基于Matlab的混凝土输送泵闭式泵送系统建模与仿真.pdf

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1、2011年10月机床与液压0ct．2011第39卷第19期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．39No．19DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．19．028基于Matlab的混凝土输送泵闭式泵送系统建模与仿真仇文宁’，杜长龙，魏宏宇(1．中国矿业大学机电学院，江苏徐州221008；2．江苏省徐州技师学院，江苏徐州221151；3．卡特彼勒(徐州)有限公司，江苏徐州221004)摘要：采用功率键合图法建立了混凝土输送泵闭式泵送系统仿真模型，并在Maflab中进行了仿真。仿真结果表明：闭式泵送

2、系统压力冲击并不是发生在油泵快速换向时刻，而是发生在压实混凝土后推进的时刻。因此，油泵换向是“柔和”的，采用“SN”阀控制可有效消除压力冲击。关键词：混凝土输送泵；闭式泵送系统；功率键合图；仿真中图分类号：N945．12文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)19—097—4ModelingandSimulationofClosedLoopDeliverSystemofConcretePumpBasedonMatlabQIUWenning，DUChanglong，WE／Hongyu(1．SchoolofMechanical

3、andElectricalEngineering，ChinaUniversityofMining&Technology，XuzhouJiangsu221008，China；2．JiangsuProvinceXuzhouTechnicianInstitute，XuzhouJiangsu221151，China；3．CaterpillarXuzhouLimited，XuzhouJiangsu221004，China)Abstract：Bymeansofpowerlinkagechartme~od，themodelofclosedloopde

4、liversystemofconcretepumpWaSsetup．Sim—ulationwas‘carriedoutintheMatlab．Theresultsshowthat：thehydraulicshockintheclosedlopdonotoccurwhentheswashplatecommutatesanditactuallyhappenswhentheconcrete；pushedforwardaftercompression．Themainpistonpumpcommutationissoft．Thisshockcan

5、beeliminatedefectivelybymeansofSNcontro1．Keywords：Concretepump；Closedloopdeliversystem；Powerlinkagechart；Simulation闭式系统在大排量混凝土输送泵中的应用越来越广泛，闭式系统具有节能、换向平稳、压力冲击小等优点。作者用功率键合图法对系统进行了建模，得出系统动态方程组，利用Matlab语言中的仿真工具箱——simulink建立仿真模型，对泵送系统的换向冲击和推动负载产生的冲击进行了仿真研究，得出了模型在时域的瞬态特性。1闭式泵送

6、系统原理图图1是混凝土泵闭式泵送系统原理图。主油泵采用快速换向泵，0．2’S内完成从一个方向最大摆角到另一方向最大摆角切换。电磁阀6实现快速换向和快速推进，调节节流阀8开度可调节控制压力p大小，从而调节主油泵排量。“SN”阀3连接于变量活塞压力侧与主泵低压侧，当主泵高压侧出现l一油箱2_—A4VG180主泵卜“SN”阀4一泵送油缸5、6---电磁阀7一过滤器8一节流阀压力冲击、低压侧出现压力下降时，变量活塞压力油通过“SN”阀流入主泵低压侧，主油泵排量减图1闭式泵送系统原理图少，抑制高压腔压力继续升高和低压腔吸空，实现2泵送系统仿真模型

7、柔和推送。为了建模方便，对闭式泵送系统作如下假设：收稿日期：2010—06—17作者简介：仇文宁(1970一)，硕士，副教授，高级讲师，高级工程师，主要从事机械设计教学研究。E—mail：wenningq@163．com。·98·机床与液压第39卷(所用补偿元件未表示出)；(4)溢流阀不常开，它仅是一个安全装置。因此，得到图2所示简化泵送系统。2．1系统键合图液压泵的吸油口和泵送油缸回油口压力等于零，因此可不考虑液压油缸回油腔的容性影响；油液的黏度不变，泵的泄漏为层流；液压泵和液压油缸之间的图2泵送系统简化模型连接管路短而粗，不考虑油液

8、的液阻和液感以及管道(1)输入的转速恒定；中的动态过程，仅考虑液容；不考虑液压泵供油的脉(2)液压泵的排量只能是零或正值；动性，仅考虑油泵液容；将油泵液容、管路液容计入(3)液压回路的液流保持连续，因此没有