CN106202750A - 压力机锁紧回路装置的效果验证方法 - Google Patents

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Abstract

压力机锁紧回路装置的效果验证方法，其特征在于，包括：建模与仿真，利用液压元件设计，先对压力机锁紧回路装置和液压泵进行建模，然后构成含压力机锁紧回路装置的液压仿真系统；设置压力机锁紧回路装置的参数；设定液压泵参数；运行仿真系统，获得实验数据；通过实验数据生成液压缸位移曲线；根据液压缸位移曲线分析压力机锁紧回路装置的效果。本发明可以通过建模以及模型组装系统，快速生成液压仿真系统，验证过程无成本、数据准确、采集数据快速便捷，分析准确可靠。

Description

压力机锁紧回路装置的效果验证方法
技术领域
本发明涉及一种验证方法，具体的说是一种压力机锁紧回路装置的效果验证方法。
背景技术
压力机锁紧回路的作用是在执行元件不工作时，准确地停留在原来的位置上，不能因泄漏或外界因素而改变位置。采用锁紧回路时，就可以起到保压作用，防止泄漏，保证负重油缸活塞稳定，确保机械正常工作。当研发压力机锁紧回路装置时，需要验证装置的效果，现有技术中都是采用试验机实验、样机实验、个产实验、量产实验一系列复杂的过程，并且在各环节中进行大量的修正和更改，不但操作复杂、而且耗时长久、成本高昂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能压力机锁紧回路装置的效果验证方法，操作简单，成本低且数据准确。
本发明的目的是这样实现的：压力机锁紧回路装置的效果验证方法，包括：
建模与仿真，利用液压元件设计，先对压力机锁紧回路装置和液压泵进行建模，然后构成含压力机锁紧回路装置的液压仿真系统，
设置压力机锁紧回路装置的参数，
设定液压泵参数，
运行仿真系统，获得实验数据，
通过实验数据生成液压缸位移曲线，
根据液压缸位移曲线分析压力机锁紧回路装置的效果。
进一步，所述建模用HCD库进行建模。
进一步，所述试验数据用Matlab处理获得液压缸位移曲线。
本发明的优点在于：采用上述结构之后，可以通过建模以及模型组装系统，快速生成液压仿真系统，验证过程无成本、数据准确、采集数据快速便捷，分析准确可靠，针对验证效果对压力机锁紧回路装置进行修改时可快速完成，在完成修改后再做实体机，研发周期短、成本低、成品率高。
附图说明
附图1为本发明的原理图；
附图2为本发明构建的换向阀锁紧回路AMEsim模型图；
附图3为本发明构建的换向阀锁紧回路的位移速度曲线图；
附图4为本发明构建的液控单向阀模型图；
附图5为本发明构建的液控单向阀仿真回路图；
附图6为本发明构建的液控单向阀的电磁换向阀输入信号图；
附图7为本发明构建的液控单向阀仿真回路的位移曲线图；
附图8为本发明构建的双液控单向阀锁紧回路仿真模型图；
附图9为本发明构建的双液控单向阀锁紧回路的位移速度曲线图；
附图10为本发明构建的平衡阀锁紧回路模型图。
附图11为本发明构建的平衡阀锁紧回路模型的位移速度曲线图；
附图12为本发明的液压试验台测试结果图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1：采用换向阀中位机能实现的压力机锁紧回路装置
如附图2，根据液压原理图，建立AMEsim仿真模型，设置参数，液压泵的排量为0.01L/rev*1500rev/min＝15L/min，溢流阀的调定压力为150bar，液压缸活塞杆的长度为0.3m，质量块M＝1000kg，电磁换向阀输入信号前5s为恒定值40，后5s为恒定值0(下同)，设置仿真时间为10s，采样间隔0.01s,运行仿真绘制质量块M的位移速度曲线，如附图3，从位移曲线来看，液压缸的整个运动过程都不稳定，而从速度曲线看，在5s之后，即电磁换向阀处于中位时，速度波动更加明显，振动明显，液压缸锁紧效果并不好。
实施例2：采用双液控单向阀的压力机锁紧回路装置
