基于AMESim的潜孔钻机行走液压系统建模与仿真分析

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1、万方数据CAD／cAE／cAPP／CAM现代制造工程(ModemM锄u矗把mriIlgErlgine耐ng)2011年第10期基于AMESim的潜孑L钻机行走液压系统建模与仿真分析’吴双斌1，赵宏强1’2，谢武装1(1中南大学机电工程学院，长沙410083；2湖南山河智能机械股份有限公司，长沙410100)摘要：研究潜孔钻机行走液压系统的结构组成及其工作原理，建立了基于AMEsim的行走液压系统仿真模型，对3种典型工况进行了仿真分析，并利用试验验证了仿真模型的正确性。研究工作为潜孔钻机行走液压系统的性能评估和优化设计提供了新思路。关键词：潜孔钻机；行走液压系统；液压建模

2、；仿真；AMESim软件中图分类号：仍9l文献标志码：A文章编号：167lql33(2011)lo_-006l—05Modeling锄dsimulationanalysisaboutthetraVeliI曙hydraulicsvstem0fdo咖．the-holedrmbasedonAMESimWUShuarIg-bin‘，ZHAOHong-qi舳91”，XIEWu—zIlu锄91(1CoUegeofMech觚ical锄dElectricalEn百neering，Cen昀1southUnivellsity，Ch粕铲ha410083，China；2SunwardR&DCe

3、ntral，ChaIlgsha410100，China)Abstr锄ct：T1lecomp∞ent缸ldope栅orlalprir虻ipleaboutthe由瞰velirlghydmulicBystemofdown-tlle·holedl诅we坨di∞Ⅲ婚ed．SimIll撕伽删elof呻elinghyd蒯ic8y8t咖w∞船tabli8hedb鹪ed∞AMESimandtlll傥t)rpicalworkillgc伽ditio璐we弛8imll—l砒edmld柚alyzed，and唧erim鲫l乜weredonetoverif，也esim幽onmodel．Tllis弛s

4、earchprovideBanewid∞fortlIe耻dbm-硼cee、ral删∞aIld叩timiz鲥咖de8i印ofthe$ystem．1【ey啪删s：d嗍·the—holedrill；traveliIIghyd硎dic8y咖m；hyd删Ik脚dehIlg；si叫k陋∞；AMEsimO引言试验验证建模仿真的正确性。潜孔钻机主要用来钻凿爆破孔，广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等露天工程中⋯。与常见的凿岩机相比，具有钻孔深、钻孔直径大、钻孔效率高和适应范围广等特点，是当前通用的大型凿岩钻孔设备BJ。潜孔钻机履带式液压行走驱动装置主要用于工地

5、中短距离的行走和钻孔移位，工况环境恶劣，行走效率低，在整个潜孔钻机中所耗的功率最大。鉴于这些因素，对潜孔钻机的行走液压系统进行分析和研究就显得很有必要。本文在AMESim环境下，以湖南山河智能机械股份有限公司生产的swDBl65型液压潜孔钻机的行走液压系统为对象，建立整个系统的AMESim模型，用实际参数对3种典型工况进行动态仿真分析，并通过·湖南省重大科技专项项目(05GKl001)1行走液压系统工作原理潜孔钻机的行走液压系统为双泵双马达独立驱动系统，随着外负载的变化，泵和马达的排量及压力差发生相应变化，在系统设定的恒功率状态下，行走液压系统可以归结为一个恒功率速度自

6、适应控制系统‘3

7、。图1所示为潜孔钻机行走液压系统原理刚4l。插装阀3工作在左位，多路换向阀5工作在下位，高压油液进入行走变量马达9，马达正转；同时，内控阀7左位工作开启马达制动装置，速度选择阀11工作在右位，高压油经过梭阀12进人马达的柱塞变量缸，马达处于最大排量，实现潜孔钻机的低速行走；当外控油口K接通时，马达处于最小排量，实现潜孔钻机的高6l万方数据2叭1年第10期现代制造工程(ModemMaflufact删ngEn画唧^”g)速行走；当变量泵1排量为零时，马达9被制动；改变多路换向阀5的工作位，马达反转。变量泵在潜孔钻机行走工况下主要实现其恒功率控制功能，当负载

8、压力升高到J口。能克服恒功率阀V。的弹簧预紧力时，恒功率阀v。通流，此时泵工作在恒功率段。图l中：，。为差动缸大腔活塞杆作用力；P。为差动缸大腔压力；n为差动缸小腔活塞杆作用力；n为差动缸小腔压力；P。为负载压力；玑为负载流量；只为泵出口调节压力。VI表示流量控制阀；V。表示压力控制阀；V。表示恒功率控制阀，K表示外控油口。9图1潜孑L钻机行走液压系统原理图I变量泵2可调节流阀3常闭型二通插装阀4主安全阀5多路换向阀6溢流阀7内控阎8过滤器9．行走变量马达J0安全阔l】速度选择阀12梭阀2AMESiIn建模在不影响分析系统动态特性的前提下