基于AMESim的乳化液泵特性仿真

为了对乳化液泵的特性进行研究,在AMESim中建立RBW315/31.5型乳化液泵液压系统模型,对吸排液阀的开启、关闭过程及腔内压力的变化和冲击现象进行了研究分析,基于AMESim的液压系统仿真研究,物理意义明晰,分析灵活方便,对于分析研究乳化液泵的性能具有重要意义.     

吸液管路对乳化液泵性能影响及改善研究

针对大流量乳化液泵吸液性能差的问题,以乳化液泵的吸液管路为研究对象,建立吸液胶管阀口吸入压力、压力损失及管路参数的数学模型,分析对泵容积效率的影响,并利用AMESim软件建立乳化液泵单个系统的仿真模型,对乳化液泵吸液动态特性进行仿真。分析了吸入压力、压力损失、管长、管径对泵液力端性能的影响。提出增加吸入压力、减小管路压力损失和最优管径管长等相关措施,为乳化液泵吸液管路的设计及优化提供参考。     

基于振动烈度的乳化液泵配流阀弹簧故障特征提取研究

针对乳化液泵配流阀弹簧故障识别难度大、故障特征提取困难等一系列问题,提出一种基于振动烈度的乳化液泵配流阀弹簧故障特征提取方法。基于AMESim软件搭建乳化液泵仿真模型,通过分别设置不同参数模拟吸、排液阀弹簧故障形式,得到正常和吸、排液阀弹簧故障状态下的出口压力信号;根据振动烈度理论,将泵出口压力信号转换成加速度信号,在频域上对出口压力信号进行烈度特征值的提取和分析。研究结果表明：当吸、排液阀分别发生故障时,对出口压力烈度特征值的影响规律不同,随着吸液阀弹簧故障程度的加深,出口压力烈度特征值由正常时的15.82 mm/s2增大到20.58、28.18、34.85 mm/s2,且在断裂时达到最大值;随着排液阀弹簧故障程度的加深,出口压力烈度特征值由正常时的15.82 mm/s2减小到15.77、14.88、9.28 mm/s2,且在断裂时达到最小值。该结果可为后续乳化液泵的故障诊断提供理论依据。     

基于AMESim的智能综采工作面电液控制系统的

以智能综采工作面电液控制系统为研究对象,介绍该系统的工作原理,分析五柱塞乳化液泵、卸载阀、电液换向阀组的工作原理和结构特点,建立关键元件的数学模型。基于AMESim仿真软件,构建系统关键元件的仿真模型,对不同工况状态下的系统进行仿真,分析卸载阀关键结构参数对系统压力特性的影响。结果表明：仿真模型准确,液压系统性能良好,乳化液泵的流量仿真结果与传统计算方法数值吻合,卸载阀不同阻尼孔参数对系统压力特性影响效果不同。     

大采高液压支架立柱系统动态特性研究

大采高液压支架供液管路的工作压力为23～32.5 MPa、通流直径为38～60 mm、管路长度为1 000～1 500 m,供液管路具有明显压力、流量响应滞后效应,导致立柱缸液压系统的速度、位移动态特性较差。对液压支架大通径高压供液管路进行水锤试验,试验结果为:在流量为182.7、351.2和521.5 L/min时,压力波速分别为715、979和1 065 m/s。建立了AMESim管路模型和液压支架系统模型,分析管路长度、管路通径和初始压力对液压支架立柱动态特性影响规律。仿真结果表明:管路长度越大,管路通径越大,管路初始压力越小,立柱响应时间越长,升柱和降柱过程平稳性高,所用时间增长。     

乳化液泵站压力控制系统设计与仿真

乳化液泵站作为煤矿综采面液压支架和液压支柱的动力源,为液压系统提供高压、大流量的工作介质。基于电液比例溢流阀设计了乳化液泵站的压力控制系统。系统采用电液比例溢流阀,并在PLC控制中使用PID控制器执行逻辑操作,控制溢流阀的压力卸载。对控制系统进行了整体设计,建立基于电液比例压力控制的系统数学模型,并通过仿真软件对控制结果进行仿真分析。     

带有三角形节流槽的支架换向阀工作性能分析

现有支架换向阀仅可完成支架供液"通"与"断"的开关型控制功能,为解决由此诱发的支架液压系统内压力冲击剧烈问题,提出在主阀芯布置三角形非全周开口节流槽的换向阀改进设计方案。推导出三角形阀口节流面积计算公式,基于AMESim软件搭建了阀芯带有三角形节流槽的液压换向阀模型,进行了原始换向阀与改进换向阀工作性能的对比研究。仿真结果表明:主阀芯增设三角形节流槽后实现了换向阀阀口过流面积的变梯度分段增大,即在阀芯开度小于8 mm时,阀口通流面积平均梯度为5.5 mm~2/mm,在阀芯开度大于8 mm时,这一梯度数值增大至92 mm~2/mm;阀口通流流量与阀口工作压力同样可实现分段变梯度增大,由此可实现后续液压执行机构的平稳启动,并有效缓解液压系统内的压力冲击。该方法可为液压支架大流量换向阀比例化改进设计提供参考。     

