液压破碎锤系统的联合仿真
基于MATLAB simulink的液压系统动态仿真

汇报人:xxx
一、阀控液压系统缸简介
液压动力元件可以分为四种基本形式:阀控液压缸、阀控液压马达、泵控 液压缸和泵控液压马达。四种液压动力元件虽然结果不同,但其特性是类 似的。
阀控液压缸系统是工程上应用较广泛的传动和动力系统。由于阀控对称液
压缸系统比阀控非对称液压缸系统具有更好的控制特性,因此,在实际生 产中得到了广泛的应用,但是对称液压缸加工难度大,滑动摩擦阻力较大,
需要的运行空间也大,而非对称液压缸构造简单,制造容易。
四通阀控制对称液压缸是液压系统中一 种常用的液压动力元件 工作原理
如图1所示,四通滑阀控制液压缸拖 动带有弹性和粘性阻尼的负载作往复 运动。其中,假定供油压力Ps恒定, 回油压力P0近似为零。
图1 四通阀控制对称液压缸原理图
图2 常见四通阀图片
dxp
Vt dpL
2 d xp dxp 液压缸和负载 AppL mt 2 Bp Kxp FL 的力平衡方程: dt dt
三个基本方程经过拉氏变换得:
qL Kqxv KCpL dxp Vt dpL qL Ap CtppL dt 4 e dt d 2 xp dxp AppL mt 2 Bp Kxp FL dt dt
表1 仿真参数
仿真结果 (取样时间T=1s)
图4 系统压力P/Pa 图5 油缸输出力F/N
由仿真结果图得出:
可以看出系统的压力与液压缸的输出力从0逐渐上升,在t=0.5s时,系统达到 稳定状态,此时系统压力为 P=7.41×106 Pa,液压缸的输出力为F=5000 N, 符合预期设计要求
可以看出开始时,活塞杆的位移 很快达到2.8 mm且有振荡,随后 在系统达到稳定状态的过程中, 活塞杆的位移逐渐减小到0,这表 明活塞杆只在结构物破坏的一瞬 间有位移,其他时间活塞杆只输
乳化液冲击破碎锤设计及特性仿真

乳化液冲击破碎锤设计及特性仿真张德生【摘要】为解决综采工作面大块煤破碎问题,该文开发了一种采用乳化液作为工作介质的冲击破碎锤,并对其仿真优化.基于低频重载原理设计了蓄能器、控制阀和锤体分置式冲击锤,利用蓄能器、二通插装阀和单向阀等搭建了非连续工作模式液压控制系统,初步确定了冲击破碎锤的主要性能和结构参数.利用AMESim系统仿真软件建立了乳化液冲击破碎锤仿真模型,验证了活塞冲击复位功能,确定了活塞和钎杆的冲击距离,在模型中特别考虑了管路阻力特性.仿真结果表明:蓄能器冲击最大流量达4000 L/min,活塞上腔峰值流量接近7000 L/min,具有超大流量特征,活塞最大冲击速度约10 m/s;采用锥状缓冲结构,可有效降低空打过程活塞与导向套的冲击.乳化液冲击破碎锤为井下大块煤岩破碎提供了一种新的途径.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P28-31)【关键词】乳化液破碎锤;液压冲击;超大流量;特性仿真【作者】张德生【作者单位】天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013;中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD451引言大采高综采综放工作面片冒或垮落的大块煤,具有块度大、硬度高和处理难的特点,严重影响煤矿安全高效生产,成为困扰井下生产的一大顽疾。
传统作业依赖人工抡锤或持风镐处理,现有的机械化装置尝试多安放在转载点,由于体积庞大,无法在工作面尤其是综放后部工作面使用,迫切需要一种结构紧凑、效率高的破碎装置[1-2]。
工程机械上广泛应用的液压破碎锤具有体积紧凑、比功率大的特点,可用于大块的破碎作业。
但现有液压破碎锤采用矿物油作为工作介质,其密封件、结构材料和滑阀式控制阀对乳化液适应性差,直接用于井下需要设置专门的动力源;蓄能器、控制阀等和锤体集成于一体,导致重量大,搬运安装不便;同时一体式安装蓄能器体积小,单次冲击提供的冲击能量小。
液压系统动态性能仿真研究

液压系统动态性能仿真研究液压系统是一种非常重要的动力传输装置,其广泛应用于工业、航空、军事、汽车等领域。
