针对液压支架试验台加载液压系统动态特性仿真研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第6期(总第163期)机械工程与自动化No．62010年l2月MECHANICALENGINEERING&AUT0MAT10NDec．文章编号：1672—6413(2010)06—0028—03液压支架试验台加载液压系统动态特性仿真研究王静，李永堂，刘志奇(太原科技大学材料科学与工程学院，山西太原030024)摘要：通过AMESim和MATLAB的联合仿真，对液压支架试验台液压系统进行动态特性仿真研究，得出了卸载过程中立柱下腔合理的局部压力流量曲线，并对其进行分析。通过优

2、化橡胶软管直径参数，可以有效地降低卸载冲击压力。关键词：液压支架试验台；液压系统；AMESim；MATLAB中图分类号：TD355．4：TP391．9文献标识码：A0引言阀8使立柱下腔压力达到所需要的压力值。工作过程液压支架作为煤矿综合机械化采煤的关键支护设3为保压阶段，电液换向阀4和5都处于中位，使立柱98765432备，在煤炭安全生产中具有非常重要的作用，因此在下腔的压力保持所需要的压力值。工作过程4为卸载支架出厂时有必要对它的各种性能进行检测。液压支阶段，电液换向阀4和5都处于左位，立柱下腔高压架试验

3、台是矿用成套液压支架试验设备中非常重要的水经液控单向阀8、液控单向阀7和电液换向阀5回设备之一，是对液压支架在出厂前或大修后进行检验油箱，部分高压水经液控单向阀8进入增压缸高压腔的试验设备。液压支架试验台是在实验室内模拟井下经过电液换向阀4回油箱。开采工作面的实际工况，为液压支架的检测检验提供一个框架式的受力空间，它以内加载方式使支架承受不同载荷的作用以检测支架的各项性能，看其是否能够达到支架整架的技术要求。在卸载过程中液控单向阀会出现液压冲击，卸载冲击压力值是液控单向阀的一项重要指标。实践表明，卸载冲击压

4、力值太大不仅会引起振动和噪声，还会影响到系统密封装置、管道和液压元件，甚至使某些液压元件产生误动作而发生事故，因此要求卸载冲击压力值不得大于公称压力的115％。本文通过改变软管直径参数，得到软管对系统卸载过程的影响情况，经过仿真进行参数优化以降低液压冲击现象的发生。1液压系统的工作过程及其特点图1为液压控制原理图，对液压支架立柱在试验l1一油箱；2泵；3一溢流阀；4，5一三位四通电撤抉向；台内进行内加载时，液压源为压力31．5MPa、流量为6增压缸；7，8一液控单向阀；9立柱缸200L／rain的水。工作过

5、程1为初撑阶段，电液换向阀图1液压控制原理图5右位通电工作，大流量水经电液换向阀5和液控单2系统模型向阀7、8快速进入立柱下腔，使立柱下腔压力达到泵主要由MATIAB／Simulink中的S函数将站压力。工作过程2为增压阶段，电液换向阀5中位AMESim和MATIAB连接起来，通过修改S函数文工作，电液换向阀4右位工作，泵站水经电液换向阀件名和设置系统参数来完成液压系统在联合环境下的4进入增压缸6低压腔，增压后的高压水经液控单向仿真。收稿日期：2010—04—15；修回日期：2010-07—2O作者简介：王

6、静(1982一)，女．河南南阳人，在读硕士研究生，主要从事液压系统仿真方面的研究。学兔兔www.xuetutu.com2010年第6期王静，等：液压支架试验台加栽液压系统动态特性仿真研究·29·根据液压控制原理图，可以将其分为液压系统模单向阀阀芯的实际运动形式是开口量变大一减型和控制系统模型两部分，其中液压系统模型在小一再变大一再减小，直到最后阀芯开口完全打开。从AMESim环境下完成，控制系统模型在MATLAB环图3和图4可以看出，卸载开始的时候压力曲线和流境下完成。在AMESim中建模时首先进入草图模式

7、量曲线都有一个明显振荡过程，这时候阀芯开I=I量就(Sketchmode)，从元件库中直接选择液压元件模型，处于变大一减小一再变大一再减小的状态，当压力曲AMESim软件库没有增压缸模型，可以利用HCD(液线和流量曲线开始趋于稳定时阀芯开口就完全打开压元件设计)搭建增压缸模型，应用Interface创建控了。制模块Controller。然后进入子模型模式(Submodelsmode)，根据实际情况为每个元件选择合适的数学模型，一般情况下为元件选择默认的最简子模型。接下来进入参数模式(Parametersmo

8、de)，根据选择的液压元件型号设定元件参数。为使系统接近实际情况，主要参数设定如下：泵流量200L／min；溢流阀调定压力31．5MPa；增压缸低压腔活塞直径q~277mm，高压腔活塞直径16Omm，增压比为3，最大行程1000mm；立柱缸直径~／'420mm，固定冲程长度2．2m；弹性阻尼负载做匀速运动，弹性系数为10N／m。最后进入运行模式(Runmode)，运行搭建好的仿真模型，使控制模块Controlle