消防车登高平台液压调平系统动态特性分析.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ．0 7 ． 2 01 4 d o i l 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ． 2 0 1 4 ． 0 7 ． 0 2 0 消防车登高平台液压调平系统动态特性分析 李世界 Dy na mi c Ch a r a c t e ris t i c s o f Hy d r a u h c Le ve hn g S y s t e m f o r F i r e Tr uc k Ae ria l P l a t f o r m L 1 S h i - j i e 辽宁省丹东市消防支队， 辽宁 丹东 1 1 8 0 0 0 摘 要 随着消防车登高平台作业高度的增加 ， 液压泵和作业平台之 间的液压管道也越长 ， 影响了液压 系统的动态特性 ， 使调平油缸在调节 过程 中响应滞后 ， 从而降低了消 防车的工作效 率和性能。 该文深入研究消防车登高平 台的工作原理， 对长管道对液压系统的影响加以分析 ， 并用 A ME S i m软件进行仿真， 为解决长管道的影响问题提供了一定参考 。 关键词 消防车 ； 液压 系统 ； 仿真 中图分 类号 T H1 3 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 7 0 0 5 5 0 2 O 引言 随着建筑物的不断增高 ． 登高平台消防车在消防工 作 中起 到的作用也 日益明显 ， 作业高度越高 ， 液压泵和 作业平台之间的液压管道也越长 过长的管道会增加发 热 、 产生振动与噪声 ， 使响应速度降低 ． 并且增加了能量 损失 。 使液压 系统工作效率下降 ． 严重影 响着登高平 台 收稿 日期 2 0 1 3 1 1 - 2 7 作者简 介 李 世界 1 9 7 9 一 ， 男 ， 辽 宁东港 人 ， 助理 工程师 ， 本科 ， 研 究方 向 消防工程 。 * 一 一 一 一 一 - - 一 - - 一 一 - - 4 -- 一 - 消防车的动态特性『 1 1 ； 同时 ． 工作平台越高 ， 动态调平也 越难 实现 ， 这直 接关 系到工 作人 员 的人身 安全 。 因此 ， 深 人研究具有长管道的调平液压系统 ． 减小其对系统动态 性能的影响是 目前科研人员普遍关注的问题 本文对某型登高平 台消防车液压调平机构进行 了 深入研究 ．通过仿真的方法分析 了长管道对系统动态 特性的影响 ． 具有一定参考价值 1 调平 机构液压原理 图 液压调平系统主要 由恒压变量泵 ， 压力补偿阀 ． 比 停 止 。 人 工检测 时 。 可主观延迟一段时间检测 ， 导致人 工检测和检测台测试结果不吻合 。检测 8 0 x 1 0 0的 气缸时 ． 人工水i 贝 4 发现 1条气缸存在内漏 ． 检测 台检测 发现存在内漏 和外漏 ． 分析其原 因． 在于该气缸 内泄漏 较剧烈 ，当测量外泄漏 时，会存在 因内泄漏造成 的压 降 ． 导致外泄漏误报 ． 在 以后 的研究 中将对该泄漏耦合 问题进行判断以消除误报现象 综上所述 ，该气密性检测系统硬件和软件运行状 态稳定 。 检测精度可靠 ． 且测试效率优于传统 的泄漏检 测 。 尤其是测量较大型号的气 缸时 ， 该优势更加 明显 。 因此 ．该检测系统可完全替代传统的水测法或 冒泡法 完 成气 缸 的 出厂气 密 性检 测 4 结论 本 文详述 了两工位气 缸气 密性检测 台 的硬件设 计 ． 介绍 了该 工作 台和测量仪 的机械结构和功能实现 ， 并通过 P L C完成了工作台和测量仪的动作流程和检测 逻辑 基于该检测台开展气缸气密性快速检测的实验 验证 ， 现场使用情况表明， 该检测台软件和硬件运行可 靠 ， 在保证检测精度的同时取得 了较满意 的检测效率 可将缸径 2 0 一 1 0 0气缸 检测时 间缩 短至 6 0 s ， 只以 内， 可完全满足使用需求 。 参 考 文 献 [ 1 】 S MC 国 有限公 司． 现代 实用气 动技术 [ M] ． 北 京 机械工 业 出版社 ， 2 0 0 4 ， 1 1 0 2 3 0 ． [ 2 】 蔡茂 林． 现代 气动技术 理论与实践 第十讲 气 动系统 的节能 【 J J ． 液压气动与密封， 2 0 0 8 ， 5 ， 5 9 6 2 ． [ 3 ] 仝晓萌． 气缸气 密性快速检测关键技术研究[ D ] ． 北京 北 京航 空航 天大学 ． 2 0 1 3 ． 【 4 】 J B ／ T 5 9 2 3 2 0 1 3 ， 气动气缸技术条件[ S 】 ． 【 5 ] 彭光 正， 纪春华， 葛楠． 气 密性检测 技术现状及发 展趋势[ J ] ． 机 床与液压， 2 0 0 8 ， 3 6 1 1 1 7 2 1 7 4 ． 