为了使液压系统具有更好的工作效率和性能表现,需要进行动态性能仿真研究。
本篇文章将介绍液压系统动态性能仿真的基本原理及其在实际应用中的优点和实践操作。
第一章:液压系统动态性能仿真的基本原理液压系统是一种能量传递系统,能够将液体作为介质传递能量,并实现机械工作的过程。
液压系统的动态性能表现是指系统在工作过程中所表现出的动态特性,包括各种参数的变化规律、动态响应性能、运动稳定性以及控制特性等等。
液压系统动态性能仿真技术是应用计算机数值模拟、数学建模和仿真技术,对液压系统的工作过程进行模拟和再现,以便在实际应用中解决液压系统的动态性能问题。
其中,数值模拟就是指通过计算机软件对液压系统的建模和仿真,以便更精确地模拟液压系统的动态特性。
液压系统动态性能仿真的基本原理包括如下两个方面:1.数值模拟:利用计算机仿真软件,结合液压系统的实际情况,建立数学模型,并进行数值模拟计算,获得系统在不同工作条件下的动态特性。
2.动态特性分析:通过仿真计算获得系统在不同工作条件下的动态特性,在此基础上进行分析其动态特性,找出问题,并提出改善或优化方案。
第二章:液压系统动态性能仿真的优点液压系统动态性能仿真技术的应用,有以下几个优点:1.提高系统设计思路:通过系统仿真,可以得出不同工况下系统参数之间的关系,以及对系统性能的影响。
这些分析结果可以引导液压系统的设计方向,并帮助设计师更快速、准确地完成系统设计。
2.优化设计方案:通过仿真得到的系统性能数据,可以对系统进行优化设计,以实现更好的性能和效益。
在模拟分析的过程中,可以建立多种方案,通过对比不同方案的性能数据,确定最优的方案。
3.缩短研发周期:液压系统动态性能仿真技术可以帮助在设计和研发阶段确定更好的系统方案,避免在试验中浪费时间和资源,从而加速研发进度,缩短研发周期。
4.降低生产成本:通过仿真分析,可以较早地找出系统设计中的问题和缺陷,从而更快速地进行改进。
液压破碎锤的三维建模及改进设计

() a改进前 () b 改进后 图 2改进前后液压破碎锤三维装配模型
4 C 0液压破碎锤 的改进设计 7 Y
41Y 7 . C 0液压 破碎锤 结构 改进 方案
通过分析原始模型的结构 , 已发现结构 中不合理的地方 , 需
改进 的零件及改进方案 , 如表 2 所示 。
表 2 零件 的改 进 方案 及 其原 因
Aie e in me h d o c e e a ig a d d c l a ig c n r l f t p d d d sg t o sf ra c l r t n e eer t o to e n n o s
mo or a e n p o e s t s do rt u b Z N i u ,H Gj—a g HA G L- n Z AN itn j ( co l f c aia E gn eig& A tm t a o , ot nvri f hn ,a u n0 0 5 , hn ) S h o o h nc l n ie r Me n uo ai t n N r U i syo iaT i a 3 0 C ia zi h e t C y 1
将由 P0 r 建立的模型保存为 i 格式并导人 A S S g s N Y 有限元 液压破碎锤工作环境恶劣 , 易 在下缸体和下导 向套之间卡死 软件 : 采用三角形网格 , 在钎杆底部添加全约束以限制钎杆各个方 内壁改为上缸套、 中缸 参照液压破碎锤主流设计 , 套、 下缸套的内壁形状 , 简化零件数量 , 降低加工 向的位移, 并在钎杆顶部施加垂直向下的均布载荷 6MP 。材料弹 8 a 体化设计 装配难度 性模量为 2 E a泊松 比为 0 。钎杆原始模型和改进模型的应 . 1P , 1 1 . 3 利于密封 , 也可缓解 钎杆 回弹的冲击 力云图和位移云图, 如图 7 1 所示。 ~2 分析结果汇总, 如表 4 所示。 头部改为大曲率半径 改善应力状况 对称增加一根 改善钎杆 的变形状况 头部呈 十字形螺丝刀状 改善应力状况
液压传动系统(第5版)课件:液压传动系统的仿真简介

9.2 液压系统仿真软件AMEsim
功率——负载特性曲线
9.2 液压系统仿真软件AMEsim
