袁通过压缩气体完成机械能和气体能量的转化袁首先要向蓄能器注入预定容量的气体袁当整体系统压力超过蓄能器的压力时袁系统压缩气体袁将系统内的压力能转化为气体能量袁反之袁蓄能器中的油液在高压气体的推动下流向外部袁并释放能量遥气体式蓄能器按结构可分为活塞式尧隔膜式尧气囊式等遥3蓄能器的用途和在汽车液压系统中的应用3.1蓄能器的用途蓄能器的用途有两种院1冤当低速运动时系统需要能量小于液压系统的能量袁液压系统过剩的能量储存至蓄能器袁反之蓄能器放出能量袁以补充液压系统的能量曰2冤当液压系统停止工作但仍然需要一定压力时袁可以由蓄能器补充液压系统的不足的能量袁保持系统内部压力恒定[3]遥3.2蓄能器在汽车液压系统中的应用3.2.1用于混合驱动式汽车现如今袁汽车的拥有量越来越多袁汽车尾气的排放对造成空气污染的情况越来越严重袁减少尾气排放已引起人们的高度重视遥国内外都将研究无污染排放汽车的任务放在首要地位遥国外最近研制出一种新型汽车袁使用内燃机和电动机混合驱动袁在郊区行驶利用内燃机驱动袁在市区内行驶则利用电动机和液压蓄能器驱动遥当汽车在市区内行驶时袁发动机停止工作袁加速时袁电磁阀接通袁蓄能器释放热量的高压动能使汽车马达加速袁加速后的能量由用蓄电池供电的电动机带动袁将能量压回蓄能器袁以便再次使用遥这种小型电动机仅仅从蓄电池获取少量能量袁所以蓄电池的能量比一般汽车大大减少袁从而减少了空气污染遥3.2.2用于汽车能量的回收城市内用于载客的汽车袁最大的特点是在行驶过程中起动的频率较快袁在起动过程中袁汽车的动能转化为热能消耗掉袁汽车又因需要浓度较高的混合气体而排出尾气加重环境污染遥因此袁汽车起动能量的回收利用就显得尤为重要遥起动能量再生系统可回收除阻力系统消耗的全部能量袁可节省大量燃油袁减少尾气排放遥而且由于采用电能控制袁使汽车的运转和普通汽车并无差别遥3.2.3用于动能转向汽车在改变行驶方向时由于阻力较大袁操纵方向盘时会很费力遥为了减轻司机的用力程度和提升舒适性袁汽车大多采用液压动力转向系统遥当汽车直线行驶时袁蓄能器由发动机带动袁将压力充入液压系统袁当压力上升至最大值时袁蓄能器减轻负荷袁但系统仍旧处于高压状态遥改变行驶方向时袁蓄能器向动力系统提供能量袁实现转向[4]遥即使发动机突然出现故障袁仍能保证汽车和驾驶员的安全遥此外袁转向时可使用较小容量的蓄能器袁降低能量消耗和环境污染遥3.2.4用于自动变速大多数国外的汽车袁都采用自动变速器袁使汽车的所有操作实现自动化遥若一个离合器的结合在另一个离合器的分离之前袁会出现锁死现象袁使能量消耗增加曰反之袁在变换挡位时会产生冲击遥为了避免这种情况袁在自动变速器的控制元件中加入蓄能器袁使离合器的分离较平缓袁从而保证离合器之间负荷平稳遥3.2.5用于制动防抱死国外为提高汽车安全性袁在汽车内部安装制动防抱死系统遥这种系统能有效防止汽车在行驶过程中偏离车道袁并能够有效的控制其行驶方向遥其中袁系统内的压力调节器可根据指令调节动力大小袁使轮胎保持最佳状态遥4结论综上所述袁蓄能器的应用大幅度的节约了能源袁除此之外袁蓄能器还应用于挖掘机尧汽车起重机尧装载机等机械中袁这对蓄能器就提出了更高的要求遥因此相关人员要对蓄能器的进一步研究和开发予以高度重视袁不断完善其性能袁以满足更高的要求遥参考文献院[1]赵金祥.液压节能汽车制动能量回收及动态调节控制策略的研究[D].吉林院吉林大学袁2009.[2]窦一兵.蓄能器在汽车液压系统中的应用[J].液压气动与密封袁1995(4)院29-32.[3]张丹丹袁张学炜袁张伟.双蓄能器并联式液压混合动力车制动特性研究[J].液压与气动袁2015(2)院74-78.[4]董晗袁刘昕晖袁王昕袁等.并联式液压混合动力系统制动能量回收特性[J].吉林大学学报(工学版)袁2014袁44(6)院1655-1663.蓄能器在汽车液压系统中的应用分析王忠伟渊阜新德尔汽车部件股份有限公司袁辽宁阜新123004冤摘要院蓄能器在机械行业的应用逐渐被业内人士所认可遥本文分析了蓄能器的发展历史尧类型及在汽车液压系统中的应用等袁以供相关人员参考遥关键词院液压机曰蓄能器曰节能中图分类号院TH137.8+1文献标志码院A文章编号院1672-3872渊2019冤11-0102-01

