基于AMESim的旋转平台电液比例液压系统的仿真研究

　　高速线材是国家基础建设中大量使用的钢材料之一,其质量和产量直接关系到国民经济的发展。为了研究旋转平台液压系统主要参数对高速线材收集效率的影响,建立了旋转平台电液比例阀控液压系统的AMESim模型,在AMESim仿真环境中对系统负载过程进行仿真,并对仿真结果进行了分析,为旋转平台电液比例液压系统改进提供参考。

　　1 仿真问题的提出和目的

　　由于目前旋转平台液压系统以及各元件的选型,都是采用经验公式或是类比的方法,设计出的系统需经装配、试运行后方可知系统设计的优劣和经济合理性。如若发现设计不合理,则需改进设计并重新选型,造成设计周期过长、效率不高、经济性下降,情况严重时还会在试运行时损坏元件,造成不必要的损失。

　　对此,作者提出在设计完成后先对系统做计算机仿真,初步了解系统运行时的各种特性,减少设计的盲目性,以确保高速线材旋转平台液压系统运行时的安全性和稳定性,并缩短设计周期、提高经济效益。通过对旋转平台液压系统进行仿真,来获得相关的数据(系统实际最高压力、最大流量、液压泵及液压马达的实际压力、转矩和功率等),用以确保液压系统及各液压元件在各种工况下的安全性和可靠性,为系统改进提供一定的参考。

　　2 AMESim软件介绍

　　AMESim是法国IMAGINE公司于1995年推出的专门用于液压/机械系统的建模、仿真及动力学分析的软件,该软件包含了IMAGINE的专门技术并为工程设计提供交互能力。AMESim为流体动力(流体及气体)、机械、热流体和控制系统提供一个完善、优越的仿真环境及最灵活的解决方案,使用户能够借助其友好的、面向实际应用的方案,研究任何元件或回路的动力学特性。还可以通过模型库的概念来实现,而模型库可通过客户化来不断升级和改进。AMESim在航空航天工业汽车制造和传统液压行业等领域得到了广泛的应用。

　　3 旋转平台电液比例阀控液压系统模型的建立及仿真

　　3.1 旋转平台电液比例液压系统的构成

　　图1是旋转平台液压系统原理图(不包括液压动力源部分)。可知,压力油经高压管路滤油器5到达比例阀1。当1DT得电时,压力油通过电液比例阀A口进入液压马达,使液压马达带动旋转平台顺时针旋转;当2DT得电时,压力油通过比例阀B口进入液压马达,使液压马达带动旋转平台逆时针旋转。为了防止旋转平台由于机械卡死而造成液压系统的损坏及发生其他事故,在液压马达前面设置了两个溢流阀2,设定压力11MPa,起过载保护作用。由于旋转平台的惯性较大,当旋转平台到位后,为防止其晃动,减速机带有一个液压制动装置,由电磁换向阀3来控制进入液压制动装置的液压油的通断, 3DT得电时,液压油通,摩擦片松开,减速机可转动;3DT失电时,液压油断,摩擦片抱紧花键轴,减速机不可转动。通过减压阀4来设定进入液压制动装置的油压,设定压力2 MPa。设置高压管路滤油器5的目的是保证进入比例阀的压力油的清洁度,防止因油液的不清洁而影响比例阀的工作性能,确保比例阀正常工作。设置的过滤精度为10Lm。为了防止滤芯堵塞时压差过大而致滤芯损坏,装有一个压差报警开关。