旁路节流调速回路的AMESim仿真
9.2 液压系统仿真软件AMEsim
创建完回路后,进入参数模式,选择菜单【Settings】→【Batch parameters】,弹出对话框“Batch Parameters”,将7号元件的变 量“constant value”拖动到该对话框的左侧列表栏中,修改该对话框 右侧列表栏中的“Value”、“Step size”、“Num below”为0.5、0.2、2。点击OK按钮
三.进油节流调速回路的AMEsim仿真
切换到仿真模式 ,单击设置运行参数按钮 ,弹出 “Run Parameters”对话框,选中该对话框中 “General”选项卡中的“Run type”框中的单选按 钮“Batch”,表示要进行批运行
三.进油节流调速回路的AMEsim仿真
绘制液压缸活塞杆运动速度(rod velocity)曲线
值的说明的是,本章中所列 举的图形标题中带有“仿真草图” 字样的图形都采用的AMEsim的 库中的图标符号,读者在学习中 应注意同国家标准规定的液压元 件等的图形相区别。
二.AMEsim液压系统仿真的基本方法
1.创建元件的草图 2.设定图标元件的 数学描述;
3.设定元件的参数 4.初始化仿真运行 5.绘图显示系统运 行状况
三.进油节流调速回路的AMEsim仿真
进入参数模式,选择菜单【Settings】→【Batch parameters】,弹出对话框“Batch Parameters”, 将7号元件的变量“constant value”拖动到该对话框 的左侧列表栏中
基于AMEsim的液压系统建模与仿真

基于AMEsim的液压系统建模与仿真AMEsim是一种用于系统建模和仿真的软件,它可以用于多种领域的系统仿真,包括液压系统。
在液压系统建模和仿真方面,AMEsim提供了一种方便、精确和高效的方法。
液压系统是一种将液体用于传递能量和执行力的系统,在工程领域中广泛应用。
液压系统主要由液压泵、液压马达、液压缸、液压阀等多个液压元件组成,通过控制液压元件之间的液压流动完成特定的工作。
液压系统的性能对于机械系统的运行和效率有着重要的影响,因此对液压系统进行建模和仿真具有重要的意义。
基于AMEsim的液压系统建模和仿真可以帮助工程师更好地了解液压系统的工作原理,优化系统设计和参数配置,预测系统性能和响应,从而提高系统的效率和可靠性。
液压系统建模和仿真的具体步骤如下:1. 收集系统参数和特性:需要收集液压系统中液压泵、液压马达、液压缸、液压阀等液压元件的参数和特性,包括流量、压力、功率等参数,以及元件的工作特性曲线。
2. 建立系统模型:在AMEsim中,可以使用图形化界面来建立液压系统的模型。
可以通过拖拽和连接不同的液压元件来建立系统的拓扑结构,并设置元件的参数和特性。
3. 设置系统控制策略:液压系统的控制策略对系统的性能和响应有着重要的影响。
在AMEsim中,可以使用控制器元件来定义系统的控制策略,例如PID控制器、模糊控制器等。
4. 进行仿真分析:在模型建立完成后,可以对液压系统进行仿真分析。
可以通过设置仿真时间和步长来指定仿真的时间范围和时间步长,并监测和记录系统的各种变量和参数。
5. 评估系统性能:通过分析仿真结果,可以评估液压系统的性能和响应,例如压力、流量、速度、加速度等。
可以比较不同系统设计和控制策略的性能差异,找到最佳的系统配置和控制策略。
1. 精确性:AMEsim提供了准确的液压元件模型和流体动力学模型,可以精确地模拟液压系统的行为和性能。
2. 快速性:AMEsim具有高效的仿真算法和计算引擎,可以快速地进行系统仿真,并得到准确的结果。
液压机械系统建模仿真软件AMESim及其应用

液压仿真软件AMESim及其应用在现代工业中,随着对液压机械设备的性能要求以及机电液一体化程度的不断提高,对液压传动与控制系统的性能和控制精度等提出了更高的要求,传统的以完成设备工作循环和满足静态特性为目的的液压系统设计方法已不能适应现代产品的设计和性能要求。
如果要对液压机械系统进行动态特性分析和采用动态设计方法,就需要运用计算机仿真技术,它是利用计算机技术研究液压机械系统动态特性的一种新方法。