基于AMESim的粉末压机液压系统节能控制

针对粉末压机压制频次高、能耗高、液压系统发热严重等问题,提出采用伺服泵组、大通径伺服阀及压力补偿等环节实现2.8 MN粉末压机液压系统的节能控制。利用AMESim软件搭建比例流量插装阀和伺服阀仿真模型,通过仿真验证模型的正确性;搭建2.8 MN粉末压机液压系统仿真模型,研究伺服泵组节能控制、伺服阀及压力补偿控制对液压系统功耗的影响。结果表明：采用伺服泵组节能控制可以有效降低压机待机阶段的液压系统功耗;采用伺服阀及压力补偿控制可实现压机工作阶段泵出口压力随负载变化而变化,有效降低泵出口压力和液压系统功耗。     

电动挖掘机LUDV液压系统流量匹配研究

以某型电动挖掘机LUDV液压系统为研究对象,从减小溢流损失、提高节能的角度,结合异步电机调速性良好的特点,介绍一种液压系统流量匹配方法。液压系统采用泵阀同步控制方式,预设多路阀的主阀压差为1.4 MPa,手柄信号同时控制定量泵的转速和LUDV多路阀的过流面积。提出挖掘机工作机构所需流量的数学模型,建立了液压系统AMESim仿真模型并进行仿真分析。仿真结果表明:当挖掘机执行机构单一或者复合动作时,泵的输出流量为期望值,泵的出口压力比最高负载传感压力高1.4 MPa;当系统流量饱和时,主阀压差减小,各执行机构流量按需求流量成比例分配而不发生干涉。     

宽窄行甘蔗种植机液压系统设计与研究

根据甘蔗宽窄行种植机的实际自动化作业需求,设计了该种植机的液压系统,并基于AMESim建立系统仿真模型,研究种植机液压系统液压特性和排种机构的输出特性。在比例调速阀的AMESim模型中,通过调节减压阀弹簧的初始力、初始位移和刚度大小、反馈腔的阻尼孔等主要参数获得了与产品样本一致的输出特性,从而为比例控制回路仿真提供合理的仿真参数,系统的其他仿真参数则由理论计算得到。仿真和试验结果表明:在种植机正常运行工况下,比例调速阀有较好的稳定速度的作用,在泵出口压力为10 MPa和泵出口流量20 L/min的条件下各执行元件都能协调工作,排种机构的转速最大误差为5.5%,种植机在不同行走速度下的播种间距均匀性较好,为甘蔗种植机的研究提供了参考。     

某型装备液压快速顶升及试验装置优化设计与仿真

针对某型装备维修空间小、应急维修功能缺失等特点,设计一种可移动式的液压快速顶升及试验装置;建立液压顶升装置AMESim仿真模型,通过9种运行工况下的模拟仿真,优化了液压快速顶升及试验装置的设计参数;考虑到流量阀调节作用以及系统沿程损失,设备设计溢流阀压力22 MPa、泵流量3 L/min、电机功率1. 5 k W。优化后的液压快速顶升及试验装置能良好地完成装备顶升及液压部组件的试验任务。     

液压支架高压大流量阀综合试验台设计与仿真

针对液压支架高压大流量阀设计以双蓄能器组为辅助动力源的试验台,配合增压缸实现系统的分时快速加载。该试验台可为被试阀提供近乎阶跃的短时大流量高压冲击,模拟液压支架承受严重顶板冲击的工况。基于AMESim软件搭建试验系统的仿真模型,并以FAD100/40型安全阀为试验对象,进行冲击压力安全性和公称流量启溢闭特性仿真分析。结果表明：所设计的安全阀冲击安全性试验系统能在规定时间内达到国家标准规定的阀前冲击压力;公称流量启溢闭特性试验系统提供的被试阀开启压力、流量、压力上升梯度及公称流量溢流时间均满足国家标准,进一步验证了试验台及试验方法的合理性。     

压裂液连续混配石油设备液压系统分析与优化

压裂液连续混配常规采用阀前负载敏感液压系统作为其液压动力系统,由于混配施工工艺不断改良细化,在大扭矩工况下多马达复合动作,液压系统流量饱和情况下流量优先向轻载分配。为解决这一问题,优选阀后负载敏感液压系统,在流量供给不足情况下,同比减少各负载流量供给,实现马达同步动作。基于AMESim仿真软件,分别搭建连续混配设备阀前及阀后负载敏感液压系统仿真模型,得到泵与马达压力、流量及功率变化曲线。仿真结果表明:阀后负载敏感系统中,负载敏感泵输出功率始终与负载所需功率相匹配;系统流量充足时,泵输出流量始终随着系统所需流量的变化而变化;系统流量不足时,阀后负载敏感阀可以实现流量共享,各马达负载同步动作。实验结果表明：仿真与实验数据差距小于3%,阀后负载敏感系统可以按照阀口开度比例分配各路负载流量,实现各负载平稳动作。     

