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1、2008年7月农业机械学报第39卷第7期液压缓冲器特性计算与仿真分析张文斌周晓军=摘要>通过对液压缓冲器的薄壁小孔流特性和球面缝隙流特性的分析,建立了液压缓冲器的综合特性模型和缓冲过程的动态模型,并进行了仿真计算,得出了表征缓冲器特性的缓冲力-活塞行程曲线。液压缓冲器的静态特性仅取决于薄壁小孔流的二次特性和球面缝隙流的一次特性,而动态特性与冲击载荷的大小和油液的压缩性密切相关。关键词:液压缓冲器动态特性数学模型仿真中图分类号:TH137文献标识码:ASimulationandCharacteristicAnalysisofHydraulicBumperZhangWenbi
2、nZhouXiaojun(ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)AbstractBystudyingtheperformanceprincipleofthehydraulicbumper,theoverallcharacteristicmodelandthedynamicbufferingprocessmodelofhydraulicbumperwerebuiltbasedonspecialityanalysisofitsthinwal-lorificeflowandsphericalsurface-slitflow.Thenth
3、ecurveofbufferingforceandpistondistance,whichexpressesbumpercharacteristic,wasobtainedbysimulation.Theresultsshowthatthestaticcharacteristicofthehydraulicbumperisonlydeterminedbythefirstcharacteristicofthinwal-lorificeandthesecondcharacteristicofsphericalsurface-slit,andthedynamiccharacte
4、risticismainlyrelatedtothemagnitudeofshockingandthecompressibilityofoil.KeywordsHydraulicbumper,Dynamiccharacteristic,Mathematicalmodel,Simulation原理如下:当限位轴撞击活塞头时,缓冲器的内、外引言腔之间产生压力差,油液在压力差的作用下,通过节为了防止设备之间的刚性撞击,缓冲器作为安流孔和球面缝隙由内腔向外腔流动,同时弹簧被压全保护装置得到广泛应用。缓冲器的作用是在运动缩。冲击停止后,弹簧的压缩势能开始释放,推动活部件的行程终端提
5、供缓冲,延长冲击载荷的作用时塞向外伸出,单向阀被打开,油液从外腔迅速流回内间,吸收并转化冲击载荷的运动能量,从而尽可能地腔,使得活塞快速恢复原位,为下次撞击做好准备。减小机械冲击对设备的不良影响。液压缓冲器的静态特性主要是指缓冲时内、外腔的本文针对目前液压缓冲器缓冲性能较差的技术压差与油液流量的关系。因此在对液压缓冲器进行问题,采用数学建模研究缓冲器的静态特性和动态特性分析时,不仅要考虑节流孔对阻尼特性的影响,特性,并对动态特性的影响因素进行分析。还要考虑球面活塞与缸壁间缝隙的阻尼特性,这样才能得出比较准确的液压缓冲器特性。1液压缓冲器的静态特性分析111薄壁小孔的特性计
6、算液压缓冲器以液压油作为缓冲介质,主要由活缓冲器活塞上有3个节流小孔,其尺寸符合薄塞、缸体、弹簧、单向阀和胶套等元件组成。其工作壁小孔条件,且在活塞运动过程中,节流孔面积不发收稿日期:2007-06-01张文斌浙江大学机械与能源工程学院博士生,310027杭州市周晓军浙江大学机械与能源工程学院教授博士生导师第7期张文斌等:液压缓冲器特性计算与仿真分析165[1]生变化,由液压流体力学的薄壁小孔公式可得式中h0)))活塞和缸壁同心时的间隙E)))相对偏心率2(p1-p2)2$pQ1=CAcQ=CAcQ(1)考虑活塞偏转的情况,活塞与缸壁的关系如P2图2所示(径向视图)。图中
7、K1、K2为压差流动微流其中Ac=dn4道的上、下限;L为活塞球面厚度的一半;A为活塞式中Ac)))节流孔面积Q)))油液密度相对缸壁的偏转角。p1)))内腔压强p2)))外腔压强$p)))内、外腔压差Q1)))通过节流小孔的流量C)))流量系数,常取0160~0162n)))节流孔个数d)))节流孔直径112球面缝隙流特性计算活塞运动过程中,油液在球面活塞与缸壁之间图2活塞偏转时活塞与缸壁关系图的流动称为压差-剪切流。压差流是油液在压差Fig.2Pistonandcylinderwallplotwhenpistondefle