【 6 】 I n a g a k i T ． ，O k a m o t o Y ． D i a g n o s i s o f t h e L e a k a g e P o i n t o n a S t r u c t u r e S u r f a c e Us i n g I n f r a r e d T h e r mo g r a p h y i n Ne a r A mb i e n t C o n d i t i o n s 【 J ] ． N D T E I n t e rna t i o n a l ， 1 9 9 7 ， 3 0 3 1 3 5-1 42． 与 与 液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 4年 第 0 7期 例换 向阀， 调平油缸等元件组成 ， 其结构简图如图 1 所 示 ， 、 1 一 恒压变量泵2 一 压力补偿阎3 一 比例换 向阎4 一 梭阀5 一 调乎油缸 图 1 调平机构液压结构 简图 这是一个闭环控制系统 ． 当平台处于水平状态时 ． 作业平台与水平面夹角 o l 为 0 o ，当工作平台发生倾斜 时 ．夹角发生变化 ．此时传感器检测到这一角度 的变 化 ． 发出信号传到控制模块 ． 比例电磁阀根据信号大小 开启相应阀 口开度 ． 使液压油进入调平液压缸 ， 液压缸 活塞带动平 台向 仅减小 的方 向摆动。 随着夹角的减小 ． 比例 电磁阀的开度也减小直至变为 0 。 ．比例 电磁 阀关 闭 ． 进入平衡状态 ， 实现工作平台的 自动调平。 2 建立 AME S i m模 型 利用液压仿真平 台 A ME S i m软件的液压元件库建 立调平机构的仿真模型【3 J ． 并对其进行相应简化 ． 如图 2 所 示 。 调平油缸 图 2调 平 机 构 AME Si m HCD 模 型 3 仿真分析 给比例换向阀输入阶跃信号 ， 如图 3所示。 1 0O 8 6 0 口4 0 厘 2 0 4 6 8 l 0 时间 ／ s 输 入 信 号 对所建模型仿真分析 ． 仿真过程分两种情况 ． 一种 是不考虑 长管道中流体的可压缩性和在压力作用下对 管道 内壁 的作用 ．另外一种是考虑长管道 巾液体 的可 压缩性和对管道 内壁的作用l4 图 4为不考虑管道效 应时调平油缸活塞位移 ．图 5为考虑管道效应时调平 油缸 活塞 位移 从 图中可以看出． 不考虑管道效应时。 当有信号输 入到比例换向阀时 ． 液压缸活塞立刻开始 响应 。 信号中 断后 ．液压缸活塞运动也随之中止 在考虑管道效应 时 ． 当有信号输人时 ． 活塞并没有立刻运动， 而是在 1 ． 2 s 之后才运动 ． 响应明显 出现滞后 ． 并且在控制信号 中断 时． 液压缸 活塞还继续运动一段时间后才停止 ， 同时液 压缸 的位移也有小 幅减少 ．这就是 由于存在管道效应 的缘故 图 4不考虑管道效应时 活 塞 位 移 图 5考虑 管道效应 时 活塞 位 移 4结论 本文深入研究了百米登高平台消防车工作平 台的 液压调平机构 ．并利用 A ME S i m软件对其动态特性进 行仿真分析。仿真结果表明 ， 由于弹性变形 、 流体压缩 和能量损失等因素的存在 ．调平油缸活塞运动响应明 显滞后 ． 相同时间内位移也略有减少 。研究结果为液压 调平机构的设计 和控制方法选择提供 了理论依据 ． 具 有一定参考意义 参考 文 献 『 1 1 董舂芳， 朱玉杰， 冯 国红． 基于 A ME S i m 的长管道 液压系统 动 态仿真[ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 1 0 ， 1 7 3 7 5 ． 【 2 】 张玮， 冀宏， 于振燕， 等． 管道配置对 阀控缸 液压系统动态特 性 的影 响[ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 8 ， 1 o 7 4 7 6 ． 【 3 】 S m i t h A n n e ． T h i n g s L o o k i n g u p mr A e ri a l Wo r k Ha ff o r ms 0 ] ． D i e s e l P r o e s s N o a h A me r i c a n E d i t i o n ， 2 0 0 5 ， 7 1 1 1 2 - 1 4 ． ] 孑 L 晓武． 带 长管道 的负载敏 感系统 研究【 D 】 ． 杭 州 浙江 大学 ， 2 00 3． [ 5 ] C h a r l e s R． Y e n g s t ． A e fi M W0 r k P l a tf o r ms n o Lon g e r a B u b b l e R e a d y t o B u r s t 『 J ] ． D i e s e l P r o g r e s s N o r t h A me fi e a n E d i t i o n ， 2 0 0 2 ． 6 8 1 o 1 4 6 ． 一 0