無蓄能器型液壓沖擊機構(gòu)流量匹配關(guān)系研究.pdf

1、液壓沖擊機械是一種靠液壓驅(qū)動使活塞獲得動能,通過撞擊將巖石破碎的工程機械。隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的擴大,液壓破碎錘、鑿巖機等沖擊機械的應(yīng)用越來越廣泛。而液壓沖擊機構(gòu)是這些高速大功率沖擊機械的共同且核心的部分。面對世界范圍的石油緊缺,工程機械必將朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。目前,液壓沖擊機械多數(shù)裝配在挖掘機上,由本來給鏟斗油缸供油的泵給沖擊機構(gòu)供油。這種方式并未考慮到?jīng)_擊機構(gòu)活塞速度變化十分劇烈的工作特點,因此不是最節(jié)能高效的匹配方式。對于

2、帶蓄能器的液壓沖擊機構(gòu),蓄能器在沖擊機構(gòu)工作過程中起到適時吸收或釋放油液的作用。相關(guān)文獻(xiàn)表明,即使不配置蓄能器,沖擊機構(gòu)的沖擊能與帶蓄能器時相比只有微小降低。再加上蓄能器價格昂貴、壽命低等因素,取消蓄能器成為沖擊機械的發(fā)展趨勢。因此,本文以無蓄能器型液壓沖擊機構(gòu)為研究對象,以輸出的沖擊能最大為主要目標(biāo),探討液壓泵與沖擊機構(gòu)的最佳匹配方式。
　　本文將無蓄能器型液壓沖擊機構(gòu)的工作過程分為5個階段,在深入分析工作原理的基礎(chǔ)上,建立了沖

3、擊機構(gòu)活塞、氮氣室、換向閥芯等元件的動力學(xué)方程及液壓油路的油液平衡方程。在Matlab中對簡化的模型進行了求解,得出了活塞速度變化趨勢及所需流量變化趨勢。
　　在沖擊機構(gòu)非線性數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用AMESim軟件結(jié)合功率鍵合圖思想建立了沖擊機構(gòu)的活塞-缸體、氮氣室、換向閥、變量泵的仿真模型,按照實際物理結(jié)構(gòu)組合成完整模型。將實測圖紙得到的參數(shù)代入仿真模型進行仿真,得到了不同流量大小和恒流、恒壓、恒功率三種供油方式下的沖擊性能曲線

4、。通過仿真曲線的對比分析,得出了“恒壓泵為沖擊機構(gòu)的最佳供油方式,供油量越大沖擊能越大”的結(jié)論。
　　為獲得反映沖擊機構(gòu)性能的沖擊能、沖擊頻率等數(shù)據(jù),本文設(shè)計了基于虛擬儀器的測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)軟件由LabVIEW語言編寫,硬件由傳感器、NI公司的數(shù)據(jù)采集卡等組成。應(yīng)用設(shè)計的測試系統(tǒng)對沖擊機構(gòu)進行了不同流量大小下的性能測試,獲取了液壓系統(tǒng)壓力、流量、活塞速度、沖擊能、沖擊頻率等數(shù)據(jù)的變化曲線,證明了仿真得出的結(jié)論。
　　本文的