利用液压元件设计(HCD库)，先对液控单向阀进行建模，在HCD库中选择合适的元件，构造的模型如附图4所示。设置主要参数，控制活塞直径为24mm，活塞杆直径为10mm，控制活塞的质量为0.08kg，最大位移量为8mm，顶杆刚度2.5×109N/mK、P1、P2节流孔直径2mm长度3mm、阀芯复位弹簧刚度6N/mm、控制活塞复位弹簧刚度7N/mm,弹簧的预紧力为10N，连接液压泵和电磁换向阀，如附图5所示对液控单向阀的模型进行仿真，验证其正确性，电磁换向阀输入信号如附图6所示，设定泵的流量为150L/min、压力源前10s为0MPa，后5s为32MPa、液压缸的活塞杆长度为0.3m，仿真时间设定为15s，打印间隔为0.01s，运行仿真，绘制液压缸前端质量块10的位移曲线，如附图7所示。从图中看出前5s液控单向阀正向开启，液压缸的活塞杆伸出0.3m，后5s液控单向阀反向开启，液压缸活塞杆退回初始位置，可知上述液控单向阀模型是正确的。
验证液控单向阀模型正确后，如附图8所示，建立双液控单向阀锁紧回路的仿真模型，并采用Y型中位机能电磁换向阀。电动机5的转速为1500rev/min、泵1的排量为0.1L/rev*1500rev/min＝150L/min、液压缸8直径为100mm、活塞杆直径为50mm、活塞杆长度为0.6m、质量块9为1000kg，信号源4前5s为恒定值-40，后五秒为0。设置好参数后，运行仿真。双击打开质量块，绘制位移速度曲线，如附图9所示，由位移速度曲线可以看出，前5s活塞杆伸出0.25m，后5s锁定在此位置，起锁定效果明显好于依靠换向阀中位机能实现的锁紧回路，因此被广泛采用。
实施例3：采用简单平衡阀的压力机锁紧回路装置
建立平衡阀锁紧回路模型，当平衡阀开启后重物会加速下降，如果此时液压缸无杆腔补油不足，就会使得压力下降。当无杆腔压力小于平衡阀开启压力时，平衡阀就会关闭，重物停止下降，直到无杆腔压力达到平衡阀开启压力，重物再下降，如此反复，直到重物下降到初始位置，产生冲击和噪声。因此在平衡阀前端添加单向节流阀，如附图10所示。这样就在液压缸的有杆腔形成一定的背压，有效地控制重物下降的速度。运行仿真，绘制质量块的位移速度曲线如附图11所示。从图中可以看出，活塞的运动轨迹符合预期，在3～6s重物被锁紧，锁紧的效果也很理想，而且相比前两种回路活塞的运动速度也得到了较好的控制。
本发明的验证方法准确性分析：
分别按照前述3种锁紧回路的液压系统原理图，在液压试验台上，选择对应的液压缸、换向阀、液控单向阀、平衡阀等液压元件并且用管路连接好后，对上述3种锁紧回路分别测试其锁紧性能，液压试验台所测的液压缸的实时速度将通过传感器输送到计算机中，用Matlab对这些数据进行处理所得结果如附图12所示，从测试过程中对试验台的观察来看，换向阀的锁紧回路大约在5s后锁紧，速度有波动，振动明显。试验台上驱动相同的负载，双液控单向阀和平衡阀锁紧回路振动要小的多。但是对于双液控单向阀锁紧回路而言，若采用中位机能为M型的电磁换向阀，用压力表测其外控口的压力，高达215MPa，液压缸在大约在6s才锁紧，也就是不能及时锁紧；换用中位机能为Y型的电磁换向阀再测其外控口压力，约为0MPa，液压缸大约在5s后锁紧，避免了液压缸不能及时锁紧。通过附图12、压力表的数据以及测试过程中对实验台的观察，可以看出所得测试结果与仿真结果基本吻合，因此验证了所建模型的正确性。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。

Claims (3)

1.压力机锁紧回路装置的效果验证方法，其特征在于，包括：
建模与仿真，利用液压元件设计，先对压力机锁紧回路装置和液压泵进行建模，然后构成含压力机锁紧回路装置的液压仿真系统，
设置压力机锁紧回路装置的参数，
设定液压泵参数，
运行仿真系统，获得实验数据，
通过实验数据生成液压缸位移曲线，
根据液压缸位移曲线分析压力机锁紧回路装置的效果。
2.根据权利要求1所述的压力机锁紧回路装置的效果验证方法，其特征在于，所述建模用HCD库进行建模。
3.根据权利要求1或2所述的压力机锁紧回路装置的效果验证方法，其特征在于，所述试验数据用Matlab处理获得液压缸位移曲线。
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