陶瓷压砖机液压顶出系统建模与仿真

　　陶瓷压砖机 ( 文中简称压砖机) 用于将陶瓷粉料压制成形状规则的砖坯，是集机、电、液于一体的高技术、高精度的现代化陶瓷机械设备。随着我国陶瓷工业的不断发展，对压砖机性能提出了更高的要求^[1]。

　　液压系统是压砖机的核心部分，其稳定性、可靠性和精确性影响着压砖机的稳定运行及工作速率与压砖机液压系统的动态性能，很大程度上决定了砖坯的成型质量，因此有必要对压砖机液压系统进行分析研究。而液压系统中的顶出系统，由二通插装阀、比例阀、不对称缸、管道等液压元件组成。以顶出系统为对象进行建模与仿真，对于整个液压系统的建模仿真，既具有普遍意义，又具有指导意义。

　　通过建立陶瓷压砖机液压系统中的顶出系统的数学模型并求解，再采用计算机液压仿真软件AMES-im，根据压砖机的液压原理图，建立了仿真分析模型，并进行仿真，然后将AMESim 仿真结果和数学建模求解的结果进行比较，对比求证AMESim 软件能否如实反映压砖机顶出系统的物理特性，为进一步分析该顶出系统的动态工作特性提供理论基础。

　　1 顶出系统基本构成与工作原理

　　顶出系统的液压原理图如图1 所示，液压油从泵站输出后，经过过滤系统等辅助系统进入顶出系统。顶出系统的主要液压元件包含: 二通插装阀V1 和V2、电磁换向阀 ( 阀1、阀2、阀3、阀4) ，地坑式单缸顶出装置。具体工作原理如下。

　　( 1) 模具的锁紧与松开

　　模具的锁紧与松开由电磁换向阀4 控制锁模缸，使下模芯托板与顶杆组达到锁紧与松开状态。电磁换向阀4 处于失电状态时，系统压力油进入锁模缸上腔，下腔处于排油状态，模具锁紧: 当电磁换向阀4得电时，锁模缸下腔进压力油，锁模缸上腔处于排油状态，模具松开。

　　( 2) 下模芯的升降运动

　　下模芯的升降运动包含顶坯( 即下模芯的顶出) 、填料( 下模芯的一次下降) 、墩料( 下模芯的二次下降) 及清扫模芯( 下模芯的越位顶出) 四种运动状态。前三种运动为顶模装置的工作状态，第四种运动仅在清扫模具时出现。

　　顶坯 ( 下模芯的顶出) 。电磁换向阀2 的电磁铁失电，所对应的插装阀V2 关闭; 电磁换向阀1 的电磁铁得电，对应的插装阀V1 打开; 压力油经插装阀V1 进入顶模装置A 缸的上腔，A 缸上升，A 缸下腔的压力油经电磁换向阀2 排回油箱。同时，电磁换向阀3 的电磁铁得电，压力油经电磁换向阀3，通过单向节流阀进入B 缸，使B 缸套上升，下模芯处于顶坯工作状态。

　　填料 ( 下模芯的一次下降) 。电磁换向阀2 的电磁铁得电，插装阀2 开启; 电磁换向阀 1 的电磁铁失电，插装阀 V1 关闭; 压力油经电磁换向阀2 进入顶出缸A 缸的下腔，A 缸上腔油液经插装阀V2 排回油箱，顶模缸实现一次下降。空出的空间即为填料空间。