基于AMEsim液压破碎锤结构的优化分析.pdf

基 于 A ME s i m 液 压 破 碎 锤 结 构 的 优 化 分 析 口曾鹏 口易建钢 口沈永来 。 1 ． 江汉大学 数学与计算机科学学院武汉4 3 0 0 5 6 2 ． 江汉大学 机 电与建筑工程学 院武汉4 3 0 0 5 6 3 ． 湖北三 江航天红峰控制有 限公司 湖北孝感4 3 2 0 0 0 摘 要 介绍 了液压破碎锤 的工作原理和基本构成 。在 AM E S i m仿真环境下 ， 利 用 A ME S i m 的图形化 建模 方法， 建立 了液压破碎锤 系统结构的 完整仿真模 型。在仿 真结果上进行 了简要 的分析 ， 为液压破 碎锤 的结构优化提供 了一 定的参考 依 据 。 关键 词 液压破碎锤A ME S i m建模 结构优化 中图分类 号 T H1 3 7 文献标识 码 A 文章编号 1 0 0 0 4 9 9 8 2 0 1 3 0 5 0 0 2 6 0 3 液 压 破 碎 锤 是 一 种 以 液 体 传 递 压 力 为 动 力 的 破 碎 冲 击 器 ] ， 若 变 换 钎 杆 ， 亦 可 用 于 除 锈 、 振 捣 和 打 桩 等 特 定 工 作 ， 因 而 被 广 泛 应 用 于 高 铁 建 设 、 开 山 碎 石 、 道 路 整 修 、 矿 石 开 采 、 房 屋 拆 迁 等 各 行 各 业 。 近 十 年 来 ， 中 国 液 压 破 碎 锤 市 场 发 展 迅 猛 ，而 国 内 拥 有 自主 研 发 能 力 的 企 业 极 少 ， 对 液 压 破 碎 锤 进 行 专 研 的 人 员 不 多 ， 国 产 产 品 与 世 界 先 进 产 品 之 间 存 在 着 较 大 的 差 距 。 而 对 于 液 压 破 碎 锤 液 压 系 统 仿 真 研 究 ， 国 内 有 一 些 学 者 主 要 是 采 用 键 合 图 方 法 进 行 分 析 ， 为 系 统 优 化 设 计 提 供 了 合 理 的 建 议 。AME s i m 是 一 款 基 于 键 合 图 的 机 电 液 系 统 建 模 与 仿 真 分 析 软 件 ． 已 成 为 热 、 磁 、 机 械 、 电工 电 子 、流 体 传 动 与 控 制 等 各 种 领 域 复 杂 系 统 的 建 模 仿 真 平 台 ，可 以 进 行 非 常 直 观 的 各 类 图 形 用 户 界 面 仿 真 。 本 文 简 要 介 绍 液 压 破 碎 锤 液 压 系 统 的 基 础 ． 建 立 了 液 压 系 统 的 AME S i m 仿 真 模 型 ， 分 析 了 其 活 塞 工 作 性 能 仿 真 曲 线 。进 行 了 不 同 参 数 变 化 引 起 的仿 真 结 果 对 比 分 析 。 从 而 得 出 了一 些 提 高 系 统 破 碎 性 能 的 优 化 建 议 。 湖北省 自然科学基金资助项 目 编号 2 0 1 1 C D B1 7 2 湖北省教育 厅科研 项 目 编号 D2 0 1 1 4 5 0 2 武汉市科技攻关项 目 编号 2 0 1 1 5 0 6 9 9 1 8 9 0 9 收稿 日期 2 0 1 2年 1 2月 1 液压破碎锤 结构 与基本工作原理 现 用 的 破 碎 锤 基 本 上 都 是 气 液 联 动 式 的 ．与 传 统 的 纯 液 式 破 碎 锤 相 比 ．气 液 联 合 作 用 式 液 压 破 碎 锤 具 有 结 构 合 理 紧 凑 ， 冲 程 打 击 力 大 且 压 力 脉 动 较 小 的 特 点 ， 其 工 作 原 理 示 意 如 图 1所 示 。 气 液 联 合 作 用 式 液 压 破 碎 锤 的 主 要 工 作 系 统 可 以 分 4部 分 组 成 氮 气 室 、 钎 杆 、 液 压 换 向 阀 和 油 缸 [ 。氮 气 室 的作 用 是 在 回程 时 储 存 大 量 的 能 量 。然 后 在 冲 程 时 释 放 出来 。 给 活 塞 一 个 向 下 的 冲 击 推 动 力 ； 钎 杆 则 是 系 统 的 工 作 机 构 ， 其 功 能 是 与 活 塞 发 生 冲 击 碰 撞 后 ， 将 冲 击 能 直 接 用 来 破 碎 物 体 。 整 套 系 统 的 核 心 液 压 元 件 由 换 向 阀 和 液 压 缸 组 成 ， 液 压 系 统 通 过 行 程 反 馈 方 式 控 制 换 向 阀 的 油 路 通 断 情 况 ，从 而 达 到 改 变 活 塞 运 动 方 向 的 目 的 。 活 塞 在 液 压 缸 中 作 往 复 直 线 运 动 ， 不 停 地 压 缩 氮 气 室 和 冲 击 钎 杆 ，是 整 套 系 统 中 最 重 要 的 执 行 元 件 ， 其 运 动 规 律 及 整 套 系 统 的 工 作 过 程 分 析 如 下 。 1 ． 1 活 塞 回 程 阶 段 当 系 统 处 于 图 1中 a 所 示 的 状 态 时 ， 高 压 油 通 过 管 道 分 别 进 入 活 塞 的 下 腔① 和 液 压 换 向 阀 的 上 端 腔 ⑧ ， 腔⑧ 的高 压油 将整 个换 向阀压 在其 行程 的最 下端 。 构 的 工 作 原 理 ， 设 计 出 既 能 完 成 装 卸 料 动 作 ， 又 能 保 证 工 作 可 靠 的 上 料 机 构 。 参 考 文 献 [ 1 ] 路 甬祥． 液 压气动 技术 手册 [ M] ． 北 京 机 械工业 出 版社 ， 2 0 o 2 ． [ 2 ] 周骥平 ， 林 岗． 机械制造 自动化技术 [ M] ． 北京 机械工业 出 版社 ． 2 0 0 3 ． 2 0 1 3 ／ 5 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 李 向明 ， 谈宇． 机床 自动化与 自动线 [ M] ． 北 京 机 械工业 出 版 社 ． 1 9 8 1 ． 俞启容． 机床液压传动 [ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 8 3 ． 马福昌． 金属切削原理及应用 [ M] ． 济南 山东科技 出版社 ， 1 983 ． △ 编 辑 日月 机械制造5 1 卷 第5 8 5 期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m