计算机仿真技术不仅可以在设计中预测系统性能,缩短设计周期,降低成本,还可以通过仿真对所涉及的系统进行整体分析和评估,从而达到优化设计,提高系统稳定性及可靠性的目的。
仿真首要任务就是建立数学模型,重点和难点也是进行建模,然后才可能进行计算机仿真研究,而建模是一件相当复杂的工作。
目前常用的建模方法有传递函数法、状态空间法、功率键合图法等。
模型建立的好坏直接关系到仿真的结果,不恰当的模型有可能得出相反的结论。
目前绝大多数软件采用状态方程建模,这些对一般的液压工作者来说,要求较高,有相当的难度。
1建模仿真软件——AMESim基于建模过程的复杂性以及给仿真研究带来的不便,近几年来国外尤其是欧洲陆续研制出一些更为实用的液压机械仿真软件,并获得了成功的应用。
AMESim就是其中杰出的代表。
它是法国IMAGINE公司于1995年推出基于键合图的液压/机械系统建模仿真及动力学分析软件。
它由一系列软件构成,其中包括AMESim、AMESet、AMECustom和AMERun。
这4部分有其各自的用途和特性。
For personal use only in study and research; not for commercial use(1)AMESim——图形化工程系统建模、仿真和动态性能分析工具AMESim是一个图形化的开发环境,用于工程系统建模、仿真和动态性能分析。
使用者完全可以应用集成的一整套AMESim应用库来设计一个系统,所有的模型都经过严格的测试和实验验证。
锤式破碎机锤头有限元模型仿真

( 安航空技术高等专科学校 机械工程系 , 西 陕西 西安 70 7) 107
摘
要: 当锤 头对矿 石的打击力正好发 生在锤 头的碰撞 中心( 或称打击 中心)时, 就可 以完全消除锤头销孔与销轴之
间的碰撞反力 , 降低锤 头磨损 , 高破碎机 效率。利 用锤 头销 孔所受碰撞 反力 的计算公式 , 提 建立锤 头的有限元模 型,
第 5 期
李懿 : 锤式破碎机锤头有限元模 型仿 真
3 9
下方时, 即N < 0 作用于锤头销孔的No 力与图1 r
所示 方 向相 反 ;
交变应力主要来源。 如其选择不 当, 还可增加能量的
额外 消耗 。 本节在 上节理论基 础上应 于有 限元 的方法
() 3 h: h 当冲击力 P作用线正好位于碰撞 ,
化过程 中, 锤头重心与旋转主轴的距离变化量不大。
近视认为其转动惯量 (。 不变 。 J)
4 1 模 型 .
为 d 那 么矿石与锤头碰撞 的位置在 d内是 随机变 ,
化的 , 而实际上每次矿石 与锤头的碰撞落在锤头外 棱 的概率要大于其他部位 。 锤头工作时 , 锤头 的顶部 在逐渐磨损 , 实际上锤头的外棱是动态变化的, 在磨 损 的过 程 中 , 出现外 棱 的 打击 概 率 也 大 于其 他 部 新
点, 并令
一 b 设在锤 头 对称平 面 内, o 作用 一 冲击
力 P, 冲击 力 的作用 线 与 03的延 长线交 于 K 点 , 此 且 垂直 于 ∞ 的连线 , 0 — h 求 锤头 销 孔处 的 令 K , 约束反 力 N 和 No 。 中 No Y其 y即是 由冲击 力所 引
1 理论 力学方 法求 锤式 破 碎 机锤 头 的打 击 中心对锤面反 力
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在 进行联合仿真 的过程 中,常常因为没有设置正 确 的路径 ,找不到所需要 的文件而遇到仿 真失败 的错 误 提 示 。联 合 仿 真 中 ,A D A M S / C o n t r o l模 块 生 成 d l l 、. c m d 、. n l 文 件 ,把文 件全 部拷 到 M A T L A B的
在基 于多体 系统动力 学软件 A D A MS  ̄ C o n t r o l s 模 块 的联合 仿 真 中,MA T L A B 以其强 大 的计算 和可视 化编程功能 以及极高的编程效率 ,迅速成为从事科学 研究和工程设 计不 可缺少 的软件 ;A D A M S软 件具有
十分强大 的运动学和动力学分析功 能 ,为工程领域用
s y s t e m.