矿用乳化液泵排液阀阀芯的影响及优化

针对BRW200/31.5型矿用乳化液泵在运行中噪声大、排液阀阀芯容易变形以及断裂等问题进行研究。通过对泵建立AMESim模型,分析得到泵的噪声是由于排液阀阀芯撞击引起的;基于ANSYS静力学仿真,对排液阀阀芯在工作情况下的受力以及变形情况进行仿真分析,并通过改变阀芯的结构参数来进一步优化阀芯,为加工制造提供理论依据。     

基于插装阀的乳化液泵站液压系统研究

提出了采用插装式液压阀的液压支架乳化液泵站液压系统的设计思想和设计方案,分析了其工作原理和设计要点。结论认为：采用插装式液压阀取代原来的管式阀能显著改善泵站的工作性能,提高其工作可靠性和效率,降低制造难度和成本,便于使用和维护,具有推广价值．     

基于电液混合储能的电动挖掘机动臂节能驱动系统特性

针对现有电动挖掘机采用多路阀控系统造成的能效低、电池装机容量大但续航时间短的不足，提出一种变转速双泵直驱液压挖掘机动臂系统。根据动臂液压缸面积比配置2个液压泵/马达的排量，实现液压缸流量匹配。采用液压蓄能器与超级电容进行混合储能，实现动臂重力势能的高效回收利用。分析所提系统的工作原理，建立系统多学科联合仿真模型，分析系统运行特性和能量特性。研究结果表明：双泵直驱挖掘机动臂系统具有良好的控制特性，速度运行平稳。与传统多路阀控系统相比，双泵直驱挖掘机动臂系统节能效果显著，蓄能器压力21 MPa和容积180 L时，重力势能回收效率为79.9%,能耗减少64.6%,进一步通过合理选择蓄能器工作压力和容积，双泵直驱动臂系统的节能效果可达到65%以上。     

基于AMESim的双级保护大流量安全阀开启压力及流量特性影响因素研究

在分析某型双级保护大流量安全阀工作原理的基础上,建立双级保护安全阀的数学模型;借助AMESim16.0软件建立双级保护大流量安全阀及包含安全阀的支架液压仿真模型,进行仿真分析,得到安全阀开启压力、流量特性曲线。为进一步探究影响双级保护大流量安全阀开启压力、流量特性的因素,改变一级直动阀的直径、二级差动阀进液口直径及二级差动阀芯小端直径并在支架液压模型中进行仿真分析。结果表明:一级直动阀阀芯直径为11.5 mm时,开启压力为40 MPa;给定进液口为直径34 mm、二级差动阀芯小端直径为30 mm时,二级差动阀开启压力约为45 MPa。仿真结果为更好地应用双级保护大流量安全阀提供参考。     

负载敏感液压系统节能设计及AMESim仿真分析

阀后补偿负载敏感液压系统中关键元件压力补偿阀通过阀前后补偿压差来调节流量,因而会造成一定的能量损失,降低系统效率的同时元件使用性能及寿命也大大降低。鉴于此,提出一种以串联液阻分压来降低补偿压差的节能阀后补偿负载敏感液压系统。利用AMESim仿真软件建立仿真模型并进行仿真分析。结果表明：在相同的工况下,改进后的负载敏感系统,能够降低工作时压力补偿阀的能量损耗,提高系统及元件的性能及使用寿命。所得结论为阀后补偿负载敏感液压系统的优化设计提供了参考。     

矿用液压支架大流量安全阀卸荷性能分析

针对液压支架大流量安全阀在冲击载荷作用下不稳定的问题,以矿用液压支架上的FAD500/50型大流量安全阀作为研究对象,依据其结构和工作原理,利用AMESim软件对安全阀过载时的卸荷性能进行仿真分析,得到安全阀溢流时压力与流量动态输出特性以及阀芯运动规律特性。结果表明：在冲击载荷下,安全阀压力超调量和压力超调率分别为5.9 MPa和15%;安全阀开启瞬间阀芯会产生震荡,突变载荷是阀芯产生震荡的主要因素。最后通过试验证明了安全阀回路压力损失随着乳化液流量的增大而增大,但在0~320 L/min公称流量下,安全阀的压力损失低于7 MPa,系统整体运行稳定。     

高速开关阀先导控制电液换向阀特性研究

针对现有液压支架使用乳化液传动介质电液换向阀存在流量控制不精准、压力冲击大、造成地下水污染等问题,提出使用水基高速开关阀先导控制电液换向阀,实现对主阀控制腔压力和主阀芯位移的精准控制。提出高速开关阀先导控制电液换向阀的液压桥路,针对先导高速开关阀提出复合PWM控制策略,将滞后时间缩短15.8 ms;提出脉频调制和脉宽调制占空比的方式控制主阀位移。仿真结果表明：在先导高速开关阀驱动信号一定占空比范围内主阀芯位移可以呈现比例开启效果。最后进行试验研究,试验结果证明高速开关阀作为先导级提升了主阀的响应速度。