蓄能器在机械压力机液压系统中的应用

蓄能器在机械压力机液压系统中的应用

蓄能器在机械压力机液压系统中的应用

一、引言

A. 液压系统概述

B. 蓄能器的定义和作用

C. 论文目的和意义

二、蓄能器的基础知识

A. 蓄能器的分类

B. 蓄能器的工作原理

C. 蓄能器的结构

三、蓄能器在机械压力机液压系统中的应用

A. 蓄能器在机械压力机液压系统中的基本原理

B. 蓄能器在机械压力机液压系统中的作用

C. 蓄能器在机械压力机液压系统中的设计原则

四、蓄能器的性能及其影响因素

A. 蓄能器的常用性能指标

B. 影响蓄能器性能的因素

C. 如何提高蓄能器的性能

五、蓄能器的维护与故障排除

A. 蓄能器的常见故障及其原因

B. 蓄能器的维护与保养

C. 蓄能器的故障排除技巧

六、总结与展望 A. 论文总结

B. 对蓄能器在机械压力机液压系统中的应用进行展望

C. 论文的创新点及其不足之处及改进方向一、引言

在工业生产中，机械压力机是常用的工具，它主要用于冷成型、鉴定、校正、瑕疵修整、压工件及其它工艺中。在机械压力机的液压系统中，蓄能器是一个关键的组成部分，它能够存储液压系统中的能量，并在需要时释放出来，从而满足机械压力机的高压力、高速度、高频率等特殊工作条件。

本论文将从蓄能器基础知识、蓄能器在机械压力机液压系统中的应用、蓄能器性能及其影响因素、蓄能器的维护与故障排除以及总结与展望等几个方面进行论述，旨在深入研究蓄能器在机械压力机液压系统中的应用，并为液压系统的设计、开发和优化提供理论指导。

二、蓄能器的基础知识

A. 蓄能器的分类

根据蓄能的方式和使用场景，蓄能器可以分为气体蓄能器、弹性元件蓄能器和惯性式蓄能器三种类型。

1. 气体蓄能器

气体蓄能器是通过在容器中压缩气体来实现蓄能的，由压力容器、弹簧阀、补偿管、气体阀芯、密封件等组成。气体蓄能器在机械压力机的液压系统中广泛应用，因为它可以存储大量的气体，并且可以通过控制气体阀芯来达到调节压力和释放储能的目的。

