基于AMESim的锚杆钻机液压冲击器系统建模与仿真

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1、2015年2月机床与液压Feb．2015第43卷第4期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．4DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．04．034基于AMESim的锚杆钻机液压冲击器系统建模与仿真王晓瑜。，原思聪(1．西安外事学院工学院，陕西西安710077；2．西安建筑科技大学机电工程学院，陕西西安710055)摘要：分析了锚杆钻机液压冲击器系统工作原理，采用AMESim软件对液压系统进行建模仿真，分别分析了泵的输入流量、冲击活塞速度和位移、冲击机构频率间的变化关系以及对冲击器性能的影响，为锚杆钻机的冲击

2、器冲击特性研究提供了理论基础。关键词：液压冲击器；AMESim建模与仿真；工作参数中图分类号：TD41文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)4—110—3ModelingandSimulationforImpactorofHydraulicRoofbolterBasedonAMESimWAN『GXiaoyu一．YUANSicong(1．CollegeofEngineering，Xi’anInternationalUniversity，Xi’anShaanxi710077，China；2．CollegeofMechanicalandElectr

3、icalEngineering，Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’anShaanxi710055，China)Abstract：Theworkingprincipleoftheimpactorofhydraulicroofboherwasanalyzed．ModelingandsimulationweredonebasedOilAMESim．Thechangerelationsofpumpinputflow，pistonvelocityanddisplacement，impact~equencywer

4、eanalyzedonthebasisofsimulationcurves．Alsotheinfluenceonhydraulicimpactorperformancewasanalyzed．Itprovidestheoreticalbasisforimpactcharacter—isticsresearch．Keywords：Hydraulicimpactor；AMESimmodelingandsimulation；Workingparameter液压锚杆钻机是锚杆支护工程施工的关键设备之一，影响着支护质量的好坏与支护速度的快慢。不同的支护工程应选择不同种

5、类的锚杆钻机。目前，在煤巷矿道和岩土锚固工程施工中，普遍使用机载型液压锚杆钻机。液压冲击器是其核心设备。该设备主要由冲击活塞、配流控制阀和蓄能器组成。液压力驱动活塞高速往复运动，利用活塞撞击钎杆输出冲击能来实现破碎岩土的目的。文中以行程反馈式液压冲击器为例，对于锚杆钻机在实际施工中，因岩土物理特性的不同，分析设备输出不同的工况留参数，以提高工作效率和降低能耗⋯。图1液压冲击器调节装置结构图1液压冲击器系统结构及工作原理1．2系统工作原理1．1系统结构液压冲击器调节装置工作原理见图2。行程反馈式液压冲击器采用前腔常压，后腔压力高、低交替控制的后控式工作方式。该

6、装置利用配流阀切换冲击活塞冲程与回程的通路，来实现活调塞的自动往复高速运动，以此形成相互控制的自切换冲击。其调节装置结构图见图1。(a)回程加速阶段(b)回程减速阶段(c)冲程阶段图2液压冲击器调节装置工作原理图收稿日期：2013-12—20基金项目：陕西省科技攻关项目(2011K10—18)；陕西省教育厅专项科研项目(09JK559)作者简介：王晓瑜(1974一)，女，博士研究生，高级工程师，现从事机械电子工程教学与科研工作。E—mail：lshtttt@126．con。第4期王晓瑜等：基于AMESim的锚杆钻机液压冲击器系统建模与仿真。III·(I)回程

7、阶段(回程加速和回程减速)活塞行程调节杆上有A、B、C三个信号孔，当调节杆处于图2(a)所示位置时，油孔A通过油道与配流阀的阀芯左端面相通，高压油与活塞前腔相通，后腔与回油连通，前腔压力驱动活塞做回程右向运动，当右向加速运动的活塞越过信号孔A时，活塞前腔高压油就通到阀芯的左端面，阀芯在压力差的作用下向右迅速做回程换向运动，活塞的前后腔差动连接，均与高压油相通，回程加速阶段结束。活塞因惯性作用继续向右做减速运动到停止，完成整个回程运动。(2)冲程阶段活塞前后腔保持差动连接，活塞在压力差作用图3锚杆钻机液压冲击器AMESim仿真模型图下向左加速运动，开始冲程。冲

8、程加速后期，活塞运2．2仿真结果及分析动导致系统压力