Ke y wo r d s :ADMA S; MAT L AB;Hy d r a u l i c b r e a k i n g h a mme r ;C o ・ s i mu l a t i o n ; Vi tu r a l p r o t o t y p i n g
( C o l l e g e o f A u t o mo b i l e E n g i n e e r i n g ,S h a n g h a i U n i v e r s i t y o f E n g i n e e r i n g S c i e n c e ,S h a n g h a i 2 0 1 6 2 0 ,C h i n a )
建立起控制系统模 型后 ,将其 与 A D A MS的机械
系统模 型联接起来 。 ( 4 )仿真模型 可以使用交换式或批处理方式仿真机械系统和控 制系统在一起 的模 型。 基于 A D A M S / C o n t r o l 模块的联合仿真 系统框 图 2
如下。
பைடு நூலகம்
户 提供 了强大 的建模 、仿真环境 ,使用户能够对各种 机 械系统 进 行 建 模 、仿 真及 分 析 ;而把 A D A MS和 MA T L A B联合起 来 仿真 ,可 以将 机 械 系统 与控 制设 计仿真分析有机地连接起来 ,实现机 电一体化的联合
Th e Co - s i mu l a t i o n o f Hy d r a u l i c Br e a ki n g Ha mme r S y s t e m
YAN G G u o p i n g ,W AN G C o n g,W AN G L i a n g
Ab s t r a c t :B a s e d o n ADMAS a n d MAT L AB, t h e c o — s i mu l a t i o n o f h y d r a u l i c b r e a k i n g h a mme r s y s t e m wa s d i s c u s s e d i n d e t a i l . T h e i mp o r t a n c e ,t h e n o t i c e s a n d t h e o p e r a t i o n a l me t h o d o f t h e C O — s i mu l a t i o n we r e i n t r o d u c e d .T h e f e a s i b i l i t y o f t h e a p p l i c a t i o n o f v i r — t u a l p r o t o t y p i n g w a s p r e l i mi n a r i l y p r o v e d a n d a g o o d p l a f t o r m w a s b u i l t f o r t h e r e s e a r c h a n d d e s i g n o f h y d r a u l i c b r e a k i n g h a mme r
2 0 1 3年 3月
机床 与液压
MACHI NE TOOL & HYDRAUL I CS
Ma r . 2 01 3
第4 1 卷 第 5期
Vo 1 . 41 No . 5
DO I :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1—3 8 8 1 . 2 0 1 3 . 0 5 . 0 3 5
的可行 性 ,为液压破碎锤 的产 品开发搭建一个 良好的平台 。
关键词 :A D MA S ;MA T L A B;液压 冲击器 ;联合仿真 ;虚拟样机 技术
中图分 类号 :U 4 5 5 . 3+ 2 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 0 1 — 3 8 8 1( 2 0 1 3 )5—1 3 6— 6
分 析
联合仿真流程图如图 1 所示 。
l 构造 I hl 确定模型的I J 构造控制1 I 系统 l I 机械模型广— l 输入和输出r— 1 系统框图广 — I 联合仿真I
图 2 联合仿真系统框图
图 1 联合仿真流程 图
1 联 合仿 真概述
液 压 破碎 锤 系统 的联 合 仿真
杨 国平 ,王 聪 ,王 亮
( 上海 工程技 术 大学汽车 工程 学院 ,上海 2 0 1 6 2 0 )
摘 要 :以某型号液压破碎锤为研究对象 ,基于 A D MA S和 MA T L A B两 大软件 ,针对破碎锤系统虚拟样 机进行联合仿 真,
详细介绍了联合仿 真的意义和仿真过程 中注意事项 以及操作方法 ;同时初步验证将虚拟样机技 术应 用于破碎锤研 究与开发