锻造操作机液压系统设计与仿真分析

锻造操作机液压系统设计与仿真分析

锻造操作机液压系统设计与仿真分析

摘要：锻造操作机是核电、火电、轨道交通等重大装备制造的关键设备。锻造操作机液压控制系统包括夹持系统、提升俯仰系统、水平移动系统、缓冲系统、大车行走系统和夹钳旋转系统。采用平均流量法对液压泵站进行节能设计。在数学模型的基础上对液压系统的关键控制性能(快速性、准确性、起动性)和可靠性进行仿真分析研究。结果表明，通过对液压系统回路的合理设计，改善了液压系统的控制性能，提高了液压系统的可靠性，可为大流量液压系统的设计提供理论指导，实现锻造操作机的快速、精确、稳定、智能控制。

关键词：锻造操作机；液压系统；设计；仿真

0引言

目前，我国的大型操作机主要依赖进口，不仅价格昂贵、供货周期长，而且也使我国大型锻件的制造加工技术受制于人。因此，自主研发大型锻造操作机对我国重大装备制造业的发展有重要意义。锻造操作机的灵巧性和快速性是保证锻件质量的重要指标，而大型操作机的大负载、大惯量和冲击载荷对传动系统的设计带来了很大的困难，通常需要采用机电液混合驱动的方式来实现快速和准确控制，因此，液压系统是大型操作机设计的关键之一。

1操作机液压系统设计

1.1操作机液压系统功能分析

锻造操作机主要由大车、夹钳和台架三部分组成，为满足开坯、拔长、镦粗和整圆等锻造工艺要求，操作机需要具备行走、夹钳开闭、旋转、提升、平移和缓冲等多种功能。对于大型操作机，上述功能主要由液压驱动方式来实现。行走功能：由液压系统驱动大车前进和后退，实现锻件的水平移动。通过液压马达来实现大车的运动和定位，同时控制大车起停带来的冲击。夹持功能：由液压系统驱动夹钳实现锻件的夹持和旋转。通过夹钳液压缸实现锻件的夹持，通过液压马达驱动夹钳旋转，并实现准确定位。悬架功能：由液压系统驱动悬架液压缸实现夹钳和锻件的垂直移动和俯仰。同时设置液压缓冲机构，以缓解锻压对夹钳的冲击。

液压支架液压系统建模及仿真分析

液压支架液压系统建模及仿真分析

液压气动与密封／２０１４年第Ｏ２期　

液压支架液压系统建模及仿真分析　

王相亭　

（安徽省矿业机电装备有限责任公司，安徽淮北２３５０３７）　

摘要：液压支架作为综采装备的关键设备，其液压系统的安全性、可靠性和生产效能对于煤矿开采有着重要的作用。该文提出一种用　ＡＭＥＳｉｍ液压系统仿真建模软件对液压支架液压系统进行仿真建模的方法．利用ＡＭＥＳｉｍ液压系统建模仿真软件对支架的主要液压　回路进行建模仿真，分析其动态特性，仿真结果有助于改善设计、可靠性和可操作性，从而显著降低了成本和设计研发时间。　关键词：液压支架；液压系统；ＡＭＥＳｉｍ　中图分类号：ＴＨ１３７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—０８１３（２０１４）０２—００５８—０３　

Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈｙｄｒａｕｈｃ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｈｙｄｒａｕｈｃ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　

ＷＡＮＧ　Ｘｉａｎｇ－ｔｉｎｇ　（Ａｎｈｕｉ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｕａｉｂｅｉ　２３５０３７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ａｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐａｒｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｉｔｓ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｐｌａｙｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｏａｌ　ｍｉｍｎｇ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｗａｙ　ｗｈｉｃｈ　ｕｓｅｄ　ｂｙ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＡＭＥＳｉｍ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ａ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｕｐｐｏ￣．Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｕｐｐｏ￣ｉｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｉｎ　ＡＭＥＳｉｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｒｅ　ｃｈｅｃｋｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｈｓ　ｈｅｌｐ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｒｅｂｙ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｔｉｍｅ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｕｐｐｏ￣；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ；ＡＭＥＳｉｍ